高中物理選修3-4-簡諧運動-機械波

1、高二選修3-4 簡諧運動 機械波測試姓名：_分?jǐn)?shù)：_一、選擇題（題型注釋）1位于介質(zhì)和分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機械波，如圖所示若在兩種介質(zhì)中頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則_Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v22關(guān)于波長，下列說法中正確的是()A在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播的距離是一個波長B兩個相鄰的、在振動過程中運動方向總是相同的質(zhì)點間的距離是一個波長C一個周期內(nèi)介質(zhì)質(zhì)點通過的路程是一個波長D兩個相鄰的波峰間的距離是一個波長3做簡諧振動的單擺擺長不變，把擺球質(zhì)量增

2、加為原來的4倍，使擺球經(jīng)過平衡位置時的速度減小為原來的倍，則單擺振動的A. 周期、振幅都不變 B. 周期不變、振幅減小C. 周期改變、振幅不變 D. 周期、振幅都改變4一單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖，以下說法正確的是A時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最小B時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小C時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小D時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大55分）如圖所示，一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t=0時刻的波形圖，虛線為t=0.6s，時的波形圖，波的周期T0.6s；，則 。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯l個扣3分，最低得分

3、為0分）A.波的周期為2.4sB.波速為10m/sC.在t=0.9s時P點沿y軸正方向運動D.從t=0.6s起的0.4s內(nèi)，P點經(jīng)過的路程為0.4mE.在t=0.5s時，Q點到達(dá)波峰位置6如圖所示為一列簡諧橫波的圖像，波速為0.2 m/s，以下結(jié)論正確的是：A.振源振動的頻率為0.4 HzB.若質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，則波沿x軸正方向傳播C.圖示時刻質(zhì)點a、b、c所受回復(fù)力大小之比為213D.經(jīng)過0.5 s質(zhì)點a、b、c通過的路程為75 cm7一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，設(shè)t=0時刻波傳播到x軸上的B質(zhì)點，波形如圖所示。從圖示位置開始，A質(zhì)點在t=0.6s時第二次出現(xiàn)在波峰位置，則下列

4、說法正確的是A、該簡諧橫波的周期為0.3sB、該簡寫橫波的波速等于5m/sC、t=0.6s時，質(zhì)點C在平衡位置處且向上運動D、經(jīng)t=1.2s，該波傳播到x軸上的質(zhì)點DE、當(dāng)質(zhì)點E第一次出現(xiàn)在波峰位置時，質(zhì)點B恰好出現(xiàn)在波谷位置8細(xì)長輕繩下端栓一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點正下方二分之一擺長處有一個能擋住擺線的釘子A，如圖所示現(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度，然后無初速地釋放對于以后的運動，下列說法中正確的是（ ）A單擺往返運動一次的周期比無釘子時的單擺周期小B擺球在左右兩側(cè)上升的最大高度一樣C擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等D擺線在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍9如圖所示，長為L1的橡皮條與

5、長為L2的細(xì)繩的一端都固定在O點，另一端分別系兩球A和B，A和B的質(zhì)量相等，現(xiàn)將兩繩都拉至水平位置，由靜止釋放放，擺至最低點時，橡皮條和細(xì)繩長度恰好相等，若不計橡皮條和細(xì)繩的質(zhì)量，兩球經(jīng)最低點速度相比AA球大 BB球大 C兩球一樣大 D條件不足，無法比較10在張緊的繩子上掛了a、b、c、d四個單擺，擺長關(guān)系為LcLb=LdLa，如圖所示，先讓d擺動起來（擺角不超過5，已知重力加速度為g），則下列說法正確的是Ab擺發(fā)生振動其余擺均不動 B所有的擺均以的周期振動C所有的擺均以相同擺角振動 Da、b、c中b擺振動幅度最大11如圖所示，在平面xOy內(nèi)有一沿軸x正方向傳播的簡諧橫波，波速為30m/s，頻

6、率為25Hz，A、B兩點位于x軸上，相距090m。分別以A、B為平衡位置的兩個質(zhì)元在振動過程中，取A點的質(zhì)元位于波峰時為t=0，對于B點的質(zhì)元來說（ ）At=0時，加速度最大 Bt=01s時，速度為零Ct=02s時，速度方向沿y軸負(fù)方向Dt=03s時，位于波谷12如圖所示，波源S從平衡位置開始上、下（沿y軸方向）振動，產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，經(jīng)過0.1s后，沿波的傳播方向上距S為2m的P點開始振動若以P點開始振動的時刻作為計時的起點，P點的振動圖象，如圖所示則下列說法中正確的是（ ）A波源S最初是向上振動的B該簡諧波的波速為20m/sC該波的波長為m（n0,1,2，）D該波通過寬度約為1m的縫

7、隙時，不能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象13一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系）如圖所示，則（ ）A此單擺的固有周期約為0.5sB此單擺的擺長約為2mC若擺長減小，單擺的固有頻率增大D若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動三、填空題（題型注釋）14如圖所示，半徑是0.2m的圓弧狀光滑軌道置于豎直面內(nèi)并固定在地面上，軌道的最低點為B，在軌道的A點（弧AB所對圓心角小于5）和弧形軌道的圓心O兩處各有一個靜止的小球和，若將它們同時無初速釋放，先到達(dá)B點的是_球15物理課外小組研究用“單擺測重力加速度”的實驗，他們依照實驗直接測量的物理量應(yīng)為： ， ， ，計算g的公式應(yīng)為： 。16一列橫波在

8、某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始d質(zhì)點比e質(zhì)點早0.1s到達(dá)波谷。求：y/cm1350x/m-55abcdef（1）波的傳播方向和波速大小 ；（2）1.0s內(nèi)b質(zhì)點通過的路程 。17P、Q是一列簡諧橫波中的兩質(zhì)點，已知P離振源較近，P、Q兩點的平衡位置相距15m（小于一個波長），各自的振動圖象如圖所示。此列波的波速為 m/s。18一列簡諧橫波從左向右以v=2m/s的速度傳播，某時刻的波形如圖所示，下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號，全部選對得5分，部分選對得2分，錯選得0分)AA質(zhì)點再經(jīng)過一個周期T將傳播到D點BB點再經(jīng)過回到平衡位置C該波的周期T=0.05 sDC點再經(jīng)過將到達(dá)波峰的位

9、置五、計算題（題型注釋）19一列簡諧橫波沿x軸雙向傳播，波源位于原點O，振動方程為y=4sint（cm），兩質(zhì)點P、Q分別位于x1=-6 m和x2=2 m處，波源振動后右側(cè)某時刻波形如圖所示，求： 從波源起振后到質(zhì)點P到達(dá)波谷的所有可能時間；從波剛傳到質(zhì)點Q開始，當(dāng)Q通過的路程為44 cm時，質(zhì)點P通過的路程是多少？20一列橫波在t=0時刻的波形如圖8中實線所示。在t=0.2s時刻的波形如圖中虛線所示。若此波的周期大于0.2秒，求 (1)該波的波長是多少? (2)若該波向右傳播，波速是多大? (3)若該波向左傳播，波速是多大?21如圖所示，均勻介質(zhì)中兩波源、分別位于x軸上、處，質(zhì)點P位于x軸上

10、處，時刻兩波源同時開始由平衡位置向y軸正方向振動，振動周期均為，傳播速度均為，波源、的振幅均為，則：經(jīng)過多長時間，由波源發(fā)出的波到達(dá)P點？從至內(nèi)質(zhì)點P通過的路程多少？22如圖為某波源的振動圖像，右圖是該波源產(chǎn)生的橫波在某時刻的波形圖，波動圖的O點表示波源，問：（1）這列波的波速多大？（2）若波向右傳播，當(dāng)波動圖中質(zhì)點Q第一次到達(dá)平衡位置且向上運動時，質(zhì)點P已經(jīng)經(jīng)過了多少路程？參考答案1C【解析】試題分析：從圖中可得，又因為是同一個波源的產(chǎn)生的波，所以兩列波的頻率相同，即，根據(jù)公式可得，故C正確考點：考查了波長，波速和頻率的關(guān)系2ABD【解析】由波長的定義可知，A、B、D正確3B【解析】根據(jù)單擺

11、周期公式可知周期只與擺長和重力加速度有關(guān)，周期不變，振幅與平衡位置的速度大小有關(guān)，B對；4CD【解析】試題分析：單擺做小角度擺動時符合簡諧運動的特點，t1時刻擺球在位移最大處，回復(fù)力最大，加速度最大，速度為零，所以A項錯誤；t2時刻擺球的位移為零，回復(fù)力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大，所以B項錯誤；t3時刻擺球在位移最大處，速度為零，向心力為零，對小球受力分析，重力的切向分力提供回復(fù)力，懸線的拉力等于重力的徑向分力，此時拉力最小，所以C項正確；t4時刻擺球位移為零，回復(fù)力為零，加速度為零，速度最大，向心力最大，擺球運動到懸點的正下方，懸線的拉力減去豎直向下的重力的合力提供向心力，懸線拉力最大，

12、所以D項正確?？键c：本題考查了單擺的簡諧運動的特點5BDE【解析】試題分析：從實線波形圖到虛線波形圖需要經(jīng)歷個周期，而周期大于0.6s，可知，故A錯誤。波速，故B正確。的波形圖和的波形圖相同，P點沿y軸負(fù)方向運動，故C錯誤。經(jīng)過0.4s，P完成半個周期的振動，經(jīng)過的路程為，故D正確。經(jīng)過，波形向x軸負(fù)方向平移5m，Q點到達(dá)波峰位置，故E正確?？键c：【名師點睛】本題考查了機械波的傳播規(guī)律及波形圖的問題，解題時運用波形的平移法分析時間與周期的關(guān)系，得到周期，然后求解波速等基本參量；解題的關(guān)鍵是注意機械波傳播的波形的重復(fù)性；此題難度中等.6C【解析】本題考查的是對波的圖像的理解問題。由圖像可知：此波

13、的波長是，題目中給出，由，可知；，A錯誤；.若質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，則波源在左邊，則波沿x軸負(fù)方向傳播，B錯誤；.由可知圖示時刻質(zhì)點a、b、c所受回復(fù)力大小之比為213，C正確；. ，則，所以經(jīng)過0.5 s質(zhì)點a、b、c通過的路程分別為70cm、75 cm、75 cm.，D選項錯誤。7BCE【解析】試題分析：A質(zhì)點在t=0時刻位于波谷，需要經(jīng)過第一次到達(dá)波峰，經(jīng)過，第二次到達(dá)波峰，所以有，解得，從圖中可知波長為，所以波速，A錯誤B正確；從t=0時刻開始，需要經(jīng)過到達(dá)C點，所以時C正好振動了一個周期，所以與t=0.2s時的振動情況完全一致，即通過平衡位置向上振動，C正確；從時刻開始，需要

14、經(jīng)過到達(dá)D點，D錯誤；，兩者之間的距離為半波長的奇數(shù)倍，所以兩點為反相點，即振動步調(diào)完全相反，所以當(dāng)質(zhì)點E第一次出現(xiàn)在波峰位置時，質(zhì)點B恰好出現(xiàn)在波谷位置，E正確；考點：考查了橫波圖像，波長、波速以及頻率的關(guān)系【名師點睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點振動方向或者根據(jù)質(zhì)點振動方向判斷波傳播方向時，走坡法是一種重要的方法，即下坡路上，上坡路下，簡諧橫波在傳播過程中波上的各個質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動，不會隨波遷移，當(dāng)兩個質(zhì)點相隔波長的整數(shù)倍時，則這兩個點為同相點，即振動步調(diào)相同，如果兩個質(zhì)點相隔半波長的奇數(shù)倍時，兩個點為反相點，即振動步調(diào)相反8AB【解析】試題分析：無釘子時，單擺的周期，有釘子后，

15、在半個周期內(nèi)繞懸掛點擺動，半個周期內(nèi)繞釘子擺動，周期，故A正確；根據(jù)機械能守恒定律，左右兩側(cè)上升的高度相同有釘子子時走過的弧長小于無釘子走過的弧長，擺角不是2倍關(guān)系；故AB正確考點：考查了單擺周期【名師點睛】無釘子時，單擺的周期，有釘子后，在半個周期內(nèi)繞懸掛點擺動，半個周期內(nèi)繞釘子擺動，周期根據(jù)機械能守恒定律，比較上升的高度通過幾何關(guān)系比較弧長和擺角【答案】B【解析】試題分析：對A球，重力勢能的減小量等于動能的增加量和彈性勢能的增加量，根據(jù)能量守恒定律得， ，對于B球，重力勢能的減小量等于動能的增加量，根據(jù)能量守恒有： ，因為質(zhì)量相等，可知重力勢能減小相同，則B球的動能大于A球的動能，所以B球

16、的速度較大，故B正確，A、C、D錯誤。考點：功能關(guān)系【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道A球重力勢能的減小量等于彈性勢能和動能增加量之和，B球重力勢能的減小量等于動能的增加量。10BD【解析】試題分析：d擺擺動起來后，通過水平繩子對a、b、c三個擺施加周期性的驅(qū)動力，使a、b、c三擺做受迫振動，a、b、c三擺做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的周期，由于驅(qū)動力周期相同，則a、b、c三擺均以相同周期振動，據(jù)振動周期公式可知d擺的周期T=；由于b擺的固有頻率與驅(qū)動力頻率相同，故b擺的振幅最大，即振動的擺角不同；故AC錯誤，BD正確；故選BD考點：受迫振動；共振【名師點睛】本題考查了受迫振動的頻率問題，難度不大，

17、是一道基礎(chǔ)題，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題，此知識點注意與生活實際的結(jié)合。11B【解析】試題分析：此波的波長為，則，t=0時A點的質(zhì)元位于波峰，則此時B點在平衡位置，加速最小，選項A錯誤；因T=04s，故t=01s時，B點的質(zhì)點在最低點，此時速度為零，選項B正確；t=02s時，B點的質(zhì)點在平衡位置向上振動，故速度方向沿y軸正方向，選項C錯誤；t=03s時，B點的質(zhì)點位于波峰位置，選項D錯誤；故選B考點：質(zhì)點的振動【名師點睛】此題考查了質(zhì)點的振動及波的傳播問題；對于波的傳播類題目，要根據(jù)周期明確各點的位置及運動方向，質(zhì)點在平衡位置速度最大，在波峰和波谷位置加速度最大12B【解析】試題分析：由P質(zhì)

18、點的振動圖象知P質(zhì)點的起振方向向下，則波源開始振動的方向也向下，故A錯誤；根據(jù)，故B正確；由振動圖象知，波的周期為0.4s，而=vT=200.4=8（m），故C錯誤；障礙物的尺寸小于波的波長，可以觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故該波通過寬度約為1m的縫隙時，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象故D錯誤故選B.考點：振動圖線；機械波的傳播13CD【解析】試題分析：由圖可知，單擺的固有頻率為0.5Hz，則周期為，選項A錯誤；根據(jù)，可得，選項B錯誤；根據(jù)，若擺長減小，單擺的固有周期減小，故固有頻率增大，選項C正確；若擺長增大，固有周期變大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動，選項D正確；故選CD.考點：共振；單擺。14球

19、【解析】試題分析：球相當(dāng)于做單擺運動，運動到B點的時間相當(dāng)于周期的四分之一，球做自由落體，所以，球先落地考點：考查等效單擺運動點評：難度較小，對于弧面滾動的小球可等效為單擺運動，周期公式中繩子長度L為弧面的半徑15擺線的長度；擺球的直徑；擺球完成次全振動所用時間t；【解析】單擺周期計算公式，所以“單擺測重力加速度”，需要測得擺長L（擺線長度與擺球半徑之和），周期T（擺球完成次全振動所用時間t，周期為），計算g的公式應(yīng)為：故答案為：擺線的長度；擺球的直徑；擺球完成次全振動所用時間t；1610m/s0.5m【解析】此波沿x軸正向傳播（1分）波速（2分）1.0秒內(nèi)b質(zhì)點通過的路程是s=10A=0.5m （1分）172.5m/s【解析】試題分析：由圖知，周期為，若點P離波源較近，波由P傳到Q，則間的距離，得，因P、Q兩點的平衡位置相距15m（小于一個波長），所以；則波速為?？键c：考查了橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系18CD【解析】試題分析：質(zhì)點不隨波傳播，A錯；B點向上振動靠近平衡位置平均速度大，所用時間小于八分之一周期，B錯；由可