机械振动和机械波
(时间:60分钟 总分:100分)
一、单选题(每小题提供的四个选项中,只有一个是正确的,每小题5分)
1.单摆振动的回复力是 [ ]
A.摆球所受的重力
B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C.悬线对摆球的拉力
D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
2.一个做简谐运动的质点,它的振幅是4cm,频率是2.5Hz。该质点从平衡位置开始经过0.5s后,位移 的大小和所通过的路程分别为 [ ]
A.4cm,10cm B.4cm,20cm
C.0,24cm D.100cm,100cm
3.图为一列简谐横波在介质中传播的波形图。在传播过程中,某一质点在10s内运动的路程是16m,则 此波的波速是 [ ]
A.1.6m/s B.2.0m/s C.40m/s D.20m/s
4.若单摆的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2,则 单摆振动的 [ ]
A. 频率不变,振幅不变 B.频率改变,振幅变大
C.频率改变,振幅不变 D.频率不变,振幅变小
5. 一列横波沿x轴传播,到达坐标原点时的波形如图。当此波到达P点时,处于O点处的质点所通过的 路程和该时刻的位移是 [ ]
A.40.5cm,1cm B.40.5cm,-1cm
C.81cm,1cm D.81cm,-1cm
二、多选题 每个题提供的四个选项中至少有一个是正确的
(每小题6分,共30分)
6.一列波在不同介质中传播,保持不变的物理量是 [ ]
A. 波长 B. 波速 C. 频率 D. 振幅
7.一列机械波在某一时刻的波形如实线所示,经过△t时间的波形如虚线所示。已知波的传播速率为 1m/s,则下列四个数据中△t的可能值为 [ ]
A.1s
B.8s C.9s D.20s
8.图示为简谐横波在某一时刻的波形图线。已知波的传播速度为2m/s,质点a的运动方向如图。则下列 说法中正确的是
[ ]
A. 波沿x的负方向传播
B. 质点d再经过0.5s第一次到达波峰
C. 过去此刻之后,质点b比质点c先回到平衡位置
D. 该时刻质点e运动的加速度为零
9.一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0的波形如图。已知这列波在P点处依次出现两个波峰的时间间隔 为0.4s。以下说法正确的是 [ ]
A.这列波的波长是5m
B.这列波的波速是10m/s
C.质点Q需要再经过0.7s,才能第一次到达波峰处
D.质点Q达到波峰时,质点P也恰好到达波峰处
10.简谐波在空间传播,在某一时刻,沿波的传播方向的直线上的P、Q两质点均处于平衡位置,P、Q间 距为L,且P、Q之间仅有一个波峰,若再经过时间t,质点Q恰好第一次到达波峰位置,则该波的传播 速度可能是 [ ]
三、填空题(11~14题每题4分, 15~18题每题5分共36分)
11. 两个摆长相同的单摆,摆球质量之比是4:1,在不同地域振动,当甲摆振动4次的同时,乙摆恰振动5次,则甲、乙二摆所在地区重力加速度之比为 。
12. 简谐波沿x轴传播,波速为50m/s.t=0时的波形如图,M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动.画出t=0.5s时的波形图.
13. 在x轴上传播的简谐波在t1=0和t2=2s时的波形图如图所示.若已知波的传播方向是-x方向.周期T>2s,则此波的周期T= s;若波沿x轴正方向传播,周期T>2s,则T= s.
14.图中的双线摆,绳的质量可以不计,当摆球垂直线面做简谐运动时,其周期为 s.
15. A为振原,频率为100Hz,它所产生的横波在介质中的波速是80m/s,B、C、D是沿直线传播途中的三点.B距振原A4.2m, C距A5.4m,D距A8m.当D点正经过平衡位置向上运动时,画出此时B、C间的波形图.
16. 有简谐波沿绳向右传播,绳上的质点A向上运动到最大位移处时,其右方0.3m处的质点B恰好运动到下方最大位移处.已知该波的波长小于0.30m,则波长的可能值为 m.
17. 一列横波沿x轴传播,t1时刻的波形如图中虚线所示.已知
m.
18.振动图线是某时刻一列简谐波形上质点A从该时刻开始的振动图象.由图可知这列波的传播速度大小为 m/s,传播方向是沿 .
四、计算题(共14分)
19.一列振幅是2.0cm,频率是4.0Hz的简谐横波,以32cm/s的速度沿x轴的正方向传播.在某时刻,x轴坐标为-7.0cm处的质点正好经平衡位置向y轴正方向运动,画出此时刻的波形图.(5分)
20.一列横波在x轴线上传播着,在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如图所示:
①读出简谐波的波长是 ,振幅是
.(2分)
②设周期大于(t2-t1).如果波向右传播,波速多大?如果波向左传播波速又是多大?(4分)
③设周期小于(t2-t1).且波速为6000m/s,求波的传播方向.(3分)
练习答案
一、选择题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8 9 10
B. B. C. D. D. C. AC. AB. BCD D
二、填空题
11.16:25
12.
13.8/3,
8
15.
17. 沿x轴正方向,15m
18 0.06m, -x方向
三 、计算题
20
①8, 0.2
故知波向左传播. _