《机械振动》单元测试带有详细答案.doc

高二物理机械振动单元测试题一、单项选择题（每小题3分，共42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 B1.0 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()AtT时，货物对车厢底板的压力最大BtT时，货物对车厢底板的压力最小CtT时，货物对车厢底板的压力最大DtT时，货物对车厢底板的压力最小9、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，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.二、双项选择题（每小题4分，共24分。全对得4分，不全得2分，错选或不选得0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：_ 姓名：_ 得分_一、单项选择题（每小题3分，共42分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 91011121314答案二、双项选择题（每小题4分，共24分。全对得4分，不全得2分，错选或不选得0分）。 题 号 15 16 17 18 19 20 答 案三、填空题（每空2分，共20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22题6分，第23题8分，共14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？ 高二物理机械振动单元测试参与答案一、单项选择题（每小题3分，共42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tOB0.5 s0.25 s。质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间tBD0.5 s0.25 s，所以，质点从O到D的时间：tODT0.25 s0.25 s0.5 s，所以T2 s。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。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；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。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。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。答案：C13、解析：从A、B点均做单摆模型运动，t1 ，t2 ，R为球面半径，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，月球密度，Vr3，所以，选项B正确。答案：B二、双项选择题（每小题4分，共24分。全对得4分，不全得2分，错选或不选得0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2分，共20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22题6分，第23题8分，共14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。所以，由T2，得l甲l乙t t16 9。答案：16 9