机械振动机械波试题(附答案全解)

1、专题十九、机械振动机械波0.4s ，1.如图， t=0 时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿 y 轴正方向开始振动，振动周期为 在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示 t=0.6时波形的图是答案：C 解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波。 t=0.6 时沿 x 轴正、负两方向各传播 1.5 个波长，能够正确表示 t=0.6 时波形的图是 C。 2做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(A) 位移(B)速度(C) 加速度 (D)回复力答案： B 解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速

2、度 相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B 正确。33一列横波沿水平绳传播， 绳的一端在 t0 时开始做周期为 T的简谐运动，经过时间 t( 3 T4 <t<T) ，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在 2t 时，该点位于平衡位置的(A) 上方，且向上运动(B) 上方，且向下运动(C) 下方，且向上运动(D) 下方，且向下运动答案： B 解析：由于再经过 T 时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在 2t 时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项B 正确。4在学校运动场上 50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬 声器。两个扬声

3、器连续发出波长为5 m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进 10 m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A2B 4C6D8答案： B 解析：向某一端点每缓慢行进 2.5m，他距离两波源的路程差为 5m，听到扬声 器声音强，缓慢行进 10 m，他听到扬声器声音由强变弱的次数为4次，选项 B正确。5. 如图， a. b, c. d 是均匀媒质中 x 轴上的四个质点 . 相邻两点的间距依次为 2m、 4m和 6m 一列简谐横波以 2m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t=0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位 置开始竖直向下运动， t=3s 时 a 第一次到达最

4、高点。下列说法正确的是 ( 填正确答案标号。选对 I 个得 3分，选对 2 个得 4分，选对 3个得 6 分。每选错 I 个扣 3 分，最低得 分为 0 分 ）A在 t=6s 时刻波恰好传到质点 d 处B在 t=5s 时刻质点 c 恰好到达最高点C. 质点 b 开始振动后，其振动周期为 4sD . 在 4s<t<6s 的时间间隔内质点 c 向上运动E. 当质点 d 向下运动时，质点 b 一定向上运动答案： ACD解析：根据题述“在 t=0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动， t=3s 时 a 第一次到达最高点”可知周期为 T=4s。波长 =vT=2

5、5; 4m=8m。在 t=6s 时刻 波恰好传到质点 d 处，选项 A 正确。在 t=3s 时刻波传播到质点 C，在 t=5s 时刻 质点 c 恰好回到平衡位置， 在 t=6s 时刻到达最高点， 选项 B错误。质点 b开始振 动后，其振动周期为 4s，选项 C正确。在 4s<t<6s 的时间间隔内质点 c 向上运动， 选项 D正确。质点 b 和质点 d相距 10m，当质点 d向下运动时，质点 b 不一定向 上运动，选项 E 错误。6 . 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的 a、b 两质点的振动图象如右图所示下列描述该波的图象可能正确的是答案： AC解析：由振动图象可

6、知，在 t=0 时，质点 a 处在波峰位置，质点 b 处在平衡位置且向下 运动。当简谐横波沿直线由 a 向 b 传播，有， 3 +n =9，解得波长的表达式：4= 36 m，（n=0,1,2,3 ，4···），其波长可能值为 12m，5.14m，···，选项 C 正确。当简 4n 31 36谐横波沿直线由 b 向 a 传播，有， 1 +n =9 ，解得波长的表达式： = 364 4n 1 （n=0,1,2,3 ，4···），其波长可能值为 36m， 7.2m，4m，···，选

7、项 A正确。4Hz。 现匀速转动把手，给弹簧振子7如题 12B-1 图所示的装置，弹簧振子的固有频率是以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为 _。（A）1Hz（ B）3Hz（C）4Hz（D）5Hz答案： B. （1）A 解析：根据受迫振动的频率等于驱动力的频率， 把手转动的频率为 1Hz，选 项 A 正确。8如图，在：半径为 2.5m 的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直 平面内，两端点距最低点高度差 H 为 1cm。将小环置于圆弧端点并 从静止释放， 小环运动到最低点所需的最短时间为s ，在最22 低点处的加速度为 m/s 2。 （ 取 g 10m/

8、s2） 答案： 0.785 0.08解析：小环运动沿圆弧的运动可类比于单摆的简谐运动，小环运动到最低点所需的最短时间为 t=T/4=2.5 =0.785s 。由机械能守恒定律， mgH=1 mv ，在最低点处的速度为2 10 2v= 2gH 。在最低点处的加速度为 a= v = 2gH =0.08m/s 。RR 9如图。一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b 两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平桌面上左右振动。振幅为A0，周期为 T0., 。当物块向右通过平衡位置时， a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为 A和 T，则：A A 0（填“ >

9、;”、“ <”或 “=”）， TT0（填“ >”、“ <”或 “=”），34. （1）<（3 分） <（2 分） 【命题意图】 本题考查弹簧振子的机械振动及其相关知识点， 查考生灵活应用知识分析问题的能力。【解题思路】小球通过平衡位置时弹性势能为零，动能最大。向右通过平衡位置， a 由于受 到弹簧弹力做减速运动， b 做匀速运动。小物块 a 与弹簧组成的系统机械能小于原来系统， 所以小物块 a 的振幅减小， A<A0，周期减小， T<T 0。快速解题】 根据系统能量减小得到振幅减小， 根据振子质量减小可知加速度增大， 周期减 小，从而快速解题。1 所示

10、，将10. 根据单摆周期公式 T 2 1 ，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图 2 所示，读数为 mm。2） 以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有 。a. 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的c. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位 置有较大的角度d. 拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于 5 度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔 t 即为单摆周期 Te. 拉开摆球，使摆线偏离平衡

11、位置不大于 5度，释放摆球， 当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50 次全振动所用的时间 t ，则单摆周期Vt50答案】 18.6mm abe解析】（1）根据游标卡尺读数规则， 游标卡尺的读数： 18mm+0.1× 6mm=18.6mm；2）abe 摆线要选择细些可减小阻力；伸缩性小些的，保证摆长不变；并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。所以摆线要选择细些的、伸缩性小些 的，并且尽可能长一些，选项 a 正确。摆球尽量选择质量大些、体积小些的， 可减小空气阻力的影响，选项 b 正确。为了使摆的周期大一些，以方便测量， 可增大摆长。开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有

12、较大的角度，可能导致摆角大于 10°，使误差增大，选项 c 错误。拉开摆球，使摆线偏离平衡位置小 于 5 度，在摆球通过平衡位置的同时开始计时， 测量单摆运动 50 个周期的时间 t ，则单摆周期 T=t/50 ，选项 d 错误 e 正确。ABDbbABacxxddCDcexx答案： D此时 x=4m处质点沿 y 轴正方向运动，加速度为零，选项C错误 D 正确。12图 1 是一列简谐横波在 t=1.25s 时的波形图，已知 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振。则图 2 所示振动图像对应的质点可能位于周期为 1s，波沿 x 轴正方向传播。画出 t=0 时的波形图如图。 则图

13、 2 所示振动图像对应的13 如图甲所示，在某一均匀介质中， AB是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达11 . 一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说解析：这列波的振幅为 2cm，波长 =8cm，这列波的周期为T=/v =2s ，选项 AB错误。解析：根据题述C位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振 ”可知波动质点可能位于 dx e ，选项 D 正确。4m和 5m。两波源形求简谐横波的波长。解析：设简谐横波的波速为v，波长为，周期为 T，由题意知在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，斜面顶端与劲法正确的是C 此时 x=4m处质点沿

14、 y 轴负方向运动12.D式均为 x=0.1sin(20 t）m ，介质中 P 点与 A、 B 两波源间的距离分别为成的简谐横波分别沿AP、BP 方向传播，波速都是 10m/s 。P 点的振动填写“加强”或“减弱” ）（ 2）T=0.1s ， 由波速公式 v=/T ，代入数据得： =1m。加强。14. 如图所示，质量为倾角为 的斜面体（斜面光滑且足够长）放这列波的振幅为 4cm这列波的周期为 1s此时 x=4m处质点的加速度为 0F合=mgsin -k（x+ L） 联立以上各式解得 F合=-kx，可知物块做简谐运动。为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有f FN2，所以：k x cos

15、f=FN2 Mg mg kxsin度系数为 k、自然长度为 L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为 m的物块。压缩弹 簧使其长度为 3L/4 时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静 止状态。重力加速度为 g。（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动；（3）求弹簧的最大伸长量；（4）为使斜面始终处于静止状态， 动摩擦因数 应满足什么条件 （假设滑动摩擦力等于最 大静摩擦力）？【 解析】（1） 设物块在斜面上平衡时 , 弹簧伸长量为 L, 有mgsin -k L=0, 得： L= mgsink此时弹簧的长度为 L+L=L+ mgsink（2）当物块位移为 x 时，弹簧伸长量为 x+ L，物块所受合力为 （3） 物块做简谐振动的振幅为 A= L mgsi