1、【 精品教育资源文库 】 第八章 机械振动和机械波 时间 :50分钟 分值 :100分 一、选择题 (每小题 6分 ,共 48分 ) 1.做简谐运动的物体 ,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 做简谐运动的物体 ,当它每次经过同一位置时 ,位移、回复力和加速度是确定不变的 ,而速度的方向可能不同 ,故 A、 C、 D错误 ,B 正确。 2.某质点做简谐运动 ,其位移随时间变化的关系式为 x=A sin t,则质点 ( ) A.第 1 s末与第 2 s末 的位移相同 B.第 1 s末与第 3 s末的速度相同 C.3 s末至
2、 5 s末的位移方向都相同 D.3 s末至 5 s末的速度方向都相同 答案 D 由 x=A sin t知周期 T=8 s。第 1 s、第 3 s、第 5 s 间分别相差 2 s,恰好是 个周期 ,根据简谐运动图像中的对称性可知 D选项正确。 3.如图为某弹簧振子在 05 s 内的振动图像 ,由图可知 ,下列说法中正确的是 ( ) A.振动周期为 5 s,振幅为 8 cm B.第 2 s末振子的速度为零 ,加速度为负向的最大值 C.第 3 s末振子的速度为正向的最大值 D.从 第 1 s末到第 2 s末振子在做加速运动 答案 C 由图可知 ,弹簧振子的周期为 4 s,A错误 ;弹簧振子的位移方向
3、与加速度方向相反 ,第 2 s 末振子的加速度为正向的最大值 ,B错误 ;弹簧振子的位移为 0时 ,速度最大 ,C 正确 ;从第 1 s 末到第 2 s末振子在做减速运动 ,D错误。 【 精品教育资源文库 】 4.如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像 ,以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向 ,从 t=0时刻起 ,当甲第一次到达右方最大位移处时 ( ) A.乙在平衡位置的左方 ,正向右运动 B.乙在平衡位置的左方 ,正向左运动 C.乙在平衡位置的右方 ,正向右运动 D.乙在平衡位置的右方 ,正向左运动 答案 D 当甲第一次到达正向最大位移处时是在 1.5 s 末 ,从图像可以看出 ,此
4、时乙的位移为正 ,即乙在平衡位置右侧 ;另外 ,位移图像斜率表示速度 ,此时乙的斜率为负 ,即表示乙在向左运动。 5.一个单摆在地面上做受迫振动 ,其共振曲线 (振幅 A与驱动力频率 f的关系 )如图所示 ,则 ( ) A.此单摆的固有周期约为 0.5 s B.此单摆的摆长约为 1 m C.若摆长增大 ,单摆的固有频率增大 D.若摆长增大 ,共振曲线的峰将向右移动 答案 B 由共振曲线知此单摆的固有频率为 0.5 Hz,则固有周期为 2 s;再由 T=2 ,得此单摆的摆长约为 1 m;若摆长增大 ,单摆的固有周期增大 ,固有频率减小 ,则共振曲线的峰将向左移动。 6.一列简谐波沿 x轴正方向传
5、播 ,某时刻波形图如图甲所示 ,a、 b、 c、 d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置。如再过 个周期 ,其中某质点继续振动的图像如图乙所示 ,则该质点是 ( ) A.a 处质点 B.b处质点 【 精品教育资源文库 】 C.c 处质点 D.d处质点 答案 D 再过 个周期 ,质点经平衡位置向上振动 ,从而可以判断出只有 d处质点符合要求。 7.根据多普勒效应 ,下列说法中正确的有 ( ) A.多普勒效应只适用于声波 B.当波源和观察者同向运动时 ,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低 C.当波源和观察者相向运动时 ,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高 D.当波源和观察者反向运动
6、时 ,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高 答案 C 当波源与观察者相互接近 ,观察者接收到的频率比波源的频率高 ,反之则低。故 C正确。 8.如图所示 ,有一列沿 x轴正方向传播的简谐横波 ,图中实线和虚线分别是该波在 t=0和 t=0.03 s 时刻的波形图 ,则 ( ) A.该波的波速可能是 10 m/s B.该 波的频率可能是 25 Hz C.t=0时 ,x=1.4 m处质点的加速度方向沿 y轴正方向 D.各质点在 0.03 s内随波迁移 0.9 m 答案 B 由题意可知 ,波沿 x轴正方向传播 ,在 0.03 s内沿 x轴正方向传播的位移x= (n=0,1,2,3?), 波速 v
7、= = 1.2 m/s=(40n+30)m/s(n=0,1,2,3?), 选项 A错误 ;频率f= = Hz,将 25 Hz代入得 n=0,选项 B正确 ;t=0时 ,x=1.4 m处质点在 x轴上方 ,回复力指向平衡位置 ,此处的质点的加速度方向沿 y轴负方向 ,选项 C错误 ;各质 点在平衡位置附近振动并不随波迁移 ,选项 D 错误。 二、非选择题 (共 52分 ) 9.(12分 )在一次 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验中 ,图甲中的 O点是摆线的悬点 ,a、 b两点分别是摆球的上沿和下沿 ,则该单摆的摆长 l= m。乙图为测量周期用的秒表 ,长针转一周的时间为 30 s,表盘上部的
8、小圆共 30个小格 ,每小格 30 s。该单摆全振动 n=50次时 ,表盘指针的位置如图乙所示 ,所用时【 精品教育资源文库 】 间 t= s。用以上直接测量的物理量的符号表示重力加速度的计算式 g= (不必代入具体数值 )。 答案 0.916 0(0.915 90.916 1) 96.3 解析 摆 长 l=L+ ,由题图得摆线长 L=0.908 0 m,直径 D=0.016 0 m,所以 l=0.916 0 m。 所用时间 t应为小表盘读数 1.5分钟 (90秒 )与大表盘读数 6.3秒之和 ,即 t=96.3 s,秒表不估读。 由 T=2 且 T= ,得 g= 。 10.(20 分 )如
9、图所示是两个单摆的振动图像。 (1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少 ? (2)以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向 ,从 t=0起 ,乙第一次到达右方最大位移时 ,甲振动到了什么位置 ?向什么方向运动 ? 答案 (1)14 (2)见解析 解析 由图像知 T 甲 =4 s,T 乙 =8 s,(1)由 T=2 得 = = = 。 (2)由于乙的周期 T 乙 =2T 甲 ,故乙由平衡位置第一次到达右方最大位移处时 ,振动了 个周期 ,历时 2 s,此时甲已经过半个周期 ,因此摆球刚好回到平衡位置且向左运动。 【 精品教育资源文库 】 11.(20 分 )某时刻的波形图如图所示 ,波沿 x轴
10、正方向传播 ,质点 P的横坐标 x=0.32 m。从此时刻开始计时 (1)若 P点经 0.4 s第一次达到最大正位移 ,求波速。 (2)若 P点经 0.4 s到达平衡位置 ,波速又如何 ? 答案 (1)0.3 m/s (2)(0.8+n) m/s(n=0、 1、 2、 ?) 解析 (1)依题意 ,经时间 t=0.4 s, 波向右传播的距离 x=0.32 m -0.2 m=0.12 m,此时 P点恰好第一次达到最大正位移 波速 v= = m/s=0.3 m/s。 (2)波向右传播 x=0.32 m,P 点恰好第一次到达平衡位置 ,由波的周期性可知 ,波可能传播的距离x=0.32 m+ n(n=0、 1、 2、 ?) 波速 v= = m/s=(0.8+n) m/s(n=0、 1、 2、 ?)
