機械振動與機械波經(jīng)典習(xí)題(含答案)

七、機械振動 機械波水平預(yù)測雙基型★1.簡諧運動屬于以下運動中的( ).(A)勻速直線運動(B)勻加速直線運動(C)勻變速直線運動(D)非勻變速直線運動答案:D(提示:作簡諧運動物體的同復(fù)力與位移的大小成正比、方向與其相反,故其加速度時刻變化)★★★5.如下圖,一輕彈簧上端懸于頂壁,下端掛一物體,在AB之間作簡諧運動,其中O點為它的平衡位置,物體在A時彈簧處于自然狀態(tài).假設(shè)v、x、F、a、Ek、Ep分別表示物體運動到某一位置的速度、位移、回復(fù)力、加速度、動能和勢能,那么( ).(A)物體在從O點向A點運動過程中,v、Ep減小向而x、a增大(B)物體在從B點向O點運動過程中,v、Ek增大而x、F、Ep減小(C)當(dāng)物體運動到平衡位置兩側(cè)的對稱點時,v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同(D)當(dāng)物體運動到平衡位置兩側(cè)的對稱點時,v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同答案:BC(提示:簡諧運動具有各量關(guān)于平衡位置對稱、運動過程機械能守恒等特點,注意該題振子運動到某一位置的勢能等于重力勢能與彈性勢能之和).★★★6.如下圖是兩列相干波的干預(yù)圖樣,實線表示波峰,虛線表示波谷,兩列波的振幅都為10cm,波速和波長分別為1m/s和0.2m,C點為AB連線的中點,那么圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為______cm,圖所示五點中振動加強的點是_____,振動減弱的點是_____,c點此時的振動方向_____(選填”向上”或”向下),從圖示時刻再經(jīng)過0.65s時,C點的位移為_____cm,O點經(jīng)過的路程_____cm.答案:40,A、B、C,D、E,向下,-20,260(提示:利用疊加原理畫出各質(zhì)點從圖示時刻開始的振動圖像)★★★★8.一列橫波在x軸上傳播著,在t1=0和t2=0.005s時的波形曲線如下圖.(1)由圖中讀出波的振幅和波長.(2)設(shè)周期大于(t2-t1),如果波向右傳,波速多大?如果波向左傳,波速又多大?(3)設(shè)周期小于(t2-t1].并且波速為6000m/s,求波的傳播方向.答案:(1)0.2m,8m(2)右傳:在Δt時間內(nèi)波傳播距離2m,波速為400m/s;左傳:在Δt時間內(nèi)波傳播距離6m,波速為1200m/s(3)由于Δt＞T,故假設(shè)左傳,那么;假設(shè)右傳,那么,且n＞1,由v=λ/T可得n值,計算結(jié)果右傳時n為非整數(shù),左傳時n為整數(shù),故該情況為左傳.★★★★9.在核物理中,研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是”雙電荷交換反響”,這類反響的前半局部過程和下述力學(xué)模型類似,兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài),在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0向B球運動,如下圖.C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個整體D,在它們繼續(xù)向左運動的過程中,當(dāng)彈簧長度變到最短時,長度突然被鎖定,不再改變,然后A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰撞后A、B都靜止不動,A與P接觸而不粘連,過一段時間,彈簧突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機械能損失),A、B、C三球的質(zhì)量均為m.試求:(1)彈簧長度剛被鎖定后A球的速度.(2)在A球離開擋板P之后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能.(2000年全國高考試題)答案:(1)設(shè)B、C碰撞形成D時速度為v1,鎖定時速度為v2,P處解除鎖定并恢復(fù)原長時D的速度為v2,之后當(dāng)彈簧為最大長度時又一次同速,此速度為v4,首次鎖定時彈簧最大彈性勢能為Ep1,A離開擋板后彈簧最大彈性勢能為Ep2,那么有針對不同過方程:mv0=2mv1,①2mv1=3mv2,②;③,④2mv3=3mv4,⑤可得v2=v0/3,,v0,簡諧運動 受迫振動★★3.作簡諧運動的物體,回復(fù)力和位移的關(guān)系圖是以下圖所給四個圖像中的( ).【0.5】答案:D★★★9.把一個篩子用四根彈簧支起來,篩子上裝一個電動偏心輪,它的轉(zhuǎn)動會給篩子形成一個周期性的驅(qū)動力,這樣就做成了一個共振篩,篩子自由振動時每次全振動用時2s,在某電壓下電動偏心輪轉(zhuǎn)速為36r/min,假設(shè)增大電壓可以使偏心輪轉(zhuǎn)速提高,增加篩子質(zhì)量,可以增大篩子的固有周期,那么,要使篩子的振幅變大,可采取的措施有(1)_________、(2)_________.【1】答案:(1)減小電壓(2)減小篩子質(zhì)量★★★12.如下圖,有一脈沖波在a、b之間傳播,以下說法中,正確的有( ).【3】(A)如果傳播方向從a到b,那么a、b之間各個質(zhì)點起始振動方向均朝上(B)如果傳播方向從a到b,那么a、b之間各個質(zhì)點起始振動方向均朝下(C)a、b之間各個質(zhì)點起始振動速度為零(D)a、b之間各個質(zhì)點起始振動方向與波的傳播方向無關(guān)答案:B★★★15.一個質(zhì)點在平衡位置O點的附近作簡諧運動,某時刻過O點后經(jīng)3s時間第一次經(jīng)過M點,再經(jīng)2s第二次經(jīng)過M點.該質(zhì)點再經(jīng)______第三:次經(jīng)過M點.假設(shè)該質(zhì)點由O點出發(fā)后在20s內(nèi)經(jīng)過的路程是20cm,那么質(zhì)點振動的振幅為_________.【3】答案:Δt1=14s、Δt2=10/3s,A1=4cm、A2=4/3cm★★★18.作簡諧運動的彈簧振子,其質(zhì)量為m,最大速率為v.以下說法中正確的選項是( ).【4】(A)從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力做的功一定為零(B)從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力做的功可能是0～mv2之間的某個值(C)從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力的沖量大小一定為零(D)從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力的沖量大小可能是0～2mv間的某個值答案:AD★★★★19.如下圖,一個彈簧振子在A、B兩點之間作簡諧運動,某時刻物體正經(jīng)過C點向上運動,速度大小為vCOC=a,物體的質(zhì)量為M振動周期為T,那么從此時刻開始的半個周期內(nèi)( ).【4】(A)重力做功2mga(B)重力沖量為(C)回復(fù)力做功為零(D)回復(fù)力的沖量為2mvC答案:ABCD★★★★21.如下圖是一個單擺的共振曲線,讀圖答復(fù)以下問題:(1)該單擺擺長多大?(2)共振時單擺振幅多大?(3)共振時擺球的最大加速度、最大速度多大?【6】答案:(1)1m(2)8cm(3)0.8m/s2,0.25m/s單擺振動圖像★3.假設(shè)單擺的擺長不變,擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍,擺球經(jīng)過平衡位置時的速度減為原來的1/2,那么單擺振動的( ).【0.5】(A)頻率不變,振幅不變 (B)頻率改變,振幅變大(C)頻率改變,振幅不變(D)頻率不變,振幅變小答案:D★★7.一彈簧振子作簡諧運動,其振動圖像如下圖,那么在()和()兩個時刻,振子的:①速度相同;②加速度相同;③相對平衡位置的位移相同;④振動的能量相同.以上選項中正確的選項是( ).【1】(A)①④(B)②③(C)③④(D)①②答案:A★★★14.盛砂漏斗與懸線構(gòu)成砂擺在豎直平面擺動.其下方有一薄板垂直擺動平面勻速拉動,可畫出振動圖像,假設(shè)砂擺有兩種不同擺長而薄板也分別以v1、v2兩種速度拉動,且v2=2v1,得到如下圖的兩種圖像,那么其振動周期丁.T1和T2的關(guān)系為( ).【4】(A)T2=T1(B)T2=2T1.(C)T2=4T1(D)T2=T1/4答案:A★★★16.兩個行星的質(zhì)量之比為P,半徑之比為Q,兩個相同的單擺分別置于兩個行星的外表,那么它們的振動周期之比為( ).【2】(A)PQ2(B)(C)(D)答案:D★★★17.如下圖,絕緣線長L,一可視為質(zhì)點的擺球帶正電并用該線懸于O點擺動,當(dāng)擺球過豎直線OC時,便進(jìn)入或離開一個勻強磁場,磁場方向垂直擺動平面.擺球沿ACB圓弧來回擺動且擺角小于5°,以下說法中正確的選項是( ).【3】(A)A、B處于同一水平線上(B)球在A、B點時線的拉力大小不等(C)單擺的周期T=(D)單擺向左或向右運動經(jīng)過D點時線的拉力大小相等答案:AC★★★21.在用單擺測重力加速度的實驗中,從以下器材中選用最適宜的(填寫器材代號)________.【2】(A)小鐵球(B)小塑料球(C)30cm長的擺線(D)100cm長的擺線(E)150cm長的擺線(F)手表(G)秒表(H)米尺(I)鐵架臺答案:ADGHI★★★24.一單擺擺長為l,擺線離開平衡位置的最大夾角為θ,擺球質(zhì)量為m,當(dāng)擺球從最大位移處運動到平衡位置的過程中,重力做功為_____,合外力沖量的大小為______.【4】答案:Mgl(1-cosθ),★★★25.圖中各擺中線的長度都,擺球視為質(zhì)點,且均作小角擺動.求它們的周期.【8】Ta=________;Tb=_______;Tc=________;Td=________;Te=________;Tf=_________.答案:,,,,,★★★★31.有一水平軌道AB,在B點處與半徑為300m的光滑弧形軌道BC相切,一質(zhì)量為0.99㎏的木塊靜止于B處,現(xiàn)有一顆質(zhì)量為10g的子彈以500m/s的水平速度從左邊射入木塊且未穿出,如下圖.木塊與該水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g取10m/s2.,試問子彈射入木塊后,木塊需經(jīng)多長時間停止運動(cos5°=0.996)?【6】答案:(1+π)s★★★★★34.如下圖是一種記錄地震相關(guān)情況的裝置,有一質(zhì)量為m的球固定在邊長為l、質(zhì)量可忽略不計的等邊三角形的頂點A上,它的對邊BC跟豎直線成夾角α,球可繞固定軸BC擺動,求擺球作微小擺動時的周期.【10】答案:機械波波的圖像雙基訓(xùn)練★1.以下關(guān)于波的圖像和振動圖像正確的選項是( ).【0.5】(A)波的圖像表示某一時刻某質(zhì)點的位移(B)振動圖像表示某一質(zhì)點在各個時刻的位移(C)波的圖像表示各個時刻各個質(zhì)點的位移(D)振動圖像表示某一質(zhì)點在某一時刻的位移答案:B★★★★8.如下圖分別為一列橫波在某一時刻的圖像和在x=6m處的質(zhì)點從該時刻開始計時的振動圖像,那么這列波( ).【3】(A)沿x軸的正方向傳播(B)沿x軸的負(fù)方向傳播(C)波速為100m/s(D)波速為2.5m/s答案:BC★★★9.如下圖為一列沿x軸正方向傳播、頻率為50Hz的簡諧橫波在t=0時刻的波形,此時P點恰好開始振動.波源的平衡位置在O點,P、Q兩質(zhì)點平衡位置坐標(biāo)分別為P(12,0)、Q(56,0),那么( ).【4】(A)波源剛開始振動時的運動方向沿＋y方向(B)這列波的波速為600m/s(C)當(dāng)t=0).11s時,Q點剛開始振動(D)Q點剛開始振動時,P點恰位于波谷答案:C★★★10.一列波沿繩子傳播時、繩上有相距3m的P點和Q點,它們的振動圖線如下圖.其中實線為P點的圖線,虛線為Q點的圖線,那么該列波的波長和波速的可能值為( ).【2】(A)6m,30m/s(B)6m,12m/s(C)2m,12m/s(D)2m,10m/s答案:A★★★11.如下圖為一列向某方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,在波的傳播方向上有一質(zhì)點P在該時刻的振動方向如圖.由圖可知( ).【2】波向右傳播波向左傳播P點在該時刻前1/4周期時和后3/4周期時運動情況相同P點在該時刻前1/4周期時和后1/4周期時運動情況相反答案:BCD★★★12.一列橫波以10m/s的波速沿水平方向向右傳播,某時刻的波形圖如圖中的實線所示,經(jīng)過時間后波形如圖中虛線所示,由此可知Δt的可能值是( ).【3】(A)0.3,s(B)0.5s(C)0.6s(D)0.7s答案:B★★★14.如圖是一列向右傳播的橫波,波速為0.4m/s,M點的橫坐標(biāo)x=10m,圖示時刻波傳到N點,現(xiàn)從圖示時刻開始計時,問:(1)經(jīng)過多長時間,M點第二次到達(dá)波谷?(2)這段時間里,N點經(jīng)過的路程為多少?【4】答案:(1)29s(2)145cm★★★★16.一列橫波沿直線ab,向右傳播,ab=2m,a、b兩點的振動情況如下圖,以下說法中正確的選項是( ).【5】(A)波速可能是2/43m/s(B)波長可能是8/3m(C)波速可能大于2/3m/s(D)波長可能大于8/3m答案:CD★★★★17.機械橫波在某時刻的波形圖如圖實線所示,波的傳播速度大小為1m/s.經(jīng)過一段Δt后,波形變成圖中虛線所示,那么Δt的可能值為( ).【4】(A)1s(B)3s(C)5s(D)7s答案:ABCD★★★★18.在波的傳播直線上有兩個介質(zhì)質(zhì)點A、B,它們相距60cm,當(dāng)A質(zhì)點在平衡位置處向上振動時,B質(zhì)點處于波谷位置.假設(shè)波速的大小為24m/s,那么波的頻率可能值是( ).【6】(A)30Hz(B)410Hz(C)400Hz(D)490Hz答案:ABD★★★★20.如下圖,實線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖,虛線是在t2=(t1＋0.2)s的波形圖.(1)假設(shè)波速為35m/s,求質(zhì)點M在t1.時刻的振動方向.(2)在t1到t2的時間內(nèi),如果M通過的路程為1m,那么波的傳播方向怎樣?波速多大?【5】答案:(1)向下(2)右傳,5m/s干預(yù)衍射聲波★★5.關(guān)于波的干預(yù)現(xiàn)象,以下說法中正確的選項是( ).【1】(A)在振動削弱的區(qū)域,質(zhì)點不發(fā)生振動(B)在振動削弱的區(qū)域,各質(zhì)點都處于波谷(C)在振動加強的區(qū)域,各質(zhì)點都處于波峰(D)在振動加強的區(qū)域,有時質(zhì)點的位移也等于零答案:D★★6.兩列波疊加,在空間出現(xiàn)穩(wěn)定的干預(yù)圖樣,以下說法中正確的選項是( ).【1】(A)振動加強的區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點都在波峰上(B)振動加強區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點都有位移為零的時刻(C)振動加強是指合振動的振幅變大,振動質(zhì)點的能量變大(D)振動加強和減弱區(qū)域的質(zhì)點隨波前進(jìn)答案:BC★★7.如下圖是波遇到小孔或障礙物后的圖像,圖中每兩條實線間的距離表示一個波長,其中正確的圖像是( ).【2】答案:B★★8.宋代科學(xué)家沈括所著《夢溪筆談》中有這樣一段話”古法以牛黃為矢眼(箭壺),臥以為枕,取其中虛,附地枕之,數(shù)里外有人馬聲,那么聞之.”這是利用了_______的原理.【1】答案:聲音的共振★★★9.兩列振幅、波長相同的簡諧橫波,以相同的速率沿相反方向在同一介質(zhì)中傳播,如下圖為某一時刻的波形圖,其中實線為向右傳播的波.虛線為向左傳播的波,a、b、c、d、e為五個等距離的質(zhì)點,兩列波傳播的過程中,以下說法中正確的選項是( ).【3】(A)質(zhì)點a、b、c、d、e始終