《机械振动》单元测试(带有详细答案)(可打印修改).pdf

高二物理高二物理机械振动机械振动单元测试题单元测试题一、单项选择题（每小题一、单项选择题（每小题 3 分，共分，共 42 分）分）1、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是()A位移减少时，加速度减少，速度也减少B位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同C物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向跟位移方向相同D物体向负方向运动时，加速度方向跟速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向跟速度方向相反2、弹簧振子以 O 点为平衡位置，在水平方向上的 A、B 两点间做简谐运动，以下说法正确的是()A振子在 A、B 两点时的速度和位移均为零B振子在通过 O 点时速度的方向将发生改变C振子所受的弹力方向总跟速度方向相反D振子离开 O 点的运动总是减速运动，靠近 O 点的运动总是加速运动3、有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩 x 后释放让它振动，第二次把弹簧压缩 2x 后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为()A1 11 1 B1 11 2C1 41 4 D1 21 24、如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距 10 cm 的 A、B 两点，历时 0.5 s。过 B 点后再经过 t0.5 s 质点以大小相等、方向相反的速度再次通过 B 点，则质点振动的周期是()A0.5 s B10 s C2.0 s D4.0 s5、如图所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为 O，把振子拉到 A 点，OA1 cm，然后释放振子，经过 0.2 s 振子第 1 次到达 O 点，如果把振子拉到 A点，OA2 cm，则释放振子后，振子第 1 次到达 O 点所需的时间为()A0.2 s B0.4 s C0.1 s D0.3 s6、如图所示为一水平弹簧振子的振动图象，由此可知()A在 t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B在 t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在 t3时刻，振子的动能量大，所受的弹力最小D在 t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大7、把一个小球套在光滑细杆上球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置 O 在 A、B 间振动，如图 34 所示，下列结论正确的是()A小球在 O 位置时，动能最大，加速度最小B小球在 A、B 位置时，动能最大，加速度最大C小球从 A 经 O 到 B 的过程中，回复力一直做正功D小球从 B 到 O 的过程中，振动的能量不断增加8、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 t0，其振动图象如图所示，则()At T 时，货物对车厢底板的压力最大14Bt T 时，货物对车厢底板的压力最小12Ct T 时，货物对车厢底板的压力最大34Dt T 时，货物对车厢底板的压力最小349、一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了()A减小对桥的压力 B使桥受力均匀 C减小对桥的冲力 D避免使桥发生共振10、如图所示装置中，已知弹簧振子的固有频率 f固2 Hz，电动机皮带轮的直径 d1是曲轴皮带轮 d2的。为使弹簧振子的振幅最大，12则电动机的转速应为()A60 r/min B120 r/min C30 r/min D240 r/min11、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小为原来的 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频率改变，振幅改变 D频率改变，振幅不变12、要使单摆的振动频率加大，可采用下列哪些做法()A使摆球的质量减小 B使单摆的摆线变长C将单摆从赤道移到北极 D将单摆从平原移到高山上13、如图所示是半径很大的光滑凹球面的一部分，有一个小球第一次自 A 点由静止开始滑下，到达最低点 O 时的速度为 v1，用时为 t1；第二次自 B 点由静止开始滑下，到达最低点 O 时的速度为 v2，用时为 t2，下列关系正确的是()At1t2，v1v2 Bt1t2，v1v2Ct1v2 Dt1t2，v1v214、我国探月的“嫦娥”工程已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为 l 的单摆做小振幅振动的周期为 T，将月球视为密度均匀、半径为 r 的球体，则月球的密度为()A.B.C.D.l3GrT23lGrT216l3GrT23l16GrT2二、双项选择题（每小题二、双项选择题（每小题 4 分，共分，共 24 分。全对得分。全对得 4 分，不全得分，不全得 2 分，错选或不选得分，错选或不选得 0 分）分）。15、一个质点做简谐运动，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是()A速度 B加速度 C速率 D动量16、一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，在 0.2 s0.3 s 这段时间内质点的运动情况是()A沿 x 负方向运动，速度不断增大 B沿 x 负方向运动，位移不断增大C沿 x 正方向运动，速度不断增大 D沿 x 正方向运动，位移不断减小17、如图所示为一个质点做简谐运动的图线，在 t1、t2时刻这个质点的()A加速度相同 B位移相同C速度相同 D机械能相同18、关于简谐运动的频率，下列说法正确的是()A频率越高，振动质点运动的速度越大B频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多C频率是 50 Hz 时，1 s 内振动物体速度方向改变 100 次D弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关19、如图所示，A、B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置 A 为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中()A位于 B 处的动能最大 B位于 A 处时势能最大C在位置 A 的势能大于在位置 B 的动能D在位置 B 的机械能大于在位置 A 的机械能 20、如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A 是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是()A其他各摆的振动周期与 A 摆的相同B其他各摆的振幅都相等C其他各摆的振幅不同，E 摆的振幅最大D其他各摆的振动周期不同，D 摆周期最大 班别：班别：_ 姓名：姓名：_ 得分得分_一、单项选择题（每小题一、单项选择题（每小题 3 分，共分，共 42 分）分）题号题号 1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314答案答案二、双项选择题（每小题二、双项选择题（每小题 4 分，共分，共 24 分。全对得分。全对得 4 分，不全得分，不全得 2 分，错选或不选得分，错选或不选得 0 分）分）。题题 号号 15 16 17 18 19 20 答答 案案三、填空题（每空三、填空题（每空 2 分，共分，共 20 分）分）21、在用单摆测重力加速度实验中，操作时，必须注意下面的问题。请在横线上填上题设中的关键问题。A摆球要选用密度较_而直径较_的小球。摆线要选取较_且线径较_和不易伸长的线。B在固定摆线上端时应用铁夹夹紧，不要缠绕，悬点要固定不变，以免在摆动过程中_发生变化。C摆长是从_到_的距离，测量时要尽量准确。D实验时必须控制摆角的大小，并且要让单摆在_内摆动。E测量单摆周期时，等单摆自由振动几次稳定之后，从摆球经过_位置开始计时，因为这时摆球的速度_，容易观察，可以减小误差。四、计算题（第四、计算题（第 22 题题 6 分，第分，第 23 题题 8 分，共分，共 14 分）分）22、一质点在平衡位置 O 附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经 0.13 s质点第一次通过 M 点，再经 0.1 s 第二次通过 M 点，则质点振动周期的可能值为多大？23、甲、乙两只相同的摆钟同时计时，当甲钟指示 45 min 时，乙钟已指示 1 h，则甲、乙两钟的摆长之比为多少？高二物理高二物理机械振动机械振动单元测试参与答案单元测试参与答案一、单项选择题（每小题一、单项选择题（每小题 3 分，共分，共 42 分）分）1、解析：位移减少时，加速度减小，速度增大，A 项错误；位移方向总是跟加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反，B、D 项错误，C 项正确。答案：C2、解析：振子在 A、B 两点时的速度为零，但位移为最大，故 A 错；振子经过 O 点时速度方向不变，故 B 错；弹力的方向有时也与速度方向相同，故 C 错。答案：D3、解析：弹簧的压缩量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为 1 2。而对同一振动系统，其周期与振幅无关，则周期之比为 1 1。答案：B4、解析：根据题意，由振动的对称性可知：AB 的中点(设为 O)为平衡位置，A、B 两点对称分布于 O 点两侧。质点从平衡位置 O 向右运动到 B 的时间应为 tOB 0.5 s0.25 12s。质点从 B 向右到达右方极端位置(设为 D)的时间 tBD 0.5 s0.25 s，所以，质点从12O 到 D 的时间：tOD T0.25 s0.25 s0.5 s，所以 T2 s。14答案：C5、解析：简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两种情况下振子第 1 次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的，它们相等。14答案：A6、解析：从图象的横坐标和纵坐标可以知道此图是机械振动图象，将它与机械波的图象区分开。它所描述的是一个质点在不同时刻的位置，t2和 t4是在平衡位置处，t1和 t3是在最大振幅处，头脑中应出现一张弹簧振子振动的实物图象。根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹力为零；在最大位置处，速度为零，加速度最大，即弹力为最大，所以 B 项正确。答案：B7、解析：小球在平衡位置 O 时，弹簧处于原长，弹性势能为零，动能最大，位移为零，加速度为零，A 项正确；在最大位移处 A、B，动能为零，加速度最大，B 项错误；由AO 回复力做正功，由 OB，回复力做负功，C 项错误；由 BO 动能减少，弹性势能增加，总能量不变，D 项错误。答案：A8、解析：要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在 T 时，货物向上的加速度最大，C 选项正确；34货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在 T 时，货物向下的加速度最大，所以选项 A、B、D 错误。14答案：C9、解析：部队过桥时，战士整齐的步伐会给桥一个周期性的驱动力，使桥做受迫振动。当该驱动力的周期(或频率)与桥的固有周期(或频率)一致时，会使桥面振幅越来越大，形成共振，对桥造成危害，因此部队过桥时应便步走。答案：D10、解析：若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为 f2 Hz，即 2 r/s，由于，1r12r2，故 1/22/1，所以电动机转速为 4 r/s，即 240 r/min。d1d2r1r212答案：D11、解析：单摆的周期与单摆的质量、振幅无关，即改变质量和振幅，周期不变；到达平衡位置时速度减小，说明单摆摆角减小，即振幅减小，故 B 项正确。答案：B12、解析：由 f 知，要使 f 加大，则 g 加大或 l 减小，可知只有 C 正确。1T12gl答案：C13、解析：从 A、B 点均做单摆模型运动，t1 ，t2 ，R 为球面半TA42RgTA42Rg径，故 t1t2；A 点离开平衡位置远些，高度差大，故从 A 点滚下到达平衡位置 O 时速度大，即 v1v2。答案：A14、解析：根据单摆周期公式 T2，在月球上重力等于万有引力，mg，月lgGMmr2球密度，V r3，所以，选项 B 正确。MV433lGrT2答案：B二、双项选择题（每小题二、双项选择题（每小题 4 分，共分，共 24 分。全对得分。全对得 4 分，不全得分，不全得 2 分，错选或不分，错选或不选得选得 0 分）分）。15、解析：每次经过同一点 x 相同，弹力相同，但 v、p 只是大小一定相同。答案：B、C16、解析：在 0.2 s0.3 s 这段时间内，质点沿 x 轴正向运动，位移不断减小，速度不断增大，故 C、D 正确。答案：C、D17、解析：位移不一样，弹力不一样，但速度相同，机械能是守恒的。答案：C、D18、解析：简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系，描写物体运动的快慢用速度，而速度是变化的，假如说物体振动过程中最大速度越大，也不能说明它的频率越大。振动的越快和运动的越快意义是不同的，故 A 错误；简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次，频率越高，单位时间内所包含的周期个数越多，速度方向变化的次数就越多，故 B、C 正确；弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置的速度没有关系，它由振动系统的固有量：质量 m 和弹簧的劲度系数 k 决定，故 D 错误。答案：B、C19、解析：单摆摆动过程中，机械能守恒，在最高点重力势能最大，最低位置时动能最大，故 B 正确，A 错误；在 B 点 EBEkBEpBEpA，故 C 正确，D 错误。答案：B、C20、解析：受迫振动的周期都应等于驱动力的周期(A 摆的周期)。A、E 两摆为双线摆，其等效摆长相等，LALE，A 摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由于E 摆的固有周期与驱动力 A 摆的周期相同，所以 E 摆的振幅最大，B、C、D 三个摆的固有周期偏离驱动力 A 摆的周期各不相同，所以它们振动的振幅各不相同。答案：A、C三、填空题（每空三、填空题（每空 2 分，共分，共 20 分）分）21、解析：A 项操作的目的是尽量使摆球时运动接近理想中的单摆；B 项操作的目的是尽量保证摆长在振动中保持不变；C 项强调测量摆长时不要将摆球的半径漏掉；D 项操作的目的是防止摆球做圆锥摆运动，要求释放摆球时既不得使摆球旋转，又不能给它以水平方向的初速度；E 项操作的目的是保证测单摆振动周期时既方便观察、方便记录全振动次数，又能减小计时误差。答案：A.大小长细B摆长C摆线悬点摆球球心D竖直平面(防止摆球做圆锥运动)E平衡最大四、计算题（第四、计算题（第 22 题题 6 分，第分，第 23 题题 8 分，共分，共 14 分）分）22、解析：质点振动周期共存在两种可能性。设质点在 AA范围内运动。(1)如图甲所示，由 OMA 历时 0.13 s0.05 s0.18 s，则周期 T140.18 s0.72 s。(2)如图乙所示，由 OAM 历时 t10.13 s，由 MAM 历时 t20.1 s，设由OM 或由 MO 需时为 t，则 0.13t2t0.1，故 t0.01 s，所以周期Tt1t2t0.24 s。答案：0.72 s 或 0.24 s23、解析：设甲、乙两钟经过的时间为 t，周期分别为 T甲、T乙，标准钟的周期为TS。则两钟在 t 时间内完成全振动的次数为N甲t/T甲，N乙t/T乙。两钟显示的时间为：t甲TS，t乙TS。tT甲tT乙所以，由 T2，得t甲t乙T乙T甲lgl甲l乙t t16 9。2 乙2 甲答案：16 9