机械振动和机械波·综合能力测试

机械振动和机械波·综合能力测试一、选择题1．某物体做简谐运动，连续两次通过同一位置时相同的物理量是[]A．速度B．加速度C．动量D．动能2．一质点做简谐运动，它对平衡位置的位移x与时间t的关系图象如图4－13所示．由图可知，当t=2x对质点的[]A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为正的最大值D．速度为零，加速度为负的最大值3．如图4－14所示的系统，小车B与轻弹簧的自由端相连，木块A放在小车上，小车与地面间的摩擦忽略，A，B间的静摩擦力有一个最大值．现使系统开始左、右振动，为了使A，B不发生相对滑动，下面的说法中正确的是[]A．振幅不能超过某个值B．周期不能超过某个值C．频率不能超过某个值D．以上说法都不对4．一个单摆，摆长为1m，在t＝0时恰通过平衡位置并向左摆动，当t=1.2s时刻，它的运动是下面的哪种情况？[]A．正向左做减速运动，加速度的大小在增加B．正向左做加速运动，加速度的大小在减小C．正向右做减速运动，加速度的大小在增加D．正向右做加速运动，加速度的大小在减小5．如图4－15所示，两根长度都是l的细线上端固定在顶板上，下端拴一小球，小球质量为m，线与水平面夹角都是θ，使小球在垂直于纸面的竖直平面内做小振幅摆动，下面的哪几种变化能使它的振动周期变小？[]A．将O′点向右移动B．换用质量较大的小球C．减小振幅D．移到高山上去6．一个单摆，从最大位移处开始摆动，经四分之一周期的时间到达最低点．在这四分之一周期的时间内，摆球的[]A．速度逐渐增大B．回复力逐渐增大C．加速度逐渐减小D．重力势能逐渐减小7．一个由摆控制走时的钟，在地面上走时准确．把它放到绕地球旋转的同步卫星上去，则[]A．走时仍然准确B．走时明显变快C．走时明显变慢D．停止走时8．摆长为1m的单摆，正在做简谐运动，如果t=0时它恰好通过平衡位置向右运动，那么当t=1.2s时，摆球[]A．正向左做减速运动，并且加速度的数值在增大B．正向左做加速运动，并且加速度的数值在减小C．正向左做减速运动，并且加速度的数值在减小D．正向左做加速运动，并且加速度的数值在增大9．某个质点做简谐运动，在某一时刻它的速度不为零，把这一时刻作为计时的起点，下面哪一段时间是它的一个周期？[]A．到它的位移大小和方向第一次与初始时刻相同B．到它的速度大小和方向第一次与初始时刻相同C．到它的速度和加速度的大小和方向第一次与初始时刻相同D．到它的位移和加速度的大小和方向第一次与初始时刻相同10．图4－16所示是某一质点做简谐振动的图象，下面的判断中正确的是[]A．周期为0.1sB．振幅为4cmC．当t＝0.4s时，它的速度方向为－x方向D．当t＝0.4s时，它的加速度方向为－x方向11．一弹簧振子做简谐振动，周期为T．下面的说法中正确的是[]A．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子对平衡位置的位移大小相等、方向相反，则Δt一定是T的整数倍B．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的速度大小相等、方向相反，则Δt一定是T的整数倍C．若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相等D．若Δt＝T/2，则在t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度一定相等12．一个弹簧振子Q在光滑的水平面上振动，如图4－17所示，O为它的平衡位置，B为它右端的最大位移处．把另一个小物体P在Q恰好经过O点时放到它的上面，使P与Q一起振动，振幅为A1，周期为T1；若在Q恰好到达B点时把P放到它的上面，使P与Q一起振动，振幅为A2，周期为T2，则[]A．A1＜A2，T1＜T2B．A1＜A2，T1＝T2C．A1=A2，T1＜T2D．A1＝A2，T1＝T213．如图4－18(a)所示，一个在竖直方向上振动的弹簧振子和一个在竖直平面内振动的单摆周期相同，现把它们都移到一个光滑的斜面上，如图(b)所示．两者的振动周期相比较，则[]A．弹簧振子的振动周期较小B．弹簧振子的振动周期较大C．两者的振动周期仍然相同D．条件不足，无法比较周期大小14．一根密绕的轻弹簧(即弹簧不受拉力时，相邻各匝间相互接触)，在它的下端固定一个重物，上端固定在支架上，制成一个弹簧振子．使它沿竖直方向作简谐运动，周期为T，能达到的最大振幅为Am．若将这个装置移到月球表面，仍使它沿竖直方向作简谐运动，下面的说法中正确的是[]A．周期T将保持不变，最大振幅Am也不变B．周期T将保持不变，而最大振幅Am变小C．周期将大于T，而最大振幅Am不变D．周期将大于T，而最大振幅Am变小15．一列沿水平方向传播的平面简谐波，在某一时刻的波动图象如图4－19所示，此时图中P点位于平衡位置的下方，速度大小为v．经过0.2s，P点的速度大小和方向第一次跟v相同，再经过1.0s，P点的速度大小和方向第二次跟v相同，则可以判定[]A．波沿x的正方向传播，波速大小为5m/sB．波沿x的负方向传播，波速大小为7.5m/sC．经过0.1s，跟P点沿x方向的距离为3m的质点正位于平衡位置D．经过0.5s，跟P点沿x方向的距离为3m的质点正位于平衡位置16．一根张紧的橡皮长绳上的a，b两点，相距14.0m，b点在a点的右方，如图4－20所示．当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大值时，b点的位移恰为零，且向下运动；经过1.00s，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负的极大值．这列波的波速可能等于[]A．4.67m/sB．6m/sC．10m/sD．14m/s17．甲、乙两只小船停在湖面上，两者之间的水平距离为80m．某时刻观察到甲位于波峰位置，乙位于平衡位置．过了20s再观察，甲处于波谷，乙在平衡位置、下面的说法中正确的是[]A．水波的波长的最大可能值是320mB．水波的波长可能是31.3mC．水波振动频率的最小可能值是0.025HzD．水波传播速度的最大可能值是8m/s18．图4－21(a)是一列简谐横波的波动图象，波的传播方向向左，那么(b)图表示的是(a)图中的哪个质点从此时刻开始的振动图象？[]A．a点B．b点C．c点D．d点19．两列简谐横波在空中叠加，其中a沿x轴的正方向传播，b沿x轴的负方向传播，波速都是200m/s．某时刻(t＝0)这两列波的波动图象如图4－22所示，那么位于x=450m处的质点第一次到达波峰的时间t1和第一次处于平衡位置的时间t2分别是[]A．1.50s和2.50sB．0.25s和0.75sC．0.50s和0.75sD．0.75s和0.25s20．A，B为沿波的传播方向上的相距3.0m的两点，某时刻它们都在平衡位置，振动的方向相反，并且它们之间有一个波峰．经过0.4s时间再观察，A，B两点仍在平衡位置，但它们之间有两个波峰．这列波的传播速度可能是下面所说的哪种？[]A．1.25m/sB．2.5m/sC．5.0m/sD．7.5m/s二、填空题21．如图4－23所示的弹簧振子，O为平衡位置，B，C分别为两边的最大位移处，P为OC的中点．振子由O向左运动到P，用时间t1，由P运动到C，用时间t2，则t1与t2相比较，t1________t2．这个弹簧振子的周期T＝________．22．图4－24所示是两个质点的振动图象，从图象上可以看出：两质点振动振幅之比A甲∶A乙=________，振动周期之比T甲∶T乙=________．在第1s时间内，两质点的位移相同但速度方向相反的时刻有________个；两质点的位移和速度都相等的时刻是t＝________s．23．一列沿X轴传播的平面简谐横波，某时刻的波动图象如图4－25所示．已知此时刻图中P点在平衡位置之下，速度大小为v．经过0.2s时间，质点P的速度大小和方向第一次恢复原值，又经过1.0s，它的速度大小和方向第二次恢复原值，则它的周期是________s，这列波是向x的________方向传播的，波速是________m/s．24．在同一实验室内有甲、乙两个单摆，甲摆的摆长是乙摆摆长的4倍，乙摆摆球的质量是甲摆摆球质量的2倍，那么在甲摆完成了5次全振动的时间内，乙摆完成了________次全振动．25．图4－26所示的双线摆，由两根长度都是l的细线共同悬挂一个半径为r的金属小球而成，两细线与水平面的夹角都是α．使小球垂直于图示平面做简谐振动，振动周期T＝________．使用双线摆做测定重力加速度的实验，比使用普通单摆的好处是________．26．如图4－27所示，木板的质量是M，木块的质量是m，它们叠放在光滑的水平面上，在水平放置的轻质弹簧作用下，一起作简谐振动．已知弹簧的劲度系数为k，振幅为A，则木块与木板间的静摩擦力的最大值是________．27．如图4－28所示，用两根长度都是l的细线悬挂一个小球A，静止时线与水平方向的夹角为α．使球垂直于纸面做小振幅摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一个小球B从A的正上方自由落下，并恰好击中A球．B球开始下落时距A球的高度是________．28．一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知x轴上x1=0和x2＝1m两质点的振动图象分别如图4－29(a)和(b)所示，又知此波的波长大于1m，则此波的传播速度v＝________m/s．29．图4－30中的实线是一列简谐横波在某一时刻的波动图象，虚线是0.2s后它的波动图象．这列波如果是向左传播的，它的波速可能是________，这列波如果是向右传播的，它的波速可能是________．30．两个喇叭相距10m，发出相同的频率为50Hz的单一声音，已知声音的传播速度是340m/s，则这声波的波长是________m．人如果从某一喇叭处出发，沿它们的连线慢慢走向另一喇叭，他走到多远处恰好听不到声音．31．绳上有一列正弦波沿x的正方向传播，a，b是绳上的两点，它们沿x轴方向的距离小于2个波长，当a点运动到最高点时，b点恰好经过平衡位置并向上运动．试在图4－31上画出a，b间可能的波形．32．一位同学用单摆做测量重力加速度的实验．他将摆挂好后，进行了如下的步骤：A．测摆长l：用米尺量出摆线的长度B．测周期：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次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，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时．读出这段时间t，算出单摆的周期T＝t/60．ClTT=2g．将所测得的和代入单摆周期公式π，算出，将它l/g作为实验的最后结果写入报告中去．指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正(不要求进行误差计算)________．三、论述、计算题33．如图4－32所示，两个单摆的摆球完全相同，甲的摆长为l，乙的摆长为2l，静止时两摆球的球心等高，两者相接触，两摆线都保持竖直方向．现把甲摆球向左拉起一个小角度，由静止释放，甲到达最低点与乙发生碰撞，碰撞时间极短，并且碰撞过程中没有机械能损失．求这个系统的振动周期．34．如图4－33，一轻弹簧下端固定在桌面上，上端固定一质量M＝64kg的平板，板上放置一个m＝0.5kg的物块，系统保持静止．现用外力向下压物块，从静止释放后系统在竖直平面内做简谐振动，振幅为A=10cm，并且到达最高点时物块对平板的压力恰好为零．求：(取g＝10m/s2)(1)弹簧的劲度系数k多大？(2)物块运动到最低点时对平板的压力多大？35．已知地球的质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的3.8倍．在地球表面上振动周期为1s的单摆，移到月球表面上去，每分钟振动约多少次？36．在波的传播方向上有两个相距4m的质点，它们在振动过程中对平衡位置的位移大小始终相等、方向相反．已知质点的振动频率为25Hz，求这列波的传播速度的最大可能值．37．在同一介质中有两个波源分别位于A，B两点，在传播过程中两列波的振动方向相同，振幅也相同并保持不变，频率都等于100Hz，两波源的振动情况完全相同．如果A，B相距30m，波在介质中的传播速度是400m/s，求A，B连线上因波的干涉而静止的点的位置．38．一个由摆控制走时的钟，在出厂时已经调准，用户把它移到另一地区使用，该地的重力加速度