《專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專(zhuān)題十 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波雷區(qū)掃描本部分常見(jiàn)的失分點(diǎn)有：1.不能建立正確的波動(dòng)情境，對(duì)振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的集體表現(xiàn)的理解不夠深刻.2.不能理解波的形成過(guò)程、前后質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)關(guān)系.3.不理解波動(dòng)圖象的周期性.4.對(duì)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件理解不夠.5.對(duì)振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的關(guān)系不清楚.產(chǎn)生上述失誤的原因是基本概念不清，不能運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和能的轉(zhuǎn)化等知識(shí)，通過(guò)推理和空間想象解決問(wèn)題.排雷示例例1.(1998年全國(guó))圖101中兩個(gè)單擺擺長(zhǎng)相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放，碰撞后兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧振動(dòng).以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)
2、量，則圖101A.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)C.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)雷區(qū)探測(cè)本題較為新穎，主要考查單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性，與單擺周期有關(guān)的因素.雷區(qū)診斷本題要求熟練地運(yùn)用“單擺振動(dòng)周期跟振幅無(wú)關(guān)、跟擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)”的知識(shí)來(lái)分析題中給出的物理情境，并得出結(jié)論.錯(cuò)選A或B項(xiàng)的原因是沒(méi)有將碰撞后兩小球的運(yùn)動(dòng)情況與單擺的周期聯(lián)系起來(lái)，這主要是由于在試題題干中，只說(shuō)明兩單擺的擺長(zhǎng)相同，兩擺球各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有提及單擺的振動(dòng)周期，而且在
3、選項(xiàng)的表述上具有相同的迷惑性，另外本試題給出的物理情境比較新穎，不能對(duì)物理情境做出正確分析是導(dǎo)致錯(cuò)誤的根本原因.正確思路是：兩球碰撞后都各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如果mAmB，碰撞后A、B兩球均從平衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，但B球的速度比A球的速度大，故兩球分開(kāi)各自運(yùn)動(dòng).由于兩個(gè)單擺擺長(zhǎng)相同，因而A、B兩個(gè)擺球的運(yùn)動(dòng)周期相同，設(shè)它們的周期為T(mén)，這樣從A、B兩擺球剛發(fā)生碰撞的時(shí)刻經(jīng)過(guò)時(shí)間，A、B兩擺球各自剛好擺動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)，然后在重力的作用下，都從右側(cè)各自的最高處開(kāi)始往左擺動(dòng)，再經(jīng)過(guò)T/4時(shí)間，剛好運(yùn)動(dòng)到各自的平衡位置，此時(shí)兩球再次發(fā)生碰撞，所以，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.如果mAmB，從A、B兩擺球剛發(fā)生碰撞的時(shí)刻經(jīng)過(guò)T
4、/4時(shí)間，A、B兩擺球都剛好擺動(dòng)到左、右側(cè)各自的最高點(diǎn)，然后在重力的作用下都從左、右側(cè)各自的最高處開(kāi)始左、右擺動(dòng)，再經(jīng)過(guò)T/4時(shí)間，剛好運(yùn)動(dòng)到各自的平衡位置，此時(shí)兩球再次發(fā)生碰撞，所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的.因此，不管mAmB還是mAmB，即無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都發(fā)生在平衡位置，也就是說(shuō)不可能發(fā)生在平衡位置右側(cè)或左側(cè).所以選項(xiàng)C、D都是正確選項(xiàng).正確解答 CD例2.（1999年全國(guó)）如圖102所示，圖a中是一條均勻的繩，1、2、3、4是繩上一系列等間隔的點(diǎn).現(xiàn)有一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩傳播，某時(shí)刻繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如圖b所示(其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況未畫(huà)出)，其中點(diǎn)12
5、的位移為零，向上運(yùn)動(dòng)；點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值.試在圖c中畫(huà)出再經(jīng)過(guò)周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向.其他點(diǎn)不必畫(huà).(圖c的橫縱坐標(biāo)與圖a、b完全相同)圖102雷區(qū)探測(cè)本題考查波的形成過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，以及形成的波的圖象.雷區(qū)診斷1.有的畫(huà)出3、4、5、6的位置，但將方向畫(huà)錯(cuò).2.畫(huà)出的3、4、5、6點(diǎn)連成的波形圖的波長(zhǎng)與圖b中的不符.3.將3、4、5、6連成的波形圖畫(huà)在圖a所示的5、6、7、8點(diǎn)的縱坐標(biāo)線上.產(chǎn)生以上錯(cuò)誤的原因，一是沒(méi)有從圖中看出此橫波是沿繩子向右傳播的；二是不理解橫波沿繩傳播時(shí)，繩上各質(zhì)點(diǎn)不隨著波沿繩子向前傳播.正確的分析思路是：從題中的圖b看出，在圖b所示的某時(shí)刻
6、該均勻繩上點(diǎn)9正達(dá)到位移最大值處，而點(diǎn)12正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，因而由圖b中點(diǎn)9、10、11、12所在的位置點(diǎn)連成的那段曲線，代表在該均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧橫波在圖b所示的某時(shí)刻的四分之一波長(zhǎng)的一段波形圖，由這段波形圖可以畫(huà)出在該均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧波在圖b所示的某時(shí)刻的從點(diǎn)0到點(diǎn)12的波形圖如圖d所示.由圖b中表示的這段波形圖的形狀和點(diǎn)9、10、11、12四個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，可以判斷出該均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧橫波是向右傳播的.根據(jù)波長(zhǎng)的定義可知，該簡(jiǎn)諧波的波形圖在四分之三個(gè)周期內(nèi)將向右移動(dòng)四分之三個(gè)波長(zhǎng)，也可說(shuō)成是向左移動(dòng)四分之一個(gè)波長(zhǎng)，因此在圖b所示的某時(shí)刻再經(jīng)過(guò)四分之三個(gè)周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位
7、置和速度方向如圖103所示.正確解答 如圖103.圖103例3.（2001年全國(guó)）如圖104所示，在平面xy內(nèi)有一沿水平軸x正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速為3.0 m/s,頻率為2.5 Hz,振幅為8.010-2 m.已知t=0時(shí)刻P點(diǎn)質(zhì)元的位移為y=4.010-2 m,速度沿y軸正向.Q點(diǎn)在P點(diǎn)右方9.010-1 m處，對(duì)于Q點(diǎn)的質(zhì)元來(lái)說(shuō)圖104A.在t=0時(shí)，位移為y=-4.010-2 mB.在t=0時(shí)，速度沿y軸負(fù)方向C.在t=0.1 s時(shí)，位移為y=-4.010-2 mD.在t=0.1 s時(shí)，速度沿y軸正方向雷區(qū)探測(cè)本題考查波速、頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系和在波的傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)
8、方向和波的傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)的位置.雷區(qū)診斷由波速v=3 m/s,頻率f=2.5 Hz,根據(jù)v=f，可知=1.2 m,得PQ間距為.畫(huà)出大致波形圖如105，由波向右傳播可判斷出質(zhì)點(diǎn)Q在x軸上方，振動(dòng)方向向下，再經(jīng)0.1 s即，波向右傳播的距離，質(zhì)點(diǎn)Q向下振動(dòng)，由波傳播的周期性可知：此時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q正位于y=-4.010-2 m且向下運(yùn)動(dòng).正確解答 BC圖105例4.（2001年全國(guó)理綜）圖1所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=20 s時(shí)的波形圖，圖2是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是A.v=25 cm/s，向左傳播B.v=50 cm/s，向左傳播C.v=25 cm/s，向右傳播D.v=50
9、cm/s，向右傳播 圖106雷區(qū)探測(cè)本題是把振動(dòng)圖象和波的圖象結(jié)合起來(lái)進(jìn)行波的傳播方向的判斷，要求學(xué)生對(duì)這兩個(gè)圖象有深刻的理解.雷區(qū)診斷由圖2可知，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)（t=0時(shí)刻）正沿y軸向上振動(dòng)，放在圖1中可判斷出波向左傳播，由圖2可讀出周期T=2 s，圖1可讀出波長(zhǎng)=100 cm,由v=計(jì)算可得v= 50 cm/s.正確解答 B例5.（2001年全國(guó)）細(xì)長(zhǎng)輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點(diǎn)正下方擺長(zhǎng)處有一個(gè)能擋住擺線的釘子A，如圖107所示.現(xiàn)將單擺向左方拉開(kāi)一個(gè)小角度，然后無(wú)初速地釋放.對(duì)于以后的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是圖107A.擺球往返運(yùn)動(dòng)一次的周期比無(wú)釘子時(shí)的單擺周期小B.擺球在左、右兩側(cè)
10、上升的最大高度一樣C.擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過(guò)的最大弧長(zhǎng)相等D.擺線在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍雷區(qū)探測(cè)本題著重檢查學(xué)生對(duì)全振動(dòng)的理解以及單擺周期的決定因素.還要理解機(jī)械能守恒定律.雷區(qū)診斷由T=2可知，小球在左側(cè)時(shí)的周期大于在右側(cè)時(shí)的周期，無(wú)釘子時(shí)周期為2，有釘子時(shí)的周期為+,因此A對(duì).由機(jī)械能守恒定律可知B對(duì).無(wú)論在左側(cè)還是右側(cè)所走過(guò)的弧所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)相等，但因半徑不同由數(shù)學(xué)關(guān)系可知弧長(zhǎng)不相等，所對(duì)應(yīng)的角也不是2倍的關(guān)系.正確解答 AB排雷演習(xí)1.簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖108所示，由圖可知圖108A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播
11、C.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)2.一列橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖109中實(shí)線所示，在t=1 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示.由此可以判定此波的圖109A.波長(zhǎng)一定是4 cmB.周期一定是4 s C.振幅一定是2 cmD.傳播速度一定是1 cm/s3.圖1010中所示為一簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A正向上運(yùn)動(dòng)，如圖中箭頭所示.由此可斷定此橫波A.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B正向上運(yùn)動(dòng)B.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C正向下運(yùn)動(dòng)C.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)D正向上運(yùn)動(dòng)D.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E正向下運(yùn)動(dòng)圖10104.一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，波速為v0沿波傳播方向
12、上有相距為L(zhǎng)的P、Q兩點(diǎn)，如圖1011所示.某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個(gè)波峰.經(jīng)過(guò)時(shí)間t，Q質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷，則t的可能值有圖1011A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)5.一列橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖1012中實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)2102 s后的波形如圖1012中虛線所示.則該波的波速v和頻率f可能是圖1012A.v為5 m/sB.v為45 m/sC.f為50 HzD.F為37.5 Hz6.已知平面簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，原點(diǎn)O的振動(dòng)圖線如圖1013（a）所示，t時(shí)刻的波形圖線如圖1013(b)所示.則tt0.5 s時(shí)刻的波形圖線可能是圖1014中的圖1013圖10147
13、.（2003年新課程，18）簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的媒質(zhì)中傳播時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.振幅越大，則波傳播的速度越快B.振幅越大，則波傳播的速度越慢C.在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)質(zhì)元走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)D.振動(dòng)的頻率越高，則波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間越短8.兩列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x方向傳播(如圖1015中實(shí)線所示).一列沿負(fù)x方向傳播(如圖中虛線所示)，這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸.則圖中x1、2、3、5、6、7、8各點(diǎn)中振幅最大的是：x_的點(diǎn)，振幅最小的是x_的點(diǎn).圖10159.月球上的重力加速度為地球的，將走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘放在月球上去，在地球上經(jīng)過(guò)24t，該鐘在月球上指針的示數(shù)是經(jīng)過(guò)了多少小時(shí)?當(dāng)此鐘在月球上指針示數(shù)經(jīng)過(guò)24t，地球上經(jīng)過(guò)的時(shí)間是多少小時(shí)?10.一列簡(jiǎn)諧波沿直線傳播，位于此直線上的A、B兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m，某時(shí)刻t1，A質(zhì)點(diǎn)處在正的最大位移處，B質(zhì)點(diǎn)恰處在平衡位置，從這一時(shí)刻起又經(jīng)過(guò)t20.005 s時(shí)，A質(zhì)點(diǎn)恰好回到平衡位置，B質(zhì)點(diǎn)正好在負(fù)的最大位移處，波的傳播方向?yàn)橛葾到B，且波長(zhǎng)6 m，周期T（t2t1），試求這列波的波長(zhǎng)為多少米?頻率為多少赫茲，波速為多少?
專(zhuān)題測(cè)試練習(xí)題 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波
