2010年高中物理专题复习(6) - 机械振动&机械波(3)

2019-08-29 00:29

B. 3m/s C. 5m/s D. 10m/s

6.如图6-20所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞,并粘在一起,且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后( )

A.摆动的周期为5T 66T 5B.摆动的周期为C.摆球最高点与最低点的高度差为0.3h D.摆球最高点与最低点的高度差为0.25h

7.一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1 cm的两点的振动图线分别

如图6-21中实线与虚线所示。由此可以得出( )

A.波长一定是4 cm B.波的周期一定是4 s

C.波的振幅一定是2 cm D.波的传播速度一定是1 cm/s

8.如图6-22所示,位于介质I和II分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则( ) A.f1=2f2,v1=v2

B.f1=f2,v1=0.5v2

C.f1=f2,v1=2v2 D.f1=0.5f2,v1=v2

9.如图6-23所示,S1和S2是两个相干波源,由它们发生的波相互叠加,实线表示波峰,虚线表示波谷,对于a、b、c三点的振动情况,下列判断中正确的是( ) A.b处的振动永远互相减弱 B.a处永远是波峰与波峰相遇 C.b处在此时刻是波谷与波谷相遇 D.c处的振动永远互相减弱

10.一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻(设该时间为t=0时刻)的波形如图18所

示,在0.7s末,质点P恰好第二次到达波峰,则下列说法正确的是( )

A.在该列波的传播速度是10m/s B.在0.9s末,质点Q第一次到达波峰 C.如果x=5m处就是波源,则它刚开

始起振的方向是y轴的正方向 Q P D.当质点Q到达波峰时,质点P到达2 4 -6 -4 -2 0 波谷

图6-24

二、填空和实验题(本题共3小题,共24分,把正确的答案填在下面的横线上,或按要求答题。)

11.用单摆测定重力加速度的实验中,有如下器材供选用,请把应选用的器材填在横线上__________ (填字母)。

A.1m长的粗绳 B.1m长的细线

C.半径为lcm的小木球 D.半径为lcm的小铅球 E.时钟 F. 秒表

C.最小刻度为mm的米尺 H.最小刻度为cm的米尺 I.铁架台 J. 附砝码的天平,

12. 一位同学用单摆做测定重力加速度的实验, 他将摆挂起后,进行了如下步骤: A. 测摆长l :用米尺量出摆线的长度;

B.测周期T :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1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 ;

C.将所测得的l和T代人单摆的周期公式 ,算出g填入报告册.

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)。

13.沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图6-25所示,P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5 m和x=6.5 m处。在t1=0.5 s时,质点P恰好此后第二次处于波峰位置;则t2=_________s时,质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动;当t1=0.9 s时,质点P的位移为_____________cm。

y x/m

14.(2007年海南)列间谐横波,沿x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图6-26所示。①该振动的振幅是 _cm;②振动的周期是 s ;③在t等于

1周期时,位于4原点的质点离开平衡位置的位移是 cm。图6-27为该波在某一时刻的波形图,A点位于x=0.5m处。④该波的传播速度为 m/s;⑤经过是 _ cm。

1周期后,A点离开平衡位置的位移2

三、计算题(本题共3小题,每小题12分,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。) 15.某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0 s后,单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km,频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离. 解析:地震纵波传播速度为:vP=fλP,

地震横波传播速度为:vS=fλS

震源离实验室距离为s,有:s?vPt s?vS(t??t) 解得:s??s

f?t?40 km

11??P

16.图6-29为某波动在t =10s时的图像,图6-30为图1中x =10cm处P点的振动图像。根据图示信息回答下列问题。

(1) 该波动的振幅、波长、周期、频率是多少? (2) 波向哪个方向传播?速度是多少?

(3) 画出图6-29中x =20cm处Q点的振动图像。

17.在一列沿水平直线传播的简谐横波上,有相距0.4m的B、C两质点,t1=0时,B、C两质点的位移为正的最大值,而且B、C间有一个波谷。当t2=0.1s时,B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置,并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷,波谷到B点的距离为波长的四分之一,试求:

(1)该简谐横波的周期、波速各为多少?

(2)若波速为27m/s,则t3=0.3s时质点C的振动方向怎样?

参考答案: 一、选择题

1.解析:两球在最低点相碰撞后分开,有三种可能发生的情况:(1)两球以不同的速度同向运动;(2)两球以不同的速度反向运动;(3)一球静止一球运动。但是无论是何种形式的情况,由于两摆球的摆线一样长,由单摆的周期公式可知,其振动周期相同。上述三种情况下摆球都是经过半个周期时间到达最低点发生第二次碰撞。正确答案是CD。 2.解析:弹簧振子的振动周期有自身结构决定与最大形变量无关,由此可知A选项正确。

3.解析:货物在竖直方向上振动时,在最高点时,加速度方向竖直向下,且最大,货物处于失重状态,对底板的压力最小;在最低点时,加速度方向竖直向上,且最大,货物处于超重状态,对底板的压力最大。由图可知,在t?的压力最小;在t?1T时,货物处于最高点,对车厢底板43T时,货物处于最低点,对车厢底板的压力最大。所以C选项正确。 4a44.解析:由图可以看出,A波的波长:?A??a

334B波的波长:?B?a2?a 332由波的周期性及题意可得: TA=nTB (n=1、2、3??)

?A所以:

vATA?ATB2??? (n=1、2、3??) vB?B?BTAnTB当n=1时,C正确;当n=4时,B正确;当n=6时,A正确.。因此该题正确答案是ABC。

5.解析:由波动图像可知波长λ=4m。

(1)若波沿x轴正方向传播:Δx=(n +1/4)λ=(4n+1)m n=1、2、3?? 波速v??x=(4n+1)m/s 波速可能值为1 m/s,5 m/s,9 m/s,13 m/s?? ?t?x=(4n+3)m/s ?t(2)若波沿x轴负方向传播

Δx=(n +3/4)λ=(4n+3)m n=1、2、3?? 波速v?波速可能值为3 m/s,7 m/s,11m/s,15 m/s??

由此可知波速不可能为10m/s,该题应选D 。

6.解析:碰撞后由T?2?L可知,摆长不变周期不变,碰撞过程动量守恒g121mv,6mgh'??6m?v'2可得h'?0.25h,选项D对。 225mv?m?2v?6mv'结合mgh?7.解析:由图像可知T=4s,A=2cm,若波沿x轴正向传播,则二者间距为

1?1?x?(n?)?,v??cm/s(n?0,1,2......),若波沿x轴负向传播,则二者间距为

4T4n?13?1?x?(n?)?',v'??cm/s(n?0,1,2......),所以波长为4cm只是波沿x轴正向

4T4n?3传播的一种可能,所以BC对。

8.解析:由图像可知?1?21L,?2?L 而波的频率由波源决定与介质无关 故33f1?f2,由v??f故v1=2v2,所以选项C正确。

9.解析:两个相干波源形成的干涉图样是稳定的,加强区永远是加强区减弱区永远是

减弱区(a、b处永远是加强区,c永远是减弱区),加强区部分(如图中的a、b两点)的质点是振动的幅度加大而不会永远是波峰与波峰相遇。减弱区部分(图中c点)振动的振动的幅度减小有两列波的振幅相同时,减弱区才会出现叠加后合振幅为零,选项CD对。 10.解析:由题意T?0.4s ??4m则v??T?10m/s 跟据波形平移法,波峰“移”

至Q点时,经过的路程是0.9m。v=10m./s所需时间为0.9s。从-1处质点的起振方向可知波源的起振方向为向下,0.9s之后P点处于波谷,故选ABD。

二、填空和实验题


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