高中物理 第1單元機械振動測試題

1、第六模塊 第12章 第1單元一、選擇題圖171如圖17是內(nèi)燃機排氣門工作簡圖，凸輪運轉(zhuǎn)帶動搖臂，搖臂將氣門壓下，氣缸內(nèi)廢氣排出，之后，氣門在彈簧的彈力作用下復位，凸輪、搖臂、彈簧協(xié)調(diào)動作，內(nèi)燃機得以正常工作所有型號內(nèi)燃機氣門彈簧用法都有一個共同的特點，就是不用一只而用兩只，并且兩個彈簧勁度系數(shù)不同，相差還很懸殊關于為什么要用兩只勁度系數(shù)不同的彈簧，以下說法正確的是()A一只彈簧力量太小，不足以使氣門復位B一只彈簧損壞之后另一只可以繼續(xù)工作，提高了機器的可靠性C兩個彈簧一起使用，可以避免共振D兩個彈簧一起使用，增加彈性勢能，能夠使得機器更節(jié)能解析：外部搖臂帶動內(nèi)部一系列裝置工作時，會對氣缸產(chǎn)生作

2、用為防止出現(xiàn)共振現(xiàn)象，用兩根勁度系數(shù)不同的彈簧一起工作，使外部振動頻率很難與氣缸本身的固有頻率一致，可以避免共振發(fā)生，故選C.答案：C2(2009年上海卷)做簡諧振動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的1/2，則單擺振動的()A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變，振幅改變 D頻率改變，振幅不變解析：由單擺周期公式T2 知周期只與l、g有關，與m和v無關，周期不變頻率不變又因為沒改變質(zhì)量前，設單擺最低點與最高點高度差為h，最低點速度為v，mghmv2質(zhì)量改變后：4mgh·4 m·2，可知hh，振幅改變，故選C.答案：C3(2

3、009年寧夏卷)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f.若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是_(填入選項前的字母，有填錯的不得分)A當f<f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B當f>f0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0D該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f解析：受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，D正確；驅(qū)動力頻率越接近固有頻率，受迫振動的振幅越大，B正確故選BD.答案：BD圖184如圖18所示，一塊涂有碳黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運動，一個裝

4、有水平振針的振動頻率為5 Hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出如圖18示的曲線，量得OA1 cm，OB4 cm，OC9 cm.求外力F的大小(g10 m/s2)解析：T0.2 s，玻璃板在連續(xù)時間內(nèi)位移依次為1 cm、3 cm、5 cm.由xa2得a2 m/s2由Fmgma，得F24 N.答案：24 N圖195某同學設計了一個測物體質(zhì)量的裝置，如圖19所示，其中P是光滑水平面，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，A是質(zhì)量為M的帶夾子的標準質(zhì)量金屬塊，Q是待測物體已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為T，其中，m是振子的質(zhì)量，k是與彈簧的勁度系數(shù)有關的常數(shù)，當只有A物體振動時，測得其振動周期為T1，將待測物體Q

5、固定在A上后振動周期為T2，則待測物體的質(zhì)量為多少？這種裝置比天平優(yōu)越之處是什么？解析：只有A物體振動時T1，將物體Q固定在A上振動時，T2，解得mM(1)這種裝置比天平優(yōu)越之處在于它可在完全失重時或太空中測物體質(zhì)量答案：M(1)優(yōu)越之處在于它可在完全失重時或太空中測物體質(zhì)量圖206公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動，周期為T.取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，即t0，其振動圖象如圖20所示，則 ()AtT時，貨物對車廂底板的壓力最大BtT時，貨物對車廂底板的壓力最小CtT時，貨物對車廂底板的壓力最大DtT時

6、，貨物對車廂底板的壓力最小解析：物體對車廂底板的壓力與物體受到的支持力大小相等當物體的加速度向上時，支持力大于重力；當物體的加速度向下時，支持力小于重力tT時，貨物向下的加速度最大，貨物對車廂底板的壓力最小tT時，貨物的加速度為零，貨物對車廂底板的壓力等于重力大小tT時，貨物向上的加速度最大，則貨物對車廂底板的壓力最大答案：C二、計算題圖217如圖21所示，質(zhì)量為m的小球放在勁度系數(shù)為k的輕彈簧上，使小球上下振動而又始終未脫離彈簧(1)最大振幅A是多大？(2)在這個振幅下彈簧對小球的最大彈力Fm是多大？解析：(1)因小球上下振動時始終未脫離彈簧，當振幅最大時，應是小球上升到最高點，彈簧對它恰無

7、彈力，重力完全充當回復力的時候，在此位置應有：mgkA，解得：A.(2)根據(jù)小球運動的對稱性，小球在最低點時的回復力大小也為mg，而此時的回復力是彈簧彈力減去重力充當?shù)模蛑亓愣?，所以此時彈力最大，即Fmmgmg，得Fm2mg.答案：(1)(2)2mg圖228如圖22，為一單擺的共振曲線，根據(jù)圖象解答：(1)該單擺的擺長約為多少？(2)共振時單擺的振幅多大？解析：(1)從共振曲線可知，單擺的固有頻率f0.5 Hz，因為f，所以l，代入數(shù)據(jù)解得l1 m.(2)從共振曲線可知：單擺發(fā)生共振時，振幅A8 cm.答案：(1)1 m(2)8 cm9如圖23所示，甲是一個單擺振動的情形，O是它的平衡位置

8、，B、C是擺球所能到達的最遠位置設擺球向右方向運動為正方向圖乙是這個單擺的振動圖象根據(jù)圖象回答：圖23(1)單擺振動的頻率是多大？(2)開始時刻擺球在何位置？(3)若當?shù)氐闹亓铀俣葹?.86 m/s2，試求這個擺的擺長是多少？解析：(1)由單擺振動圖象，T0.8 s故f1.25 Hz(2)開始時刻小球在負方向最大位移處故開始時刻擺球在B點(3)根據(jù)公式T2L0.16 m.答案：(1)1.25 Hz(2)B點(3)0.16 m10簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖24(1)所示，在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆P，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆P在紙帶上畫出的就是小球

9、的振動圖象取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向，紙帶運動的距離代表時間，得到的振動圖線如圖24(2)所示圖24(1)為什么必須勻速拖動紙帶？(2)剛開始計時時，振子處在什么位置？t17 s時振子相對平衡位置的位移是多少？(3)若紙帶運動的速度為2 cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是多少？(4)振子在_s末負方向速度最大；在_s末正方向加速度最大；2.5 s時振子正在向_方向運動(5)寫出振子的振動方程解析：(1)紙帶勻速運動時，由svt知，位移與時間成正比，因此在勻速條件下，可以用紙帶通過的位移表示時間(2)由圖(2)可知t0時，振子在平衡位置左側(cè)最大位移處；周期T4 s，

10、t17 s時位移為零(3)由svt，所以1、3間距s2 cm/s×2 s4 cm.(4)3 s末負方向速度最大；加速度方向總是指向平衡位置，所以t0或t4 s時正方向加速度最大；t2.5 s時，向x方向運動(5)x10sin(t) cm答案：(1)在勻速條件下，可以用紙帶通過的位移表示時間(2)左側(cè)最大位移零(3)4 cm(4)30或4x(5)x10sin(t) cm11兩個等長的單擺，一個放在地面上，另一個放在高空，當?shù)谝粋€擺振動n次的同時，第二個擺振動了(n1)次如果地球半徑為R，求第二個擺離地面的高度解析：設第二個擺離地面的高度為h，則距地心為(Rh)，此處的重力加速度為g，地球表面的重力加速度為g，由萬有引力定律：Gmg，Gmg，得，由單擺周期公式：T2，T2所以.解得：h.答案：12如圖25所示，光滑圓弧形軌道半徑R10 m，一小球A自最低點O開始在槽內(nèi)做往復運動，當A開始運動時，離O點的水平距離s5 m處的平臺上方邊緣O處有另一小球B以v0的初速度水平拋出要讓B在O點處擊中A球，則B球的初速度v0以及O與O點間的高度差h應滿足什么條件