机械振动测试卷(含答案)

高二物理3-4机械振动一．选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入后面表格中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）1.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中，逐渐增大的物理量是（）A、振子所受的回复力B、振子的位移C、振子的速度D、振子的加速度2．图1表示一个弹簧振子作受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系，由此可知（）A．振子振动频率为f2时，它处于共振状态B．驱动力的频率为f3时，振子振动的频率为f2C．假如撤去驱动力让振子作自由振动，它的频率是f3D．振子作自由振动时，频率可以是f1、f2、f33．当摆角很小时（100），单摆的振动是简谐运动，此时单摆振动的回复力是（）A．摆球重力与摆线拉力的合力B．摆线拉力沿圆弧切线方向的分力C．摆球重力、摆线拉力及摆球所受向心力的合力D．摆球重力沿圆弧切线方向的分力4．如图2所示，是一个单摆（θ5o），其周期为T，则下列正确的说法是（）A．把摆球的质量增加一倍，其周期变小B．把摆角变小时，则周期也变小C．此摆由O→B运动的时间为T/4D．摆球B→O时，动能向势能转化5．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1s，质点通过B点后再经过1s又第2次通过B点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振幅分别为（）A．3s，6cmB．4s，6cmC．4s，9cmD．2s，8cm6．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（）A．速度一定大小相等，方向相反B．加速度一定大小相等，方向相反C．位移一定大小相等，方向相反D．以上三项都不一定大小相等，方向相反7．水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是（）A．振动系统的最大弹性势能为21mv2B．当振子的速率减为2v时，此振动系统的弹性势能为42mvC．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功可能不为零D．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为21mv28．如图3表示质点做简谐运动的图象，则以下说法中正确的是（）A．t1、t2时刻的速度相同B.从t1到t2这段时间内，速度和加速度方向是相同的C.从t2到t3这段时间内，速度变大，加速度变小D.t1、t3时刻的速度大小是相同的。9．如图4所示，两个单摆A和B的摆长AL＞BL，将它们都拉离竖直方向一个很小的角度然后释放，那么这两个摆球到达最低点时的速度的大小和经历时间t应满足A．A＞B，At＞BtB．A＞B，At＜BtC．A＜B，At＜BtD．A＜B，At＞Bt10．如图5所示，在质量为M的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m（mM）的A、B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（）A．MgB．gmM)(C．gmM)(D．gmM)2(二．填空题（本题共3小题，每空3分，满分18分）f2f1图1f/HZA/cmf3图2BCO图3x/cmt/st2t1t3图4图511．一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8cm，频率为0.5Hz，在t＝0时，位移是4cm，且向x轴负方向运动，则用正弦函数表示的振动方程为．12．一水平弹簧振子的小球的质量5mkg，弹簧的劲度系数为50N/m，振子的振动图象如图6所示，在25.1ts时，小球的加速度大小为_______________，方向________；在75.2ts时小球的加速度大小为____________，速度的方向为____________。13．某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期，并以L为横坐标，2T为纵坐标，做出了LT2图线，如图7所示，由此图线可知重力加速度为。三．科学探究与实验（本题共2小题，满分8分）14.在“用单摆测定重力加速度”的实验中⑴除用铁夹、铁架台、带中心孔的金属小球和细线这些器材外，还需要用到的测量仪器有：___________________________。⑵本实验中，如下哪些措施是必要的_______________A．测周期时，单摆的摆角应大于10ºB．测周期时，应取摆球通过最低点处来测量摆球全振动30—50次的时间C．装置单摆时，摆线应尽可能长些，摆球应尽可能小些而质量大些，且用夹板夹紧摆线D．测摆长时，应将单摆悬挂起来，用刻度尺和游标卡尺测出摆球球心到悬点的距离E．测摆长时，为了测量方便，应将单摆放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O的长度作为摆长，然后将单摆从O点吊起。⑶如果在实验中误将摆线长度当成了摆长，那么所测重力加速度将________(“偏大”、“偏小”)。如果在实验中，误将振动31次的时间计成了32次的时间，那么所测重力加速度将________(“偏大”、“偏小”)。四、计算题（共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15．（8分）如图9所示是一个单摆的振动图象，根据图象所给的数据，试求：（1）振幅；（2）周期；（3）单摆的摆长；（4）A、B、C三点所表示的对应位置中，在哪个位置上摆球的速度最大，在哪个位置上回复力产生的加速度最大？它们的方向如何？（g=9.8m/s2）16．（10分）如图所示，一个半径R很大的光滑弧形小槽,在槽的最低点的正上方高h处放置一个小球A,当A自由落下时,另一个小球B正从槽边由静止释放,为使A球在达到小槽O点之前能够与B球相碰,高度h应满足什么条件?17.（10分）已知摆钟的机械结构相同，摆钟摆锤的运动可近似看成简谐运动，如果摆长为L1的摆钟在一段时间里快了nmin，另一摆长为L2的摆钟在同样的一段时间里慢了nmin，则准确钟的摆长L为多少?图6图7图9x/cmt/sO12348-8A·C·B·ABOh参考答案1.C2.A3.D4.C5.B6.BC7.A8.CD9.A10.A11.12．解析：对于水平的弹簧振子提供回复力的是弹簧的弹力，所以加速度mkxa。由图象可知，T2s，故2.75s时与0.75s的振动情况相同。当25.1ts时，6.0xm,所以加速度2m/s6mkxa，方向沿x由正方向。由图象可知，2.75s时与0.75s时的位移都是零，故该时刻加速度为零，其速度方向沿x由负方向。13．答案：2/86.9smg解析由单摆周期公式gLT2可得LgT224，所以LT2图线是过坐标原点的一条直线，直线斜率是gTk224。因此，kg24，由图象求得直线斜率为k=4.00，即222/86.900.44)14.3(4smkg。14．（1）刻度尺、游标卡尺、秒表（2）BCD（3）偏小偏大15．解析：（1）振幅A=8cm（1分）（2）周期T=2s（1分）（3）由glT2可得，摆长ml1（4分）（4）A、B、C三点中：A点对应的位置速度最大，方向为正方向；C点对应的位置加速度最大，方向为负方向。（2分）16.答案:Rnh22)12(817.解:设L1L2摆的周期分别为T1T2,准确钟的摆长为L,周期为T,则有nTTtT11…………(1)nTTtT22……………..(2)又因为有:gLTgLTgLT221122,2…………(3)(4)(5)解方程(!)–(5)得:21212124LLLLLLL