高二物理选修3-4机械振动和机械波单元测试题

《机械振动和机械波》单元测试题姓名：得分：一、本题共20小题；每小题4分，共80分；在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确，有的小题由多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.一平台沿竖直方向做简谐运动,一物体置于振动平台上随平台一起运动.当振动平台处于什么位置时,物体对台面的正压力最大()A.当振动平台运动到最高点时B.当振动平台向下运动过振动中心点时C.当振动平台运动到最低点时D.当振动平台向上运动过振动中心点时2.如图所示，在质量为m0的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m(m0m)的A、B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（）A.m0gB.(m0-m)gC.(m0+m)gD.(m0+2m)g3.振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波如图甲所示，则在波传播到细绳上一点P时开始计时，下列图乙的四个图形中能表示P点振动图象的是（）4．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是A、从图示时刻开始，经过0.01s质点a通过的路程为0.4mB、从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置C、若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为50HzD、若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象5．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50s。某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1，P2，P3，……。已知P1和P2之间的距离为20cm，P2和P3之间的距离为80cm，则P1的振动传到P2所需的时间为（）A．0.50sB．0.13sC．0.10sD．0.20s6.如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长。物体由C点运动到D点（C、D两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J。对于这段过程有如下说法：①物体的动能增加1.0J②C点的位置可能在平衡位置以上③D点的位置可能在平衡位置以上④物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置mAP图甲xtABxtCxtDxt图乙AOBmBAm以上说法正确的是（）A．②和④B．②和③C．①和③D．只有④7.如图所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S、P、Q三点振动情况的是（）A.甲为Q点的振动图象B.乙为振源S点的振动图象C.丙为P点的振动图象D.丁为P点的振动图象8.如图所示，一列横波沿x轴传播，t0时刻波的图象如图中实线所示.经△t=0.2s，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m，则下述说法中正确的是（）A.若波向右传播，则波的周期可能大于2sB.若波向左传播，则波的周期可能大于0.2sC.若波向左传播，则波的波速可能小于9m/sD.若波速是19m/s，则波向右传播9.如图所示，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m.t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5s时a点为波谷，b点为波峰，则下列判断只正确的是（）A.波一定沿x轴正方向传播B.波长可能是8mC.周期可能是0.5sD.波速一定是24m/s10.如图所示，在双曲线191622yx的两个焦点1F和2F上放置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4cm.就图中A、B、C、D四个质点的振动，下面说法中正确的是（）A.若A、B振动加强，则C、D振动一定减弱B.若A、B振动加强，则C、D一定振动加强C.A、B、C、D一定振动加强D.A、B、C、D一定振动减弱11．个质点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速下列说法正确的是（）A.这列波的周期为T=2t/3B.这列波的周期为T=t/2C.这列波的传播速度v=12s/tD.这列波的传播速度v=16s/t12.一列简谐波沿x轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的P点至少再经过0.3s才能到达波峰处，则以下说法正确的是（）①这列波的波长是5m②这列波的波速是10m/sPSQyx甲OT2Tyx丙OT2Tyx乙OT2Tyx丁OT2T左0.2m右a0bxy/cmx/cmOF1F2ABCD1甲2345678910111213乙y/cmOP1359Qx/m•••••③质点Q要经过0.7s才能第一次到达波峰处④质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处A.只有①、②对B.只有②、③对C.只有②、④对D.只有②、③、④对13.如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图.若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时()A.质元Q和质元N均处于加速运动过程中B.质元Q和质元N均处于减速运动过程中C.质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中D.质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中14.图1是t=1.0s时沿x轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v=1.0m/s.对于x=1.0m处的质元的振动图象可能是下面图2、图3中①②③④中的（）A．①B．②C．③D．④15.如图所示，是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t时刻的图象。已知x轴上3cm处的质点P在Δt=t/-t=0.35s内通过的路程位14cm.则（）A.波速一定是0.4m/sB.在Δt内波的传播距离位14cmC.波长为15cmD.在t/时刻P点的振动方向为y轴正方向16．如下图所示，在一条直线上两个振动源A、B相距6m，振动频率相等．t0=0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A为甲,B为乙．若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇，则（）A．两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/sB．两列波的波长都是4mC．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D．t2=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下17．如图所示沿着波的传播方向有间距均为1m的a、b、c、d、e、f六个质点，都静止在各自的平衡位置。一列简谐横波以=1m/s的速度向右传播，t=0时，波传播到a点，a点开始由平衡位置向上起振。t=1s时，a点第一次到达最大位移处。则在4s＜t＜5s这段时间内，下列说法中正确的（）A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大C．质点d向下运动D．质点f保持静止18．如图所示为一简谐横波在t时刻的波形图，箭头表示波的传播方向，该列波的波速大小为v，a、b、c、d是介质中4个质量相等的振动质点，由此可知（）A.在t时刻，在4个质点中d的动能最大，c的动能为最小Oy/mQx/mPNy/cmt=1.0sx/mO42-2-4612图1图2y/cmt=1.0st/sO42-2-4612①②y/cmt=1.0st/sO42-2-4612图3③④136912151821y/cmx/cm2-2OabcdefB.在vLt时刻，在4个质点中d的动能最大，c的动能为最小C.从t时刻算起，在4个质点中a将比b先到达其平衡位置D.从vLt时刻算起，质点a将比b先到达其平衡位置19.A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB可能是（）A．1∶3B．1∶2C．2∶1D．3∶120.如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源。设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是（）A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后T/4D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动二、实验填空题（5小题，共26分）21．（4分）如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的＿＿＿＿＿点为振动加强的位置，图中的＿＿＿＿＿点为振动减弱的位置．22．（6分）下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是_________(填a、b、c)，并用刻度尺等工具估测c图中飞机的速度为_________m/s。已知声波在空气中的速度为340m/s。vAavBa23.（8分）⑴在用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是______.（选填下列措施前的序号）A.为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些B.摆线长应远远大于摆球直径C.摆球应选择密度较大的实心金属小球D.用停表测量周期时，应测量单摆20~30次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期E.将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将O点作为悬点⑵某同学在一次用单摆测重力加速度的实验中，测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图所示的坐标系中.图中各坐标点的标号分别对应实验中5种不同摆长的情况.在处理数据时，该同学实验中的第_____数据点应当舍弃.画出该同学记录的T2-l图线.求重力加速度时，他首先求出图线的斜率k，则用斜率k求重力加速度的表达式为g=___________.24.实验（8分）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.⑴测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为___cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示，秒表读数为______s.⑵他测得的g值偏小，可能的原因是（）A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，秒表提前按下D.实验中误将49次全振动数为50次三．计算题：（14分）解答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，答案中必须明确写出数值和单位。25.如图所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速度分别为vS和vA，空气中声音传播的速率为vP，设vSvP，vAvP，空气相对于地面没有流动.(1)若声源相继发出两个声音信号，时间间隔为△t.请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t′；(2)利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率和声源放出的声波频率间的关系式.0.200.400.600.801.001.201.4012345T2/s2l/mO5.004.003.002.001.00979899100cm图1575553514947454341393533372859310123456789101112131426242220181614121086420图2SvSAxvA《机械振动和机械波》单元测试答案一、选择题答案题号12345678910答案CAAACDCAADBBB题号11121314151617181920答案BDDDADAACDBDABCB二、实验填空题21．①b②a22．③c④710—750m/s23．⑤BCD⑥4，⑦4π2/k24．⑧99.80⑨100.6⑩BC三、计算题：25．解:(1)设声源发出第一个声音信号时声源与观察者间的距离为L，第一个声音信号放出后经过△t1的时间被观察者接收到，则:vP△t1–vA△t1=L①设第二个声音信