機械波和機械振動習題.doc

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習題(一) 1． 下列關(guān)于簡諧振動和簡諧機械波的說法正確的是（ ） A．簡諧振動的平衡位置一定是物體所受合外力為零的位置。 B．橫波在介質(zhì)中的傳播速度由波源本身的性質(zhì)決定。 C．當人向一個固定的聲源跑去，人聽到的音調(diào)變低了。 D．當聲波從空氣進入水中時，聲波的頻率不變，波長變長。 2． 如圖所示,在張緊的繩上掛了a、b、c、d四個單擺,四個單擺的擺長關(guān)系為lc＞lb=ld＞la,先讓d擺擺動起來(擺角不超過5),則下列說法中正確的是 ( )． A．b擺發(fā)生振動,其余擺均不動 B．所有擺均以相同擺角振動 C．擺動過程中，b擺的振幅最大 D．擺動過程中，c擺的周期最大 3． 某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為x＝5sin（cm），則下列關(guān)于質(zhì)點運動的說法中正確的是 ( ) A．質(zhì)點做簡諧運動的振幅為10cm B．質(zhì)點做簡諧運動的周期為4s C．在t = 4 s時質(zhì)點的速度最大 D．在t = 4 s時質(zhì)點的加速度最大 4． 一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是 (　　) A．質(zhì)點振動頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點的速度是零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相同 5．振源以原點O為平衡位置,沿y軸方向做簡諧運動,它激發(fā)的簡諧波在x軸上沿正、負兩個方向傳播，在某一時刻沿x軸正向傳播的波形如圖所示，x軸負方向的波形未畫出。在原點的左方有一質(zhì)元P，從圖示波形時刻開始，經(jīng)過1/8周期,質(zhì)元P所在的位置以及振動方向為 ( ) A．x軸下方,向上運動 B．x軸下方,向下運動 C．x軸上方,向上運動 D．x軸上方,向下運動 6．一彈簧振子做簡諧振動，周期為T，則(　　) A．若t時刻和(t＋Δt)時刻振子運動位移的大小相等、方向相同，則Δt一定等于T的整數(shù)倍 B．若t時刻和(t＋Δt)時刻振子運動的速度的大小相等、方向相反，則Δt一定等于T/2的整數(shù)倍 C．若Δt＝T，則在t時刻和(t＋Δt)時刻振子運動的加速度一定相等 D．若Δt＝T/2，則在t時刻和(t＋Δt)時刻彈簧的長度一定相等 7．如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，下列說法中正確的是(　　) A．從圖示時刻開始，經(jīng)過0.01 s質(zhì)點a通過的路程為0.4 m B．從圖示時刻開始，質(zhì)點b比質(zhì)點a先到平衡位置 C．若此波遇到另一列波并產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋，則另一列波的頻率為50 Hz D．若該波在傳播中遇到寬約3.999 m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 8．如圖所示，S1、S2是振幅均為A的兩個水波波源，某時刻它們形成的波峰和波谷分別由實線和虛線表示．則下列說法中正確的是(　　) A．兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉 B．兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)發(fā)生疊加 C．此時各點的位移是：xA＝0，xB＝－2A，xC＝2A D．A處振動始終減弱，B、C處振動始終加強 9．如圖所示,實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,虛線是這列波在t=0．2 s時刻的波形圖．已知該波的波速是0．8 m/s,則下列說法正確的是 ( ) A．這列波的波長是14 cm B．這列波的周期是0．125 s C．這列波可能是沿x軸正方向傳播的 D．t=0時,x=4 cm處的質(zhì)點速度沿y軸負方向 10.如圖均勻小球做單擺運動，平衡位置為O點，AB為最大位移處，MN關(guān)于O點對稱。則下列說法錯誤的是（ ） O A B M N A. 小球受重力、繩子拉力和回復(fù)力。 B. 小球所受的合外力就是單擺的回復(fù)力 C. 小球在O點時合外力為0 D. 小球經(jīng)過M點的振幅與小球在N的振幅 大小相等、方向相反。 E. 小球在AB兩點不受繩子拉力。 11．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某一時刻的波形圖如圖所示，此時質(zhì)點P、S跟質(zhì)點Q、R的振動位移大小相等、方向相反．由圖可知，在此后的任一時刻(　　) A．質(zhì)點P和S的振動加速度大小和方向總相同 B．質(zhì)點P和Q的振動位移大小總相同、方向總相反 C．質(zhì)點P和S的振動速度大小和方向總相同 D．質(zhì)點P和R的振動加速度大小總相同、方向總相反 12．如圖所示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為2 m/s.則以下說法正確的是(　　) A．質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸負方向 B．P點振幅比Q點振幅小 C．經(jīng)過Δt＝4 s，質(zhì)點P將向右移動8 m D．經(jīng)過Δt＝4 s，質(zhì)點Q通過的路程是0.4 m 13． 介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點(　　) A．它的振動速度等于波的傳播速度 B．它的振動方向一定垂直于波的傳播方向 C．它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長 D．它的振動頻率等于波源的振動頻率 14．振源A帶動細繩上各點上下做簡諧運動，t＝0時刻繩上形成的波形如圖所示．規(guī)定繩上質(zhì)點向上運動的方向為x軸的正方向，則P點的振動圖象是圖中的(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 15．如左圖所示，一條水平張緊的彈性長繩上有等間距的Q′、P′、O、P、Q質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點間距離為1 m, t＝0時刻質(zhì)點O從平衡位置開始沿y軸正方向振動，并產(chǎn)生分別向左向右傳播的簡諧橫波，質(zhì)點O振動圖象如右圖所示，當質(zhì)點O第一次達到正方向最大位移時刻，質(zhì)點P剛開始振動，則下列說法正確的是(　　) A．這列波的波長為2 m，傳播速度為2 m/s B．當質(zhì)點Q′第二次達到正向最大位移時，質(zhì)點O已經(jīng)走過35 cm路程 C．t＝3 s時，質(zhì)點P、P′均在平衡位置且向上運動 D．t＝2 s時，質(zhì)點P位于波峰，質(zhì)點P′則位于波谷 16. 一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖X28－7甲、乙所示分別為傳播方向上相距3 m的兩質(zhì)點的振動圖象，則波的傳播速度大小可能為(　　) A．30 m/s　　　　　　　　B．20 m/s C．15 m/s　　　　　　　　D．5 m/s 17．簡諧橫波某時刻的波形如圖甲所示，從該時刻開始計時，波上A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示． (1)若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的波的頻率為多少？ (2)若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則該波所遇到的障礙物尺寸應(yīng)滿足什么條件？ (3)從該時刻起，再經(jīng)過Δt＝0．4 s，P質(zhì)點通過的路程和波傳播的距離分別為多少？ (4)若t＝0時振動剛剛傳到A點，從該時刻起再經(jīng)多長時間圖甲中橫坐標為45 m的質(zhì)點(未畫出)第二次位于波峰？ 1． [2011江蘇物理卷] 將一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，下端系上質(zhì)量為m的物塊．將物塊向下拉離平衡位置后松開，物塊上下做簡諧運動，其振動周期恰好等于以物塊平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期．請由單擺的周期公式推算出該物塊做簡諧運動的周期T. 【解析】 單擺周期公式T＝2π，且kl＝mg 解得T＝2π 2．[2011課標全國卷] G2(1)振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧運動．該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失．一段時間后，該振動傳播至某質(zhì)點P，關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是___ ABE _____． A．振幅一定為 B．周期一定為T C．速度的最大值一定為v D．開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離 E．若P點與波源距離s＝vT，則質(zhì)點P的位移與波源的相同 3． [2011四川卷] 如圖為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在t＝0時的波形圖，當Q點在t＝0時的振動狀態(tài)傳到P點時，則(　B　) A．1 cm＜x＜3 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點正在向y軸的負方向運動 B．Q處的質(zhì)點此時的加速度沿y軸的正方向 C．Q處的質(zhì)點此時正在波峰位置 D．Q處的質(zhì)點此時運動到P處 4． [2011全國卷] 一列簡諧橫波沿x軸傳播，波長為1.2 m，振幅為A.當坐標為x＝0處質(zhì)元的位移為－A且向y軸負方向運動時，坐標為x＝0.4 m處質(zhì)元的位移為A.當坐標為x＝0.2 m處的質(zhì)元位于平衡位置且向y軸正方向運動時，x＝0.4 m處質(zhì)元的位移和運動方向分別為(　　C) A．－A、沿y軸正方向 B．－A、沿y軸負方向 C．－A、沿y軸正方向 D．－A、沿y軸負方向 【解析】 C　根據(jù)題意，畫出此時坐標為波形圖，可以看到，此時坐標為x＝0.2 m處的質(zhì)元正在平衡位置且向y軸負方向運動．再經(jīng)過半個周期，坐標為x＝0.2 m處的質(zhì)元回到平衡位置且向y軸正方向運動，在這半個周期當中，坐標為x＝0.4 m處的質(zhì)元已經(jīng)過了波谷且正在向著平衡位置運動，根據(jù)簡諧運動的對稱性，此時的位移與半個周期之前的位移大小相等．所以C正確． 5.[2011山東卷](1)如圖1－20所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為t1＝0時的波形圖，此時P質(zhì)點向y軸負方向運動，虛線為t2＝0.01 s時的波形圖．已知周期T＞0.01 s. ①波沿x軸________(填“正”或“負”)方向傳播． ②求波速． 【解析】 ①沿著波的傳播方向，質(zhì)點處在上坡的位置的則向下運動，處在下坡位置的則向上運動．P點向下運動，所以波向正方向傳播． ②由題意知，λ＝8 m t2－t1＝T① v＝② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)解得 v＝100 m/s 6．[2011天津卷] 位于坐標原點處的波源A沿y軸做簡諧運動．A剛好完成一次全振動時，在介質(zhì)中形成簡諧橫波的波形如圖所示．B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個質(zhì)點，則(　　ABD) A．波源A開始振動時的運動方向沿y軸負方向 B．此后的周期內(nèi)回復(fù)力對波源A一直做負功 C．經(jīng)半個周期時間質(zhì)點B將向右遷移半個波長 D．在一個周期時間內(nèi)A所受回復(fù)力的沖量為零