机械振动和机械波测试题（测试时间90分钟）
一、选择题（每题至少有一个答案是正确的，每题4分，共40分）
1．下列各种运动中，属于简谐运动的是………………………………………………（ ）
A．拍皮球时球的往复运动
B.将轻弹簧上端固定,下端挂一砝码,砝码在竖直方向上来回运动
C.水平光滑平面上,一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动
D.孩子用力荡秋千,秋千来回运动
2．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.频率不变,振幅改变
C.频率不变,振幅改变 D.频率不变,振幅不变
3．如图为甲、乙两等质量的质点作简谐运动的图像，以下说法中正确的是………（ ）
A.甲、乙的振幅各为20cm和1cm
B.甲比乙振动得快
C.0-2s内,甲、乙的加速度均为负值
D.t=2s时，甲的速度和乙的加速度都达到各自的最大值
4. 如图表示两个单摆m、M悬挂到一根钢丝上，摆长分别为l和L，原来它们都静止。今使m偏离平衡位置一个角度，释放后m作简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面里，对M以后的运动情况，下述说法正确的是……………………………………………………（ ）
A.M仍静止
B.M将做受迫振动周期为
C.M能发生共振 D.M将受迫振动，周期为
5. 关于机械波，下面的说法正确的是…………………………………………………（ ）
A．由于声源的振动，在空气中形成的声波是纵波
B．抖动绳子的一端，在绳上形成的波是纵波
C．只有横波才能产生干涉现象
D．只有纵波才能产生干涉现象
6．如图所示，为一列向左传播的简谐横波在某一瞬时的图像，由图可知…………（ ）
Ａ．质点F在该时刻的运动方向朝上
B．P、Q两质点的运动方向始终相反
C．从图示时刻开始算起，质点E比质点Q较早回到平衡位置
D．经极短时间，P质点速度值增大
7. 一列简谐横波沿x轴方向传播，波速v=100m/s，某时刻波形如图所示，则…………（ ）
A．这列波的波长为25m B.质点p的振幅是1cm
C．质点p此时刻的速度方向沿y轴负方向 D.质点p振动的周期为4s
（第7题图） （第8题图）
8. 如图所示，在平面xoy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波，波速为3.0m/s，频率为2.5Hz，振幅为8.0×10-2m，已知t=0时刻p质点的位移为y=4.0×10-2m。Q点在p点的右方9.0×10-1m处，对于Q点的质点来说……………………………………………………（ ）
A．在t=0时，位移为y=-4.0×10-2m B. 在t=0时，速度沿y负方向
C．在t=0.1s时，位移为y=-4.0×10-2m D. 在t=0.1s时,速度沿y轴正方向
9. 如图1所示为一列简谐横波在t=2.0s时的波形图，图2是这列波中p质点的振动图像。那么，该波的传播速度和传播方向是………………………………………………………（ ）
（图1） （图2）
A．v=25cm/s，向左传播 B. v=50cm/s，向左传播
C．v=25cm/s，向右传播 D. v=50cm/s，向右传播
10．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是…………………………………………（ ）
A．只要波源在振动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
二、填空（每空3分，共21分）
11．某振动物体的固有频率为f ’ ,作用在该物体上的驱动力的频率为f，则该物体做受迫振动的频率是___________，发生共振的条件是__________。
12．已知空气中的声速是340m/s，水中的声速是1450m/s，在空气中的波长为1m，在水中传播时的波长为__________m，该声波在铁轨中传播的波长为14.4m，那么在铁轨中的声速为__________m/s。
13．如图是不同频率的水波通过相同的水孔所能到达区域的示意图，__________情况中水波的频率最大，__________情况中水波的频率最小。
14．如图所示，S1和S2是两个完全相同的相干波源，相距4m，激起两
列波的波长为λ=2m，则在以S1、S2连线为半径，以S2为圆心的圆周
上共有_______处振动最弱的点。
三、实验
15．某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：
A 将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点
B 用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C 将石块拉开一个大约α=30º的角度，然后由静止释放
D 从摆球摆到最高点时开始计时测出30次全振动的总时间t，由
T=t /30得出周期
E 改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F 求出多次实验中测得的L和T的平均值，作为计算时使用的数据，
带入公式
测出重力加速度g
(1)你认为该同学以上实验步骤中有错误的有几项(写出三项即可)，应该如何操作？
________ ________________________；
________ ________________________；
________ ________________________。
(2)该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比________(填“偏大”或“偏小”)。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难？
四、计算题（每题10分，共30分）
1．有一单摆，当它的摆长增加2m时，周期变为原来的2倍。求它原来的周期是多少？
2．如图所示，一列在x轴上传播的简谐波t0时刻的图线用实线表示。经过t=0.2s，其图线用虚线表示。已知波长为2m，求：
(1)若波向左传播，则最大周期为多少？
(2)若波向右传播，则最小波速是多少？
(3)若波速为19m/s,则此波向什么方向传播？
3．如图(a)所示是一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，其中O是波源；如图(b)所示是波上某一点P的振动图像。求：此列波的波速，并说明P质点的位置；
《机械振动和机械波测试题》参考答案
一、选择题（每小题至少有一个正确答案，每小题4分，共40分）
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| BC | B | BCD | D | A | CD | C | BC | B | D |
二、填空题（每空3分，共21分）
11．f ； f'=f 12. 4.26 ； 4896 13．C ； A 14. 8
三、实验题（第（1）题3分，第（2）题6分，共9分
15．(1)B 摆长应为悬点O到大理石质心的距离；
C 摆角太大，不能看做是简谐运动，α≤5º；
D 测量周期时应该从最低点开始计时；
F 应先求出L和T所对应的g 值，再求出g的平均值
(2) 偏小 ；……………………………………………………………………（2分）
可分别求出两个摆长L1 和L2分别对应的周期T1和T2，根据质心到M点的距离不变，可得出公式
，这样就可以解决摆长无法准确测量的困难了。
…………………………………………………（4分）
四、计算题（每题10分，共30分）
16．解：
设该单摆原来的摆长为L0，振动周期为T0；则摆长增加2m后，摆长变为
L=（l0+2）m，周期变为T=2T0。由单摆周期公式，有
T0=
………………………………（3分）
2 T0=
…………………………（3分）
联立上述两式，可得
L0=
m …………………………………………………………（2分）
T0=1.64s …………………………………………………………（2分）
17． 解：
（1）由公式v=λ/T可知，当波长λ一定，周期T最大时，波速v最小，在一定时间传播的距离最短。若波向左传播，最小速度
Vmax=
=
=9m/s…………………………………………………………（1分）
最大周期Tmax=
=0.22m……………………………………………（2分）
（2）波向右传播的最小距离
Smin’=0.2m ……………………………………………………………………（1分）
最小波速Vmin’= 
=1m/s…………………………………………（2分）
(3)当v=19m/s时，波传播的距离S=Vt=19×0.2=3.8m ……………………（2分）
而S=nλ+△S
当n=1时，△S=1.8m，所以波向左传播。…………………………………（2分）
18.解：
从图（a）中可知λ＝4m………………………………………………………（2分）
由图（b）可以看出T＝0.2s…………………………………………………（2分）
∴波速
m/s……………………………………………………（3分）
∵在t=0.2s内，波向前传播了一个波长，而P质点刚好振动一个周期，故P应是波源，在（a）图中应为O点。………………………………………………………（3分）