高考物理 机械振动和机械波单元综合练习(1).doc

单元练12 机械振动和机械波一、单项选择题（每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意）1如图所示，为某质点沿x轴做简谐振动的图像，下列说法中正确的是（ ）a在t=4s时质点速度最大，加速度为0b在t=1s时，质点速度和加速度都达到最大值c在0到1s时间内，质点速度和加速度方向相同d在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向2一列简谐横波向右传播，波速为v，沿波的传播方向上有相距为l的p、q两质点（p在左，q在右），如图所示，某时刻p、q两质点都处于平衡位置，且p、q间仅有一个波峰，经过时间t,q质点第一次运动到波谷，则t取值可能有（ ）a.1个b.2个c. 3个d.4个3弹簧振子振动图像如图所示，在t1和t2的时间内（ ）a振子速度、加速度方向都不变b振子速度、加速度方向都改变c振子速度方向不变，加速度方向改变d振子速度方向改变，加速度方向不变4下列说法中正确的是（ ）a在回复力作用下的运动一定是简谐运动b简谐振动物体，速度增大时，加速度一定减小c回复力一定是振动物体所受的合外力d振动物体两次通过平衡位置的时间间隔为一个周期5由两个完全相同的波源s1和s2发出的两列波在某时刻的情况如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法中正确的是（ ）a处于波谷与波谷相遇处质点振动一定最弱b处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强c振动最强质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的2倍d振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，没有其他质点二、多项选择题（每小题4分，共16分. 每小题有多个选项符合题意）6如图所示，是一列简谐横波在t=0时的波形图，若波的传播速度为2m/s，则下列说法中正确的是（ ）a再经过t=0.4s质点p向右移动0.8mb再经过t=0.4s质点p仍在平衡位置，它通过的路程为0.2mc再经过任意时间质点q和p的振动情况总是相同的d再经过t=0.20s，在x轴上00.6m内波形图与t=0时是相同的7如图所示是一列简谐横波某时刻的波形曲线，质点a、b相距20cm,c、d相距40cm，此时质点a的加速度大小为2m/s2，质点c的速度方向向下，且再经过0.1s，质点c将第一次到达下方最大位移处，则（ ）a波的传播方向向左b波的传播速率为8m/sc此时质点b的加速度大小为2m/s2，方向与质点a的加速度方向相反d质点d与a的振幅相等8甲、乙两小船随水波上下振动，两船相距80m.当甲在水波波峰时，乙恰在平衡位置，经过20s再观察，甲观察，甲恰在波谷，乙仍在平衡位置.则下列说法中正确的是（ ）a水波的最大波长为160mb.水波的波长可能是mc水波的最小频率是hzd.水波的最小波速是8ms-19如图所示，甲、乙是在同一条均质长绳上传播的两列简谐横波在某一时刻的波形（ ）a这两列波在坐标原点开始相遇b经过一段时间可在绳上看见一个两列波叠加形成的完整正弦波形c经过一段时间可以在绳上看见两列波叠加恰好形成一条直线d在两列波都经过o点的过程中o点是一个振动减弱点三、简答题（每小题9分，共27分，把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）10（9分）物体a与滑块b一起在光滑水平面上做简谐运动，如图所示，a、b之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为k，a、b的质量分别为m和m，则a、b（看成一个振子）的回复力由 提供，回复力跟位移的比为 ，物体a的回复力由 提供，其回复力跟位移的比为 ，若a、b之间的最大静摩擦因数为，则a、b间无相对滑动的最大振幅为 .11（9分）在研究性学习中，学生通过查找资料知道了竖直方向弹簧振子做简谐运动的周期公式t=2为弹簧的劲度系数，m是振子的质量），利用下列器材：铁架台（固定弹簧的铁夹）、钩码一个、一根轻弹簧、毫米刻度尺、秒表，设计了测量重力加速度g的实验.（1）补充写出实验的步骤：a将轻弹簧悬挂起来测出原长l0b挂上钩码静止时测出弹簧的长度l1c d代入表达式算出重力加速度的数值12（9分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中（1）用刻度尺量出悬点到小球的距离96.60cm，已量得小球直径是5.26cm，某同学为减少实验误差，对同一摆长的单摆进行3次周期测量，每次是在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着记录通过最低点的次数，一直数到计时终止，结果如下表：123数的次数617181时间(s)60.4070.6079.80（1）这个单摆振动周期的测定值是 s，当地重力加速度的值是 m/s2（小数点后保留两位）.（2）若测得的g值比实际值大，则可能的原因是（ ）a摆球的质量过大b.秒表走时比标准钟慢c将振动次数n错记为(n+1)d.测摆长时未计入摆球的半径四、计算或论述题（本题共6小题，共81分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）13（14分）如图所示，质量为m的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动，当振幅为a时，物体对弹簧的最大压力是物体重量的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是多大？要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？14（15分）如图所示，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ah噗开始向上，经0.1s第一次达到最大位移，c点恰好开始振动，则：（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.15（16分）如图所示，甲为某一波动在t=0.1s时刻的图像，乙为参与波动的某一质点的振动图像.（1）两图中aa、oc各表示什么物理量？量值各是多少？（2）说明两图中oab段图线的意义.（3）画出再经过0.25s后的波动图和振动图像.16（17分）一列简谐横波沿一水平直线由a点向b点匀速传播，a、b之间距离为d，某一时刻a、b两质点均处于平衡位置，且a、b之间有两个波峰，若经过时间t，质点b恰好位于波峰位置，则这列波可能的传播速度多大？单元练12 机械振动和机械波1c 2.d 3.c4b 解析 回复力是效果力，可以是物体受到的和外力，可以是某个力，或者某个力的分力.5b 6.cd 7.ad 8.bc9abd 解析 在同种介质传播速度相同，所以同时到达o点，两列波频率相同，振动情况相反，两列波发生叠加，o点为振动的减弱点，由于振幅不等，两列波叠加不可能形成一条直线.10弹簧弹力 k b对a摩擦力提供 11（1）将钩码向下拉离平衡位置释放并测出n次全振动的时间t（2）122.01 9.70 bc13当木块运动到最低点时，对弹簧压力最大，此时加速度a方向向上，nmax-mg=ma因为nmax=1.5mg所以a=，当木块运动到最高点时，对弹簧压力最小，此时加速度a方向向下，有此时因位移大小相等、加速度大小相等，即，代入求得nmin=，可以先求弹簧的劲度系数k.因为ka=,所以，物体在上升过程中不会离开弹簧，只有在下降过程中才会，要使物体在振动中不离开弹簧，必须使振动到最高点时，速度a恰为g，此时压力n=0；若振幅再大，物体便会脱离弹簧，物体在最高点n=0，回复力为重力mg,mg=ka.所以，振幅14（1）（2）波由波源传到j需要时间t，由t1=波刚传到j时，j也向上起振.到负最大位移需t2时间，则，所以对应总时间t=t1+t2=0.75s（3）如图15（1）甲图中表示沿波的传播方向距波源1cm处，质点在t=1.0s离开平衡益的位移值为-0.2m.乙图中表示振动质点在t=0.25s时位移值为-0.2m,甲图中oc为波长，值为4cm，乙图中oc为周期，值为1s（2）甲图中oab表示t=1.0s时，沿波传播方向离波源2cm范围内各质点位移情况，乙图中oab表示某质点从起振到t=0.5s内各时刻位移情况.（3）再过0.25s波形图像如图甲所示，再过0.25s后振动图像如图乙所示.16据题意，初始时刻a、b两质点均处于平衡位置，且a、b之间只有两个波峰.设此时b质点竖直向上振