機械振動和機械波經(jīng)典習題及答案

機械振動和機械波1.一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時刻的波形如圖所示.此時平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點正在向上運動，若a、b兩質(zhì)點平衡位置的坐標分別為xa=2.5m,xb=5.5m,則A.當a質(zhì)點處在波峰時，b質(zhì)點恰在波谷B.t=T/4時，a質(zhì)點正在向y軸負方向運動C.t=3T/4時，b質(zhì)點正在向y軸負方向運動D.在某一時刻，a、b兩質(zhì)點的位移和速度可能相同答案：C2．一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，則A．該波的振幅可能是20cmB．該波的波長可能是8.4mC．該波的波速可能是10.5m/sD．該波由口傳播到6可能歷時7s答案：D3.如圖所示，實線和虛線分別為某種波在t時刻和t＋Δt時刻的波形曲線。B和C是橫坐標分別為d和3d的兩個質(zhì)點，下列說法中正確的是（）CA．任一時刻，如果質(zhì)點B向上運動，則質(zhì)點C一定向下運動B．任一時刻，如果質(zhì)點B速度為零，則質(zhì)點C的速度也為零C．如果波是向右傳播的，則波的周期可能為ΔtD．如果波是向左傳播的，則波的周期可能為Δt4.圖1所示為一列簡諧橫波在t＝20秒時的波形圖，圖2是這列波中P點的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是BA．v＝25cm/s，向左傳播B．v＝50cm/s，向左傳播C．v＝25cm/s，向右傳播D．v＝50cm/s，向右傳播5.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖1中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖1中的虛線所示，則CＡ．質(zhì)點P的運動方向向右Ｂ．波的周期可能為0.27sＣ．波的頻率可能為1.25HzＤ．波的傳播速度可能為20m/s6.圖中實線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡諧橫波在t=0和t=0.03s時刻的波形圖，x=1.2m處的質(zhì)點在t=0.03s時刻向y軸正方向運動，則Ay/my/mx/m圖1OP6121824Ａ．該波的頻率可能是125HZＢ．該波的波速可能是10m/sＣ．t=0時x=1.4m處質(zhì)點的加速度方向沿y軸正方向Ｄ．各質(zhì)點在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m7．一列橫波沿軸正向傳播，ａ，ｂ，ｃ，ｄ為介質(zhì)中的沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置。某時刻的波形如圖1所示，此后，若經(jīng)過3／4周期開始計時，則圖2描述的是Ａ．ａ處質(zhì)點的振動圖像Ｂ．ｂ處質(zhì)點的振動圖像Ｃ．ｃ處質(zhì)點的振動圖像Ｄ．ｄ處質(zhì)點的振動圖像答案：B8.如圖，一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，實線和虛線分別表示t1=0,t2=0.5s＜T時的波形，能正確反映時波形的是圖答案：D解析：因為t2＜T，可確定波在0.5s的時間沿x軸正方向傳播，即，所以T=2s，，波峰沿x軸正方向傳播，從處到處，選D。9.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6s，N點開始振動，則該波的振幅A和頻率f為A．A=1mf=5HzB．A=0.5mf=5HzC．A=1mf=2.5HzD．A=0.5mf=2.5Hz答案：D10.一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖中的實線所示，t=0.02s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】B【解析】這類問題通常有兩種解法：解法一：質(zhì)點振動法（1）設(shè)波向右傳播，則在0時刻x=4m處的質(zhì)點往上振動，設(shè)經(jīng)歷時間時質(zhì)點運動到波峰的位置，則，即當n=0時，T=0.08s＞0.02s，符合要求，此時當n=1時，T=0.016s＜0.02s，不符合要求。（2）設(shè)波向左傳播，則在0時刻x=4m處的質(zhì)點往下振動，設(shè)經(jīng)歷時間時質(zhì)點運動到波峰的位置，則，即當n=0時，T=s＞0.02s，符合要求，此時當n=1時，T=＜0.02s，不符合要求。綜上所述，只有B選項正確。解法一：波的平移法（1）設(shè)波向右傳播，只有當波傳播的距離為時，實線才會和虛線重合，即0時刻的波形才會演變成0.02s時的波形，所以當n=0時，T=0.08s＞0.02s，符合要求，此時當n=1時，T=0.016s＜0.02s，不符合要求。（2）設(shè)波向左傳播，只有當波傳播的距離為時，實線才會和虛線重合，即0時刻的波形才會演變成0.02s時的波形，所以當n=0時，T=s＞0.02s，符合要求，此時當n=1時，T=＜0.02s，不符合要求。綜上所述，只有B選項正確。【命題特點】本題考查機械波傳播過程中的雙向性。交變電流一．選擇題（不定項）1．家庭電路的交變電流圖象為如圖所示中的()2.矩形線圈繞垂直于勻強磁場的對稱軸做勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過中性面時，以下說法正確的是A.線圈平面與磁感線方向垂直B.線圈中感應(yīng)電流的方向?qū)l(fā)生改變C.通過線圈平面的磁通量最大D.通過線圈的感應(yīng)電流最大3．一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝220eq\r(2)sin100πt，則()A．交流電的頻率是100πB．t＝0時，線圈位于中性面C．交流電的周期是0.02sD．t＝0.05s時，e有最大值4．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中不正確的是()A．在中性面時，通過線圈的磁通量最大B．在中性面時，感應(yīng)電動勢為零C．穿過線圈的磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零D．線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次5.如圖所示，線框在勻強磁場中繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動(由上向下看是逆時針方向)，當轉(zhuǎn)到圖示位置時，磁通量和感應(yīng)電動勢大小的變化情況是A.磁通量和感應(yīng)電動勢都在變大B.磁通量和感應(yīng)電動勢都在變小C.磁通量在變小，感應(yīng)電動勢在變大D.磁通量在變大，感應(yīng)電動勢在變小6.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示，如果其他條件不變，使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動勢的最大值和周期分別為A.400V，0.02s B.200V，0.02sC.400V，0.08s D.200V，0.08s8.下面關(guān)于交變電流的說法中正確的是A.交流電器設(shè)備上所標的電壓和電流值是交變電流的最大值B.用交流電表測定的讀數(shù)值是交流電的瞬時值C.給定的交變電流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下都是指有效值D.跟交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電的數(shù)值是交變電流的有效值9.在相同的時間內(nèi)，某正弦交流電通過一阻值為100Ω的電阻產(chǎn)生的熱量，與一電流強度為3A的直流電通過同一阻值的電阻產(chǎn)生的熱量相等，則A.此交流電的電流的有效值為3A，最大值為3AB.此交流電的電流的有效值為3A，最大值為6AC.電阻兩端的交流電壓的有效值為300V，最大值為300VD.電阻兩端的交流電壓的有效值為300V，最大值為600V10.一只低壓教學電源輸出的交變電壓瞬時U=10sin314t(V)，關(guān)于該電源的規(guī)格和使用，以下說法正確的是A.這只電源可以使"10V2W"的燈泡正常發(fā)光B.這只電源的交變電壓的周期是314sC.這只電源在t=0.01s時電壓達到最大值D.“10V2μF”電容器不能接在這只電源上11.一個電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率為P，當接到電壓U=10sinωt(V)的交流電源上，它的發(fā)熱功率是A.0.25P B.0.5P C.P D.2P12.在如圖所示電路中，已知交流電源電壓U=200sin(100πt)V，電阻R=100Ω.則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為A.1.41A，200V B.1.41A，141V C.2A，200V D13.一個接在某直流電源上的電熱器所消耗的電功率為P1，若把它接到電壓最大值與直流電壓相等的交流電源上，該電熱器所消耗的電功率為P2，則P1：P2為A.2：1 B.1：2 C.1：1 D.1：14.把電熱器接到110V的直流電源上，每秒產(chǎn)生的熱量為Q，現(xiàn)把它接到交流電源E，每秒產(chǎn)生的熱量為2Q，則交流電壓的最大值是A.110v B.220V C.220V D.110V15.某交流電動勢的瞬時值e=Emsinωt，若將轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，則其電動勢的瞬時值為A.Emsin2ωt B.Emsinωt C.2Emsintω D.2Emsin2ωt16．閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的正弦式交變電流i＝Imsinωt.若保持其他條件不變，使線圈的匝數(shù)和轉(zhuǎn)速各增加1倍，則電流的變化規(guī)律為()A．i′＝Imsinωt B．i′＝Imsin2ωt C．i′＝2Imsinωt D．i′＝2Imsin2ωt17．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是()A．t＝0時刻線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻Φ的變化率達最大C．0.02s時刻感應(yīng)電動勢達到最大D．該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動勢圖象如圖乙所示18.如圖所示是一多匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖象，根據(jù)圖象可知()A．此感應(yīng)電動勢的瞬時表達式為e＝200sin0.02tB．此感應(yīng)電動勢的瞬時表達式為e＝200sin100πtC．t＝0.01s時，穿過線圈的磁通量為零D．t＝0.02s時，穿過線圈的磁通量的變化率最大二．計算題19、一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度100πrad/s。（1）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式。（2）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路的總電阻為100Ω，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表達式，在t=1/120s時電流強度的瞬時值為多少（3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過180度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？22.發(fā)電機轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100，邊長L=20cm的正方形線圈，其置于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad／s)的角速度轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=1Ω，外電路電阻R=99Ω.試求：(1)寫出交變電流瞬時值表達式；(2)外電阻上消耗的功率；(3)從計時開始，線圈轉(zhuǎn)過過程中，通過外電阻的電荷量是多少?23.如圖所示，邊長為0.5m的正方形線框ABCD繞AB邊在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，AB邊和磁場垂直，轉(zhuǎn)速為每秒50轉(zhuǎn)，磁感應(yīng)強度為0.4T.求：(1)感應(yīng)電動勢的最大值；(2)在轉(zhuǎn)動過程中，當穿過線框的磁