机械振动机械波光高三物理选修34经典练习.docx
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机械振动机械波光高三物理选修34经典练习
机械振动机械波光
高三物理选修3-4经典练习
●机械振动
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列关于振动的说法正确的是（）
A．物体的振动范围就是振幅
B．振幅是标量描述振动强弱的物理量
C．物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置一次
D．物体振动的周期越长，振动系统的能量就越强
2．将秒摆的周期变为1s，R表示为地球的半径。
下列措施可行的是（）
A．将摆球的质量减半B．将单摆的振幅减半
C．将单摆拿到距地面R处的地方D．将单摆的摆长减为原来的四分之一
3．如图所示为一质点做简谐运动的振动图象。
则在t1和t2两个时刻这个质点具有相同的物理量是（）
A．加速度B．速度C．位移D．回复力
4．如图所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，物体B与轻弹簧水平连接在竖直墙上，两物体在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，若弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移位x时，两物体间的摩擦力的大小等于（）
A．0B．kxC．kxm/MD．kxm/（M+m）
5．有一台机器正在运转，当其飞轮转得很快的时候，机器的振动并不是很强烈。
切断电源，飞轮逐渐慢下来，到某一时刻，机器发生强烈的振动，此后飞轮转得很慢，机器振动又减弱。
这种现象说明（）
A．纯属偶然现象，并无规律B．在某一时刻，飞轮的惯性最大
C．在某一时刻，飞轮的频率最大D．在某一时刻，飞轮转动的频率与机身的固有频率相同
6．某一单摆在地面上振动的周期为T1，移到距地面高度为h的山顶时，振动的周期为T2，地球半径为R，则T1:
T2为（）
A．（R+h）/RB．R/（R+h）C．R2/（R+h）2D．（R+h）2/R2
7．做简谐运动的弹簧振子，其周期为T，则以下说法中正确的是（）
A．t时刻和t+Δt时刻，振子振动的位移大小相等，方向相同，则Δt一定等于T的整数倍
B．t时刻和t+Δt时刻，振子振动的速度大小相等，方向相反，则Δt一定等了T/2的整数倍
C．若Δt=T，则在t时刻和t＋Δt时刻振子振动的加速度一定相等
D．若Δt＝T/2，则在t时刻t＋Δt时刻弹簧的长度一定相等
8．摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至t=
时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（）
9．有一天体半径为地球半径的2倍，平均密度与地球相同，在地球表面走时准确的摆钟移到该天体的表面，秒针走一圈的实际时间为（）
A．1/2minB．
/2minC．
minD．2min
10．如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。
现将重球（视为质点）从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是（）
A．重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动
B．由a至d的过程中重力势能与弹性势能的和不断增大
C．重球下落至d处获得加速度大于重力加速度
D．由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量
11．简谐运动的特点说法中正确的是（）
A．回复力和加速度跟位移成正比且方向相反
B．回复力随时间作周期性变化
C．速度跟位移成正比且方向相反
D．速度随时间作周期性变化
12．劲度系数为20N/m的弹簧振子，它的振动图象如图所示，图线上的A点反映出此时刻（）
A．弹簧振子所受弹力为0.5N，方向为正
B．从t＝0到此时刻振子通过的路程为0.125m
C．振子将沿正方向做加速度逐渐增大的减速运动
D．在此时刻以后的三分之一周期内回复力对振子不做功
13．做简谐运动的弹簧振子对平衡位置的位移为ｘ，速度为ｖ，加速度为ａ，则
A．x与v同向时，振子加速B．x与v反向时，振子加速
C．v与a反向时，位移变大D．v与a同向时，位移变大
14．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块静止在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量。
当细线突然断开后，两物块都做简谐运动，在运动过程中（）
A．甲的振幅等于乙的振幅
B．甲的周期小于乙的周期
C．甲的最大加速度小于乙的最大加速度
D．甲的最大速度小于乙的最大速度
15．将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。
某同学由此图线提供的信息做出了下列判断（）
A．t=0.2s时摆球正经过最低点
B．t=1.1s时摆球正经过最低点
C．摆球摆动过程中机械能减少
D．摆球摆动的周期是T＝0.8s
二、实验填空题（每空2分，共10分。
把答案直接填写在横线上）
16．某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中先测得摆线长为97.44cm，摆球直径由如图所示游标卡尺测得。
然后用秒表记录了单摆30次全振动所用的时间如图所示。
则：
（1）单摆的摆球直径为________cm，该摆摆长为________cm，秒表所示读数为________s。
（2）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，通过计算机绘制了T2-L图象，如图甲中A、B所示。
那么去北大的同学所测实验结果对应的图线应是________（选填“A”或“B”）
（3）利用互联网的同步视频系统，北京大学和南京大学两个物理实验室的同学同时从右侧的最大位移处释放摆长相同的单摆球，不考虑信号传输造成的时间延迟的影响，当北京大学实验室的恰振动100次全振动时，两个摆球再第一次同时出现在释放位置，则南京的重力加速度与北京的重力加速度之比为______。
三、计算题（本题共3小题，每题10分，共30分。
解答应写出必要的文字说明，方程式或演算步骤，有数值计算的要注明单位）
17．如图所示为两个单摆A和B的振动图像，已知两个摆球质量之比为mA:
mB=2:
3。
试求：
（1）Ａ、Ｂ单摆它们的周期之比
（2）它们的摆长之比
（3）它们的最大回复力之比
（4）它们的最大速度之比为
（5）它们位移随时间表达式
18．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t=0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动，在t=0.20s时，振子速度第一次变为-v，在t=0.50s时，振子速度第二次变为-v。
（1）求弹簧振子振动周期T。
（2）若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.00s内通过的路程。
19．如图所示，一块涂有炭黑玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上运动。
一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm。
求外力F的大小。
（g=10m/s2，不计阻力）
机械振动参考答案：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
D
B
D
D
B
C
C
B
C
ABD
BCD
BC
ACD
ACD
二、实验填空题
16．
（1）2.98cm，98.93cm，67.4s；
（2）B；（3）9801/10000；
三、计算题
17．
（1）2:
3；
（2）4:
9；（3）3:
1；（4）3:
1；（5）xA=10sin（5πt+π/2）cm，xB=5sin（10πt/3）cm；
18．
（1）T=1.0s；
（2）200cm；
19．F=24N
●
机械波
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-5题只有一个选项符合题目要求，6-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．公路上的雷达测速仪的工作原理是利用（）
A．波的反射和多普勒效应B．波的干涉和多普勒效应
C．波的干涉和波的反射D．波的共振
2．如图所示为某一时刻的波形曲线，波的传播方向沿x轴的负方向，下列说法中正确的是（）
A．质点A、F的振幅不等
B．该时刻质点B、E的速度相等
C．该时刻质点D的加速度为正的最大
D．质点B比质点C先到波峰
3．关于振动和波的关系，下列几种说法中正确的是（）
A．如果振源停止振动，在介质中传播的振动也立即停止
B．物体做机械振动，一定产生机械波
C．波的传播速度即振源的振动速度
D．波在介质中的传播速度只与介质性质有关
4．如图所示，在一根绳的两端相向传播着完全对称的脉冲波形，当它们恰好完全相遇时，则关于绳上a、o、b质点的振动方向叙述正确的是（）
A．a质点的振动方向向上
B．ｏ质点的振动方向向上
C．ｂ质点的振动方向向上
D．a、o、b质点的振动速度都为零
5．一列横波沿直线传播，S、P是该直线上相距1.2m的两点，从波刚好到达其中一点时开始计时，已知4s内S点完成8次全振动，P点完成10次全振动，则该波的传播方向及波速v分别为：
（）
A．v=0.3m/s，方向由S向PB．v=0.3m/s，方向由P向S
C．v=1.5m/s，方向由P向SD．v=1.5m/s，方向由S向P
6．两列简谐波在同一种介质中传播时发生了干涉现象，则（）
A．在振动加强区域，介质质点的位移总是比振动减弱区域介质质点的位移大
B．在振动加强区域，介质质点的振幅总是比振动减弱区域介质质点的振幅大
C．在振动加强区域，介质质点的位移随时间做周期性变化
D．在振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化
7．在波的传播过程中，下列说法正确的是（）
A．各质点均做受迫振动因此每个质点的振动频率都等于波源的振动频率
B．相邻质点间必有相互作用力前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动
C．在一个周期里，某一质点传播的距离等于一个波长
D．振动步调相反的质点间的距离一定为半波长的奇数倍
8．如图所示，下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图）或障碍物（C、D图），其中能发生明显衍射现象的有（）
9．沿x轴传播的两列横波，某时刻的波形图象如图所示，其中实线波形向右传播，虚线波形向左传播，两列波的周期都是0.8s.在两列相遇的过程中，说法正确的是（）
A．x=2m处的质点此时位移为+2m，振动速度为零
B．x=3m处的质点此时振动方向向上，再经过0.1s位移到达+4cm
C．x=3m处的质点此时位移为+2
cm，再经过0.3s该质点速度向下最大
D．x=5m处的质点为振动减弱的点，无论何时位移和速度都为零
10．如图所示是一列横波上A、B两质点的振动图象，该波由A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离Δx=6.0m，则关于这列波的说法中正确的是（）
A．波长可能值为8m
B．波速可能值为12m/s
C．1s内A质点通过的路程是50cm
D．在t=0.15s时A、B两质点加速度相同，速度也相同。
11．如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置。
一列横波以1m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动。
t=1s时，质点a第一次到达最高点，则在4s＜t＜5s这段时间内（）
A．质点c的加速度逐渐增大
B．质点a的速度逐渐增大
C．质点d向下运动
D．质点f保持静止
12．如图所示为一波源O点在介质中振动3s所激起的波，此时波正好传播到6m处。
则以下说法正确的是（）
A．该波的波速为2m/s
B．x=12m处的P点再经4s时间开始起振
C．x=11m处的质点再经5.5s时间第一次到达波谷
D．P点开始振动x=5m的质点运动方向向上
13．a、b是水平绳上的两点，相距90cm，一列简谐横波沿此绳传播．在某一时刻a点在波峰时，b点正好经过平衡位置；经2s后，a点又以波谷出现，而b点仍正好经过平衡位置．那么下列各结论中正确的是（）
A．该波的波长最大是3.6m
B．该波的波长可能是1.2m
C．该波的最小频率是0.25Hz
D．该波的最大波速是0.9m/s
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线表示t=0s时刻的波形图，虚线表示t=0.2s时刻的波形图，已知波速为80m/s。
已知质点a的平衡位置的坐标x=3m，则下列说法正确的是（）
A．该波沿x轴负方向传播，其周期为0.15s
B．在t=0s时刻，波上质点a沿x轴负方向运动
C．从t=0s时刻起，在t=0.075s内质点a通过的路程为20cm
D．从t=0s时刻起，在t=0.2s内质点a第二次到达波谷
15．如图所示，甲图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，乙图为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是（）
A．该波沿-x方向传播，波速为1m/s
B．质点a经4s振动的路程为4m
C．此时刻质点a的速度沿-y方向
D．质点a在t=2s时速度为零
二、计算题（本题共3小题，共28分。
解答应写出必要的文字说明，方程式或演算步骤，有数值计算的要注明单位）
16．如图所示，t=0时刻位于原点O处的波源，从平衡位置开始沿y轴正方向做周期T=0.2s，振幅A=4cm的简谐振动，该波产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为（9m，0）的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷，求：
（1）质点P在开始振动后的Δt=1.05s内通过的路程
（2）该简谐横波的最大波速
（3）若该简谐横波的波速为v=12m/s，Q质点的平衡位置坐标为（12m，0）。
请写出以t=1.05s时刻为新的计时起点的Q质点的振动方程
17．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，虚线为t2=0.1s时的波形图。
求：
（1）如果此波沿x轴正方向传播，波速的最小值
（2）如果此波沿x轴负方向传播，波速的可能值
18．一列简谐横波沿x轴正方向传播，P为传播方向上一个质点，如图所示为t=0时刻的波形图，此时P点的纵坐标为
cm，若经过时间Δt=0.1s，P点第一次到达波峰，求：
（1）波的传播速度
（2）从t=0时刻起经过0.5s，质点p的位置坐标和P运动的路程
19．如图甲所示为一列沿着x轴方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，波上位于x=6m处的质点M的振动图像如图乙所示。
求：
（1）这列波的传播速度大小及方向
（2）t=0时刻起，再经过7.5s，x=3m处质点运动的路程
机械波参考答案：
一选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
A
C
D
C
C
BC
ABD
BD
BC
ACD
ABD
ACD
ABC
ACD
ACD
二、计算题
16．
（1）s=84cm；
（2）v=60m/s；（3）x=4sin[10π（t-0.25）]cm；
17．
（1）v=10m/s；
（2）v=10（8n+3）m/s；
18．
（1）v=1.25m/s；
（2）坐标（0.375m，-
cm），s=4cm；
19．
（1）v=2m/s；
（2）s=（80-5
）cm；
●
光
一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-5题只有一个选项符合题目要求，6-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列关于光的现象说法正确的是（）
Ａ．雨后看到的彩虹属于全反射现象
Ｂ．汽车的尾灯利用的是光的色散
Ｃ．露珠上的彩色条纹属于光的色散现象
Ｄ．树荫中看到的亮斑是光的折射
2．一个正对一竖立的平面镜站立的人身体宽为a，两眼相距b．欲使自己无论闭上左眼或是右眼都能用另一只眼睛从镜子中看到自己的整个身体，镜子的宽度至少应为（）
A．a/2B．b/2C．（a+b）/2D．（a-b）/2
3．如图所示，某玻璃三棱镜的顶角为θ，恰好为黄光的临界角。
当白光通过三棱镜发生色散，在足够长的光屏A上形成彩色光带后，把白光的入射角i逐渐减小到零的过程中，在光屏上会观察到（）
A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光
B．紫光最先消失，最后只剩下黄、橙、红光
C．红光最先消失，最后只剩下紫、靛、蓝光
D．红光最先消失，最后只剩下紫、靛、蓝光和绿光
4．在面积足够大足够深的水池中部某处，放有一个能向各个方向发出强光的点光源，在水面上可以看见一个圆形的透光平面。
如果发现圆形透光平面的面积正在匀速增大，则可以判定该点光源的运动情况是（）
Ａ．匀速下降Ｂ．匀速上升Ｃ．加速下降Ｄ．加速上升
5．如图所示一束光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路，则（）
A．介质Ⅰ的折射率最大
B．介质Ⅱ的折射率最大
C．介质Ⅲ的折射率最大
D．光在介质Ⅱ中传播速度最大
6．观察者看见太阳刚刚从地平线升起时，则实际的太阳应在（）
A．地平线上方B．地平线下方C．就在地平线上D．观察者看到的是太阳的虚像
7．一块全反射棱镜，它改变光路的情况有（）
A．使光线的传播方向改变90°B．使光线传播方向改变180°
C．使一束平行光上下边缘互相对调D．使一平行光束变成发散光束
8．如图所示，一束光从空气射向折射率n=
的某种玻璃的表面，i代表入射角。
下列说法正确的是（）
A．当i＞45°时会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角都不会超过45°
C．欲使折射角γ=30°，应以i=45°的角度入射
D．当入射角tani=
时，反射光跟折射光线恰好相互垂
9．红光与紫光相比，下列说法中正确的是（）
A．在真空中传播时，紫光的速度比较小
B．在玻璃中传播时，红光的速度比较大
C．从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大
D．在同一双缝干涉仪上，红光干涉条纹较紫光的宽
10．如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的平行玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下表面射出时（）
A．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于d
B．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于d
C．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于d
D．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d
11．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。
a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，由此可知（）
A．棱镜内a光的传播速度比b光的大
B．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率
C．a光的频率比b光的高
D．在同一双缝干涉装置实验中，a光干涉条纹宽度大于b光干涉条纹宽度
12．光导纤维在信息传递方面有很多应用，利用光导纤维进行光纤通信所依据的原理是（）
A．光的衍射B．光的全反射C．光的干涉D．光的偏振
13．如图所示，两束相同的平行单色光a、b照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别照射到PO和NO界面上，下列说法中正确的是（）
A．两束折射光都可以在界面上发生全反射
B．两束折射光都不会在界面上发生全反射
C．折射光d可能发生全反射
D．折射光c不会发生全反射
14．以下说法正确的是（）
A．光纤通信利用了激光相干性好的特点
B．激光测距利用了激光平行度好的特点
C．激光写、读是利用了激光亮度高的特点
D．激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
15．对于光的衍射的定性分析，下列说法正确的是（）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲的传播现象
B．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长小，才能明显地产生光的衍射现象
C．光的衍射现象是光波相互叠加的结果，光的衍射现象说明了光具有波动性
D．用单色光平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越小衍射现象越显著
二、实验填空题（每空2分，共12分。
把答案直接填写在横线上）
16．如图所示为测一块半球形玻璃砖的折射率的实验，实验的主要步骤如下：
A．将半球形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB，移走玻璃砖，并用刻度尺找出中点O，记下此点即圆心
B．在圆弧侧的白纸上，作过O点且垂直直径AB的直线CO，放上玻璃砖，在CO上竖直地插两颗大头针P1和P2
C．使玻璃砖以O为轴在白纸上缓慢地转动，同时眼睛向着AB透过玻璃砖观察P1和P2的像，当恰好看不到P1和P2的像时停止转动玻璃砖，记下此时的直径A′B′的位置；
D．量出BO和B′O的夹角θ。
若量得θ=41°，sin41°=0.66。
则
（1）实验是利用现象进行的；
（2）半球玻璃砖的折射率值约为n=______。
（保留2为有效数字）
（3）在测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是
Ａ．玻璃砖的宽度宜大些Ｂ．用其他形状的玻璃砖误差大
Ｃ．入射角应尽量小些Ｄ．大头针的间距应尽量大些
17．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。
（2）本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意______________________________________。
（3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图所示。
然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图中手轮上的示数________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为_______mm。
（4）已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为__________nm。
三、计算题（本题共3小题，共28分。
解答应写出必要的文字说明，方程式或演算步骤，有数值计算的要注明单位）
18．一个圆柱形水桶高为H、直径为D。
没装水时，从桶边可看到桶边沿以下h处，如图所示。
如桶中装满水还在刚才的地方恰好能看到桶的底边，求水的折射率。
19．如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角α=300，P为垂直于直线BCO的光屏，现有一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，结果在屏P上形成一宽度等于2AB/3的光带，求棱镜的折射率。
20．半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O。
两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向与底面垂直。
光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点B，∠AOB＝60︒，已知该玻璃对红光的折射率n＝
。
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