1、新人教版高三物理选修 3-4机械振动、机械波专项练习（带解析） 选择题 （ 2010 全国卷 21）一简谐振子沿 x轴振动，平衡位置在坐标原点。 时刻振子的位移 ； 时刻 ； 时刻 。该振子的振幅和周期可能为（ ） A 0. 1 m， B 0.1 m, 8s C 0.2 m，D 0.2 m， 8s 答案： A （ 2010 上海物理 3）声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为（ ） A声波是纵波，光波是横波 B声波振幅大，光波振幅小 C声波波长较长，光波波长很短 D声波波速较小，光波波速很大 答案： C （ 2010 上海物理 16）如右图，一列简谐横波沿 轴正方向传播，实
2、线和虚线分别表示时的波形，能正确反映 时波形的是图（ ）答案： D (2011 银川模拟 )在飞机的发展史中有一个阶段 ,飞机上天后不久 ,飞机的机翼很快就抖动起来 ,而且越抖越厉害 ,后来人们经过了艰苦地探索 ,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题 ,在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是 ( ) A加大飞机的惯性 B使机体更加平衡 C使机翼更加牢固 D改变机翼的固有频率 答案：选 D. 某振动系统的固有频率为 f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为 f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法中正确的是 ( ) A当 f f0时，该振动系统的振幅随 f增大而减小 B当
3、 f f0时，该振动系统的振幅随 f减小而增大 C该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 f0 D该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于 f 答案：选 B、 D. 做简谐振动的单摆，在摆动的过程中 ( ) A只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力 B只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力 C小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力 D小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力 答案： B 如图所示，位于介质 和 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 (
4、) A f1 2f2， v1 v2 B f1 f2， v1 0.5v2 C f1 f2， v1 2v2 D f1 0.5f2， v1 v2 答案： C 图中实线和虚线分别是 x轴上传播的一列简谐横波在 t 0和 t 0.03 s时刻的波形图， x 1.2 m处的质点在 t 0.03 s时刻向 y轴正方向运动，则 ( ) A该波的频率可能是 125 Hz B该波的波速可能是 10 m/s C t 0时 x 1.4 m处质点的加速度方向沿 y轴正方向 D各质点在 0.03 s内随波迁移 0.9 m 答案： A 公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板一段时间内货物在竖直
5、方向的振动可视为简谐运动，周期为 T.取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即 t 0，其振动图象如图所示，则 ( ) A t T时，货物对车厢底板的压力最大 B t T时，货物对车厢底板的压力最小 C t T时，货物对车厢底板的压力最大 D t T时，货物对车厢底板的压力最小 答案： C 表 1表示某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为 f固 ，则 ( ) 驱动力频率 /Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振动振幅 /cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固 60 Hz B 60 Hzf固 70 Hz C 50 Hzf固
6、 60 Hz D以上选项都不对 答案： C 正在运转的机器，当其飞轮以角速度 0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从 0较缓慢地增大到 0，在这一过程中( ) A机器不一定还会发生强烈的振动 B机器一定还会发生强烈的振动 C若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为 0时 D若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为 0 答案： BD 如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度 v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，
7、一辆汽车以速度 v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为 f0,车速 v2 v1.甲听到的笛声的频率为 f1,乙听到的笛声的频率为 f2，司机自己听到的笛声的频率为 f3，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为_. 答案： f1 f3 f2 (2011 湖北黄冈 )如图所示， S1、 S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为 ，它们在介质中产生干涉现象， S1、 S2在空间共形成 6个振动减弱的区域 (图中虚线处 )， P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出 ( ) A P点到两波源的距离差等于 1.5 B两波源之间的距离一定在 2.5个波长到 3.5个波长之间 C P点此时刻
8、振动最弱，过半个周期后，振动变为最强 D当一列波的波峰传到 P点时，另一列波的波谷也一定传到 P点 答案： ABD （ 2010 上海物理 2）利用发波水槽得到的水面波形如 a,b所示，则（ ） A图 a、 b均显示了波的干涉现象 B图 a、 b均显示了波的衍射现象 C图 a显示了波的干涉现象，图 b显示了波的衍射现象 D图 a显示了波的衍射现象，图 b显示了波的干涉现象 答案： D 考点：波的干涉和衍射现象。 专题：光的干涉专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题。 分析：波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象；当频率相同的两列波相遇时有的地方振动减弱，有的地方振动加强，且加强和减弱的区域交替
9、出现说明发生了干涉现象。 解答： 波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图 a说明发生了明显的衍射现象。 当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图 b是发生了干涉现象。 故 D正确，故选 D。 点评：掌握干涉和衍射的图样的特点和发生条件是解决此类题目的关键所在。 （ 2010 福建 15）一列简谐横波在 t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 T大于 0.02s，则该波的传播速度可能是（ ） A 2m/s B 3m/
10、s C 4m/s D 5m/s 答案： B （ 2011 温州模拟 )如图所示为一弹簧振子的振动图象 ,试完成以下问题 : (1)写出该振子简谐运动的表达式 . (2)在第 2 s末到第 3 s末这段时间内 ,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？ (3)该振子在前 100 s的总位移是多少 路程是多少 答案： (1) (2)见 (3)0 5 m （ 2010 北京 17）一列横波沿 x轴正向传播， a、 b、 c、 d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图 1所示，此后，若经过周期开始计时，则图 2描述的是（ ） A a处质 点的振动图象 B b处质点的振
11、动图象 C c处质点的振动图象 D d处质点的振动图象 答案： B （ 2011 四川理综 T16）如图为一列沿 x轴负方向传播的简谐横波在 t=0时的波形图，当 Q 点在 t=0时的振动状态传到 P点时，则（ ） A 1cm x 3cm范围内的质点正在向 y轴的负方向运动 B Q 处的质点此时的加速度沿 y轴的正方向 C Q 处的质点此时正在波峰位置 D Q 处的质点此时运动到 p处 答案：选 B. （ 2011 大纲版全国 T21）一列简谐横波沿 x轴传播，波长为 1.2m，振幅为 A。当坐标为 x=0处质元的位移为 且向 y轴负方向运动时坐标为x=0.4m处质元的位移为 。当坐标为 x=
12、0.2m处的质元位于平衡位置且向 y轴正方向运动时， x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为（ ） A 、沿 y轴正方向 B 、沿 y轴负方向 C 、沿 y轴正方向 D 、沿 y轴负方向 答案：选 C （ 2011 上海高考物理 T5）两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速 、 ( )在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为 和 ，则（ ） A ， B ， C ， D ， 答案：选 C. （ 2011 上海高考物理 T10）两波源 在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（ ） A在两波相遇的区域中会产生干涉 B在两波相遇的区域中不会产生干涉 C 点
13、的振动始终加强 D 点的振动始终减弱 答案：选 B. （ 2011 上海高考物理 T24）两列简谐波沿 x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于 A、 B 处， 时的波形如图所示。当 时，M点的位移为 cm， N 点的位移为 cm。答案：， 0 （ 2011 新课标全国卷 T34（ 1）一振动周期为 T，振幅为 A，位于 x=0点的波源从平衡位置沿 y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿 x轴正向传播，波速为 v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点 p，关于质点 p振动的说法正确的是 _。 A振幅一定为 A B周期一定为 T C速度的最大值一定为 v D开始振动的方
14、向沿 y轴向上或向下取决于它离波源的距离 E若 p点与波源距离 s=vT，则质点 p的位移与波源的相同 答案：选 A、 B、 E。 （ 2011 北京高考 T16）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（ ） A它的振动速度等于波的传播速度 B它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D它的振动频率等于波源的振动频率 答案：选 D. （ 2010 重庆 14）一列简谐波在两时刻的波形如题 14图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的（ ） A周期 B波速 C波长 D频率 答案： C （ 2010 天津 4）一列简谐横波沿 x轴正向传播，传到 M点时波形
15、如图所示，再经 0.6s， N 点开始振动，则该波的振幅 A和频率 f为（ ） A A=1m f=5HZ B A=0. 5m f=5HZ C A=1m f=2.5 HZ D A=0.5m f=2.5 HZ 答案： D 考点：波长、频率和波速的关系。 分析：由波动图象的最大值直接读出振幅由波从 M传到 N 的时间和距离求出波速由波速公式求出频率。 解答： 由图， A=0.5m， =4m 经 0.6s， N 点开始振动得 波速 v=（ 11-5） /0.6m/s=10m/s， 所以频率 f= v/=10/4Hz=2.5Hz，故 D正确。 故选 D。 点评：由波动图象可直接读出振幅、波长及各个质点的
16、速度方向、加速度方向及速度和加速度大小变化情况。 计算题 (1)波传播的可能距离； (2)可能的周期； (3)可能的波速； (4)若波速是 35 m/s，求波的传播方向； (5)若 0.2 s小于一个周期时，求传播的距离、周期、波速 .答案：见 如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由， A、 B、 C、 D 为绳上等间隔的点，点间间隔为 50 cm，现用手拉着绳子的端点 A 使其上下振动，若 A点开始向上，经 0.1 s第一次达到最大位移， C点恰好开始振动，则 (1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大？ (2)从 A开始振动，经多长时间 J点第一次向下达到最大位移？ (3)画出当 J点第一次向下达到最大位移时的波形图象 答案： (1) 10 m/s. (2) 0.75 s. (3) 一列简谐横波在 x轴上传播，在 t1 0和 t2 0.5 s两时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示，求： (1)若周期大于 t2-t1，波速多大？ (2)若周期小于 t2-t1，则波速又是多少？ (3)若波速为 92 m/s，求波的传播方向 答案： (1)若波向右传播，波速为 4 m/s；若波向左 传播，波速为 12 m/s (2)若波向右传播，波速为 (4 16n) m/s(n 1,2,3， ) 若波向左传播，波速为 (12 16n) m/s(n 1,2,3， ) (3)向左传播
