物理20分鐘專題突破（13）

機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波（一）

w.w.w.k.s.5.u.c

1．有一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則   （     ）

A．加速度最大時(shí)，速度最大         B．速度最大時(shí)，位移最大

C．位移最大時(shí)，回復(fù)力最大         D．回復(fù)力最大時(shí)，加速度最大

2．勁度系數(shù)為20N／cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻   （    ）

A．振子所受的彈力大小為0.5N，方向指向x軸的負(fù)方向

B．振子的速度方向指向x軸的正方向

C．在0～4s內(nèi)振子作了1.75次全振動(dòng)

D．在0～4s內(nèi)振子通過(guò)的路程為0.35cm，位移為0

3．?dāng)[長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，若從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，（取作t=0），當(dāng)振動(dòng)至 時(shí)，擺球具有負(fù)向最大速度，則單擺的振動(dòng)圖象是圖中的（     ） 

4．把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái)，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成了一個(gè)共振篩。不開電動(dòng)機(jī)讓這個(gè)篩子自由振動(dòng)時(shí)，完成20次全振動(dòng)用15s；在某電壓下，電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)速是88r/min。已知增大電動(dòng)偏心輪的電壓可以使其轉(zhuǎn)速提高，而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共振篩的振幅增大，以下做法正確的是（    ）

A．降低輸入電壓    B．提高輸入電壓      C．增加篩子質(zhì)量     D．減小篩子質(zhì)量

解析：篩子的固有頻率為f固=4/3Hz，而當(dāng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力頻率為f驅(qū)=88/60Hz，即f固< f驅(qū)。為了達(dá)到振幅增大，應(yīng)該減小這兩個(gè)頻率差，所以應(yīng)該增大固有頻率或減小驅(qū)動(dòng)力頻率。本題應(yīng)選AD。

5．如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個(gè)單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無(wú)初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動(dòng)；接著其余各擺也開始振動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的有  （    ）

A．各擺的振動(dòng)周期與a擺相同

B．各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大

C．各擺的振動(dòng)周期不同，c擺的周期最長(zhǎng)

D．各擺均做自由振動(dòng)

6．如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知這列波沿x軸正方向傳播，波速為20m/s。P是離原點(diǎn)為2m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，則在t=0.17s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的：①速度和加速度都沿-y方向；②速度沿+y方向，加速度沿-y方向；③速度和加速度都正在增大；④速度正在增大，加速度正在減小。以上四種判斷中正確的是（    ）

A．只有①         B．只有④         C．只有①④         D．只有②③

7．如圖實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象，虛線

是經(jīng)過(guò)0.2s時(shí)的波形圖象。求：

①波傳播的可能距離

②可能的周期（頻率）

③可能的波速 

④若波速是35m/s，求波的傳播方向  

⑤若0.2s小于一個(gè)周期時(shí)，傳播的距離、周期（頻率）、波速。

8．如圖是一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻（開始計(jì)時(shí)）的波形圖，已知在t=1s時(shí)，B點(diǎn)第三次達(dá)到波峰（在1s內(nèi)B點(diǎn)有三次達(dá)到波峰）。則：

①周期為         ；

②波速為         ；

③D點(diǎn)起振的方向?yàn)開_____；

④在t=_     s時(shí)刻，此波傳到D點(diǎn)；在t=_ _s和t=_     s時(shí)

D點(diǎn)分別第二次達(dá)到波峰和波谷。

9．如圖所示，S1、S2是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的有  （       ）

A．該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱

B．該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都最強(qiáng)

C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最弱的， b、c、d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的

D．再過(guò)T/4后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，因此振動(dòng)最弱

10．如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別為1m/s和0.5m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是  （      ）

A．C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng)

B．圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20cm

C．圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面上運(yùn)動(dòng)

D．從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25s，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm

11．a(chǎn)為聲源，發(fā)出聲波；b為接收者，接收a發(fā)出的聲波。a、b若運(yùn)動(dòng)，只限于在沿兩者連線方向上，下列說(shuō)法正確的是  （      ）

A．a(chǎn)靜止，b向a運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高

B．a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的高

C．a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的低

D．a(chǎn)、b都向相互背離的方向運(yùn)動(dòng)，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高

1．CD     2．B     3．C    4．AD     5．AB    6．C    

7．答：①題中沒(méi)給出波的傳播方向，所以有兩種可能：向左傳播或向右傳播。

向左傳播時(shí)，傳播的距離為x=nλ+3λ/4=（4n+3）m  （n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，傳播的距離為x=nλ+λ/4=（4n+1）m   （n=0、1、2  …）

②向左傳播時(shí)，傳播的時(shí)間為t=nT+3T/4得：T=4t/（4n+3）=0.8 /（4n+3）（n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，傳播的時(shí)間為t=nT+T/4得：T=4t/（4n+1）=0.8 /（4n+1）   （n=0、1、2  …）

③計(jì)算波速，有兩種方法。v=x/t   或v=λ/T

向左傳播時(shí)，v=x/t=（4n+3）/0.2=（20n+15）m/s. 或v=λ/T=4 （4n+3）/0.8=（20n+15）m/s.（n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，v=x/t=（4n+1）/0.2=（20n+5）m/s. 或v=λ/T=4 （4n+1）/0.8=（20n+5）m/s. （n=0、1、2  …）

④若波速是35m/s，則波在0.2s內(nèi)傳播的距離為x=vt=35×0.2m=7m=1λ，所以波向左傳播。

⑤若0.2s小于一個(gè)周期，說(shuō)明波在0.2s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)。則：

向左傳播時(shí)，傳播的距離x=3λ/4=3m；傳播的時(shí)間t=3T/4得：周期T=0.267s；波速v=15m/s.向右傳播時(shí)，傳播的距離為λ/4=1m；傳播的時(shí)間t=T/4得：周期T=0.8s；波速v =5m/s.

解析：①題中沒(méi)給出波的傳播方向，所以有兩種可能：向左傳播或向右傳播。

向左傳播時(shí)，傳播的距離為x=nλ+3λ/4=（4n+3）m  （n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，傳播的距離為x=nλ+λ/4=（4n+1）m   （n=0、1、2  …）

②向左傳播時(shí)，傳播的時(shí)間為t=nT+3T/4得：T=4t/（4n+3）=0.8 /（4n+3）（n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，傳播的時(shí)間為t=nT+T/4得：T=4t/（4n+1）=0.8 /（4n+1）   （n=0、1、2  …）

③計(jì)算波速，有兩種方法。v=x/t   或v=λ/T

向左傳播時(shí)，v=x/t=（4n+3）/0.2=（20n+15）m/s. 或v=λ/T=4 （4n+3）/0.8=（20n+15）m/s.（n=0、1、2  …）

向右傳播時(shí)，v=x/t=（4n+1）/0.2=（20n+5）m/s. 或v=λ/T=4 （4n+1）/0.8=（20n+5）m/s. （n=0、1、2  …）

④若波速是35m/s，則波在0.2s內(nèi)傳播的距離為x=vt=35×0.2m=7m=1λ，所以波向左傳播。

⑤若0.2s小于一個(gè)周期，說(shuō)明波在0.2s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)。則：

向左傳播時(shí)，傳播的距離x=3λ/4=3m；傳播的時(shí)間t=3T/4得：周期T=0.267s；波速v=15m/s.向右傳播時(shí)，傳播的距離為λ/4=1m；傳播的時(shí)間t=T/4得：周期T=0.8s；波速v =5m/s.

8．①0.4s    ② 10m/s  ③向上    ④0.4    0.5   0.9     9．BC    10．BCD

11．A