机械振动与机械波检测题

《机械振动、机械波》检测题湖北省枣阳一中物理教研组肖华林邮编：441200一、本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．CBOAm图11．如图1所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直直线上的A、B间做简谐振动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC=h，振子的周期为T，某时刻物体恰经过CCBOAm图1A.重力做功2mghB.重力的冲量大小为mgT/2C.回复力做功为零D.回复力的冲量为零图22．如图2所示是一弹簧振子在水平面内作简谐运动的x-t图象，则振动系统在（）图2A．tl和t3时刻具有相同的动能和动量B．t3和t4时刻具有相同的势能和动量C．tl和t5时刻具有相同的加速度D．t3和t5时刻，振子所受回复力相等AB图33.如图3所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置.其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（AB图3A.位于B处时动能最大B.位于A处时势能最大C.在位置A的势能大于在位置B的动能D.在位置B的机械能大于在位置A的机械能图44.如图4所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是(）图4A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动时的方向都是向下5.如图5所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端和质量为M的容器放在光滑水平面上。当容器位于0点时，弹簧为自然长度。在0的上方有一滴管，容器每通过0点一次，就有质量为m的一个液滴落入容器。开始时将弹簧压缩Lo，然后撤去外力，使容器绕0点往复运动，则()A.弹簧容器(包括液滴)系统机械能守恒图5B.容器(包括液滴)经过0点时,在水平方向动量大小不变图5C.容器振动的振幅逐渐减小D.容器振动的周期逐渐增加6.如图6所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S、P、Q三点振动情况的是（）PSQ图6A.甲为Q点的振动图象B.PSQ图6C.丙为P点的振动图象D.丁为P点的振动图象yyx甲OT2Tyx丙OT2Tyx乙OT2Tyx丁OT2TS1S2P图77.如图7所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅A2的半个波形b，f1<f2S1S2P图7A.两列波将不同时到达P点B.两列波在P点叠加时P点的位移最大可达到A1+A2C.a的波峰到达S2时，b的波峰还没有到达S1D.两列波相遇时，绳上位移可达A1+A2的点只有一个，此点在P点的左侧8.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速是30r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是(）A.降低输入电压B.提高输入电压C.增加筛子质量D.减小筛子质量9.如图8所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧，则（）图8A.最大振幅A是，在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是2mg图8B.最大振幅A是，在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是mgC.最大振幅A是，在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是mgD.最大振幅A是，在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是2mg10.如图9所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a，b两点，相距14.0m，b点在a点的右方，当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正最大时，b点的位移恰为零且向下运动。经过1.00s后a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负最大，则这简谐波的波速可能等于（）ab图9ab图9C.10m/sD.4m/s11.如图10所示，在双曲线的两个焦点和上放置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4cm.就图中A、B、C、D四个质点的振动，下面说法中正确的是（）y/cmx/cmOF1F2ABCDy/cmx/cmOF1F2ABCD图10B.若A、B振动加强，则C、D一定振动加强C.A、B、C、D一定振动加强D.A、B、C、D一定振动减弱ab图1112.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构及气流运行如图11所示.产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若△r=r2-r1，则△rab图11A.波长λ的整数倍B.波长λ的奇数倍C.半波长的奇数倍D.半波长的偶数倍图12二、本题共4小题，每小题6分，共24分。把答案填在答题卡中的横线上.图1213.如图12所示，竖直放置的轻弹簧将物块1与2连接，物块1、2的质量分别为m和M。令物块1上下作简谐运动，振动过程中物块2对桌面的最小压力为零，那么物块1的最大加速度为，物块2对桌面的最大压力为。图1314.人心电图的出纸速度（纸带移动的速度）是2.5cm/s，录下的某人的心电图如图13所示（图纸上每小格边长为1mm，每大格边长为5mm）则：⑴此人的心率为次/分；⑵若此人血压为1.5×104Pa（可看作心脏压送血液的平均压强），其心脏每跳一次平均输送血液80mL，心脏做功的平均功率是图1315.某同学在做测重力加速度实验时，单摆完成50次全振动秒表如图14所示，则单摆周期为线长98.50cm小球直径用游标卡尺测得如图15所示，则摆长为，当地重力加速度为（结果保留两位有效数字）。图14图1434cm图15图16甲16．某同学在进行“研究弹簧振子的周期和小球质量的关系”课题实验时，利用如图16甲所示装置进行了如下的实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一枝笔，下面放一条纸带。当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为α，这时笔在纸带上画出如图16乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度S1、S2，写出计算弹簧振子振动周期的表达式：T=_______________。图16甲图16乙图16乙三、本题共5小题，共78分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。图1717．（12分）如图17所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1kg，求：图17（1）该单摆的摆长为多少？（2）摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？18．一列横波的波形如图18所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.005s时刻的波形图，求：(1)若2T>t2-t1>T，波速可能为多大？（T为周期）(2)若T<t2-t1，并且波速为3600m/s，则波向哪个方向传播？55－5O24681012x/my/cm图18图1919．如图19所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D……为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上，经0.1秒第一次达到最大位移，C点恰好开始振动，则图19（1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大？（2）从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？（3）画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形图像.图2020.如图所示，水平轨道AB与半径为R＝360m的光滑圆弧形轨道BC相切于B点,质量为M＝0．99kg的木块静止于B点，质量为m＝10g的子弹以vo＝500m／s的水平速度射入木块而末穿出．若木块与水平轨道间的动摩擦因数为μ＝0．5，取g＝10m／s2，且已知cos5°＝0.996．求：子弹射入后，木块再经过多长时间方可静止?图2021.如图21所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速度分别为vS和vA，空气中声音传播的速率为vP，设vS<vP，vA<vP，空气相对于地面没有流动.(1)若声源相继发出两个声音信号，时间间隔为△t.请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t′；SvSvSAxvA图21《机械振动、机械波》检测题参考答案一．选择：题目123456789101112答案DBBCABDBCDADDBCAACBC二．填空：13．14．（1）75次/分（2）1.5瓦15．2.0s,99.99cm,9.9m/s216．三．计算题：17．解：（1）由图象知单摆的固有频率为0.50Hz，即T=2S根据（2）设摆线与竖直方向最大偏角为，因摆线与竖直方向偏角很小，所以最大加速度18．解:(1)由图象可知：若波向右传播，则在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=10m，则波速若波向左传播，则在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=14m，则波速(2)由图象可知:波长λ=8m在△t=0.005s内波传播的距离为Δx=v△t=3600×0.005m=18m则，所以波向右传播.19．解：（1）v波==10ms-1（2）波由波源传到J需时间t由t1=s=0.45s波刚传到J时，J也向上起振。到负最大位移需t2时间则t2=T=0.3s所以对应总时间t=t1+t2=0.75s（3）如图20．解：子弹射入母块过程，动量守恒，则解得子弹和木块整体沿圆弧上滑过程中，机械能守恒，则解得，即°所以子弹和木块整体沿圆弧运动过程可以看成是简谐运动。子弹和木块从开始滑动到回到出发点的时间：子弹和木块在平面上滑行的加速度为：在平面上滑行的时间为：所以。21．解:(1)设声源发出第一个声音信号时声源与观察者间的距离为L，第一个声音信号放出后经过△t1的时间被观察者接收到，则:vP△t1–vA△t1=L①设第二个声音信号发出后经过△t2的时间被观察者接收到，则:vP△t2–vA△t2=L-(vS-vA)△t②则观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t′=(△t+△t2)-△t1③由①②③式得:(2)设声源放出的声波的周期和频率分别为T和f，观察者接收到的声音的周期和频率分别为T′和f′，则:.所以，.作者简介：肖华林，男，生于1977年9月21日。华中师范大学物理教育硕士。1999年7月毕业后工作在湖北省枣阳一中。现为中学学科网高考物理和高考理科综合站长，中学学科网高考物理网刊总编辑，新课程网校高中物理总编，负责高中物理的3个版本的教材的资料。熟悉计算机操作，现负责枣阳一中2006－2007高三物理备考复习试题的命制。发表论文多篇，是枣阳一中物理新课程改革小组的成员。个人简历如下：1999．9－2000.7枣阳一中高一物理（含奥赛小班）2000．9－2001.7枣阳一中高二物理辅导学生参加奥赛，获得省级奥赛优秀辅导教师称号2001．9－2002.7枣阳一中高三物理负责枣阳一中教研刊