高中物理選修34　第十一章《機(jī)械振動(dòng)》單元檢測(cè)題（解析版）

1、.?機(jī)械振動(dòng)?單元檢測(cè)題一、單項(xiàng)選擇題 1.對(duì)于做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，以下說法中正確的選項(xiàng)是A 在位移為正的區(qū)間，速度和加速度都一定為負(fù)B 當(dāng)位移逐漸增大時(shí)，回復(fù)力逐漸增大，振動(dòng)的能量也逐漸增大C 擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)，速度最大，勢(shì)能最小，擺線所受拉力最大D 擺球在最大位移處時(shí)，速度為零，處于平衡狀態(tài)2.如圖甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著一個(gè)彈簧和小球，共同組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)圓盤靜止時(shí)，小球可穩(wěn)定振動(dòng)現(xiàn)使圓盤以4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，其共振曲線振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系如圖乙所示，那么甲乙

2、A 此振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率約為3 HzB 此振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率約為0.25 HzC 假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率不變D 假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，共振曲線的峰值將向右挪動(dòng)3.如下圖，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與程度面相切于M點(diǎn)，與豎直墻相切于A點(diǎn)，豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和程度面的夾角為60°，C是圓環(huán)軌道的最高點(diǎn)，D是圓環(huán)上與M靠得很近的一點(diǎn)DM遠(yuǎn)小于在同一時(shí)刻：a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止開場(chǎng)沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)，d球從D點(diǎn)靜止出發(fā)沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)那么以下關(guān)于四個(gè)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系，正確的選項(xiàng)是AtbtctatdBtdtb

3、tctaCtbtctatdDtdtbtcta4.如下圖，兩段光滑圓弧軌道半徑分別為R1和R2，圓心分別為O1和O2，所對(duì)應(yīng)的圓心角均小于5°，在最低點(diǎn)O平滑連接M點(diǎn)和N點(diǎn)分別位于O點(diǎn)左右兩側(cè)，間隔 MO小于NO.現(xiàn)分別將位于M點(diǎn)和N點(diǎn)的兩個(gè)小球A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放關(guān)于兩小球第一次相遇點(diǎn)的位置，以下判斷正確的選項(xiàng)是A 恰好在O點(diǎn)B 一定在O點(diǎn)的左側(cè)C 一定在O點(diǎn)的右側(cè)D 條件缺乏，無法確定5.有一個(gè)彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時(shí)t0具有正的最大位移，那么它的振動(dòng)方程是Ax8×103sinmBx8×103sinmCx8×1

4、01sinmDx8×101sinm6.以下運(yùn)動(dòng)中不屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的有A 人體心臟的跳動(dòng)B 地球繞太陽公轉(zhuǎn)C 小提琴琴弦的顫抖D 電視信號(hào)的發(fā)送7.如下圖，一個(gè)內(nèi)壁光滑的半球形容器程度固定放置，一小球自容器的球心O點(diǎn)自由下落，經(jīng)時(shí)間t1到達(dá)容器的底部B點(diǎn)，小球自A點(diǎn)由靜止開場(chǎng)滑到B點(diǎn)，時(shí)間為t2，如改為由離B點(diǎn)很近的C點(diǎn)自由滑下，那么滑到B點(diǎn)歷時(shí)t3，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是At2t1 Bt2t1 Ct3t1 Dt3t18.如下圖為某個(gè)彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，由圖象可知A 在0.1 s時(shí)，由于位移為零，所以振動(dòng)能量為零B 在0.2 s時(shí)，振子具有最大勢(shì)能C 在0.35 s時(shí)，振子具有的

5、能量尚未到達(dá)最大值D 在0.4 s時(shí)，振子的動(dòng)能最大9.如下圖是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系，以下說法正確的選項(xiàng)是g10 m/s2，210A 擺長約為10 cmB 擺長約為10 mC 假設(shè)增大擺長，共振曲線的“峰將向右挪動(dòng)D 假設(shè)增大擺長，共振曲線的“峰將向左挪動(dòng)10.一彈簧振子由平衡位置開場(chǎng)做簡諧運(yùn)動(dòng)，并把此時(shí)作為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，其周期為T.那么振子在t1時(shí)刻t1與t1時(shí)刻相比較，一樣的物理量是A 振子的速度B 振子的加速度C 振子的回復(fù)力D 振子的動(dòng)能11.惠更斯利用擺的等時(shí)性原理制成了第一座擺鐘如下圖為擺的構(gòu)造示意圖，圓盤固定在擺桿上，螺母可以沿?cái)[桿上下挪動(dòng)在

6、甲地走的準(zhǔn)確的擺鐘移到乙地未做其他調(diào)整時(shí)擺動(dòng)加快了，以下說法正確的選項(xiàng)是A 甲地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下挪動(dòng)B 甲地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上挪動(dòng)C 乙地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下挪動(dòng)D 乙地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上挪動(dòng)12.假設(shè)單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減為原來的，那么單擺的振動(dòng)跟原來相比A 頻率不變，機(jī)械能不變B 頻率不變，機(jī)械能改變C 頻率改變，機(jī)械能改變D 頻率改變，機(jī)械能不變二、多項(xiàng)選擇題 13. 豎直懸掛的彈簧振子由最低點(diǎn)B開場(chǎng)作簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，C為最高點(diǎn)，規(guī)

7、定豎直向上為正方向，振動(dòng)圖象如下圖那么以下說法中正確的選項(xiàng)是A 彈簧振子的振動(dòng)周期為2.0 sBt0.5 s時(shí)，振子的合力為零Ct1.5 s時(shí)，振子的速度最大，且豎直向下Dt2.0 s時(shí)，振子的加速度最大，且豎直向下14. 一個(gè)由絕緣輕繩和帶電小球組成的單擺豎直懸掛，無外電場(chǎng)時(shí)，單擺擺線與豎直方向的夾角隨時(shí)間t的變化圖象如圖，現(xiàn)施加一程度方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，以下圖象中不可能是該單擺的t圖象是A B C D 15 單擺原來的周期為T，以下哪種情況會(huì)使單擺周期發(fā)生變化A 擺長減為原來的B 擺球的質(zhì)量減為原來的C 振幅減為原來的D 重力加速度減為原來的16.對(duì)“用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確

8、的選項(xiàng)是A 假如有兩個(gè)大小相等且都帶孔的鐵球和木球，應(yīng)選用鐵球作擺球B 單擺偏角不超過5°C 為便于改變擺長，可將擺線的一頭繞在鐵架臺(tái)上的圓桿上以代替鐵夾D 測(cè)量擺長時(shí)，應(yīng)用力拉緊擺線17.如圖甲所示，小球在內(nèi)壁光滑的固定圓弧形軌道最低點(diǎn)附近做小角度振動(dòng)，t0時(shí)，小球位于最低點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，以下說法中正確的選項(xiàng)是At1時(shí)刻小球的速度為零Bt2時(shí)刻小球的位移為零Ct3時(shí)刻小球的速度最大Dt4時(shí)刻小球的向心加速度為零三、實(shí)驗(yàn)題 18.下表是“用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：1利用上述數(shù)據(jù)，在圖中描出lT2的圖象2利用圖象，取T25.2 s2時(shí)，l_m，重力加速度g_m

9、/s2.19.用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中：1除了細(xì)線、擺球、鐵架臺(tái)、鐵夾、米尺之外，必需的儀器還有_；2為了減小實(shí)驗(yàn)誤差：當(dāng)擺球的直徑約為2 cm時(shí)，比較適宜的擺長應(yīng)選_A80 cm B30 cmC10 cm3實(shí)驗(yàn)中，利用g，求得g，其擺長L和周期T的誤差都會(huì)使最后結(jié)果產(chǎn)生誤差，兩者相比，_的誤差影響較大；4在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺振動(dòng)50次全振動(dòng)的時(shí)間如下圖，那么單擺的周期T_s.四、計(jì)算題 20.如下圖，質(zhì)量為M、傾角為的斜面體斜面光滑且足夠長放在粗糙的程度地面上，底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)足夠大，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧使其長

10、為L時(shí)將物塊由靜止開場(chǎng)釋放，物塊將在某一平衡位置兩側(cè)做簡諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g.1求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的伸長量；2根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，求物塊m在運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的加速度大??；3假設(shè)在斜面體的正下方安裝一個(gè)壓力傳感器，求在物塊m運(yùn)動(dòng)的全過程中，此壓力傳感器的最大示數(shù)21.如下圖是兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象1甲、乙兩個(gè)擺的擺長之比是多少？2以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從t0起，乙第一次到達(dá)右方最大位移處時(shí)，甲振動(dòng)到了什么位置？向什么方向運(yùn)動(dòng)？22.由密度為的金屬小球組成的單擺，在空氣中振動(dòng)周期為T0，假設(shè)把小球完全浸入水中成為水下單擺，那么振動(dòng)周期變

11、為多大？不計(jì)空氣和水的阻力答案解析1.【答案】C【解析】回復(fù)力Fkx，加速度a，假設(shè)位移為正，加速度為負(fù)，但經(jīng)過同一點(diǎn)速度有兩個(gè)可能的方向，不一定為負(fù)，故A錯(cuò)誤；回復(fù)力Fkx，當(dāng)位移逐漸增大時(shí)，回復(fù)力逐漸增大，機(jī)械能守恒，不是增加；故B錯(cuò)誤；擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)，動(dòng)能最大，故速度最大，重力勢(shì)能最小，擺線所受拉力最大，故C正確；擺球在最大位移處時(shí)，速度為零，受重力和拉力，二個(gè)力不共線，故不是平衡力，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選C.2.【答案】A【解析】由振子的共振曲線可得，此振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率約為3 Hz，故A正確，B錯(cuò)誤；振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)頻率是由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定的，所以假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期增大，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率

12、減小，故C錯(cuò)誤；共振曲線的峰值表示振子的固有頻率，它是由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定的，與驅(qū)動(dòng)力的頻率無關(guān)，故D錯(cuò)誤3.【答案】C【解析】對(duì)于AM段，位移x1R，加速度a1g，根據(jù)x1a1t得，t12.對(duì)于BM段，位移x22R，加速度a2gsin 60°g，根據(jù)x2a2t得，t2.對(duì)于CM段，位移x32R，加速度a3g，由x3gt得，t32.對(duì)于D小球，做類單擺運(yùn)動(dòng)，t4.故C正確4.【答案】C【解析】據(jù)題意，兩段光滑圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角均小于5°，把兩球在圓弧上的運(yùn)動(dòng)看做等效單擺，等效擺長等于圓弧的半徑，那么M、N兩球的運(yùn)動(dòng)周期分別為：TM2，TN2，兩球第一次到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間分別

13、為：tMTM，tNTN，由于R1R2，那么tMtN，故兩小球第一次相遇點(diǎn)的位置一定在O點(diǎn)的右側(cè)5.【答案】A【解析】4 rad/s，當(dāng)t0時(shí)，具有正的最大位移，那么xA，所以初相，表達(dá)式為x8×103sinm，A正確6.【答案】D【解析】人體心臟的跳動(dòng)，心臟位置不斷改變，是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；地球繞太陽運(yùn)動(dòng)，相對(duì)太陽的位置不斷改變，是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；小提琴琴弦的顫抖，是機(jī)械振動(dòng)，屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；電視信號(hào)的發(fā)送，是電磁波的傳播，電磁波是場(chǎng)物質(zhì)，不是宏觀物體，故不是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，故D正確7.【答案】B【解析】從O點(diǎn)自由下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)Rgt2得，t1，從A點(diǎn)下滑，做變速圓

14、周運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中加速度小于g，但是路程大于R，可知時(shí)間t2一定大于t1，故A錯(cuò)誤，B正確小球從C點(diǎn)自由滑下，做單擺的運(yùn)動(dòng)，可知t3T，可知t1t3，故C、D錯(cuò)誤8.【答案】B【解析】彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)能量不變，振幅不變，選項(xiàng)A錯(cuò)；在0.2 s時(shí)位移最大，振子具有最大勢(shì)能，選項(xiàng)B對(duì)；彈簧振子的振動(dòng)能量不變，在0.35 s時(shí)振子具有的能量與其他時(shí)刻一樣，選項(xiàng)C錯(cuò)；在0.4 s時(shí)振子的位移最大，動(dòng)能為零，選項(xiàng)D錯(cuò)9.【答案】D【解析】由共振曲線可知：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率f0.5 Hz時(shí)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，那么單擺的固有頻率f0.5 Hz.由單擺的頻率公式f得：Lm1 m故A、B錯(cuò)誤；由單擺的頻率公

15、式f得知，當(dāng)擺長增大時(shí)，單擺的固有頻率減小，產(chǎn)生共振的驅(qū)動(dòng)力頻率也減小，共振曲線的“峰向左挪動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確10.【答案】D【解析】根據(jù)周期性和對(duì)稱性可知，兩時(shí)刻的時(shí)間間隔為，那么可知兩點(diǎn)的位移大小相等，方向相反，速度大小相等，方向相反，此時(shí)加速度大小相等，方向相反，只有動(dòng)能相等11.【答案】C【解析】由甲到乙地?cái)[動(dòng)加快那么說明周期變小，因T2，那么重力加速度變大，要使周期不變小，那么應(yīng)增加擺長，即將螺母適當(dāng)向下挪動(dòng)那么C正確12.【答案】A【解析】單擺擺動(dòng)的周期公式為T2，故周期與振幅、小球的質(zhì)量均無關(guān)，擺長不變，故周期和頻率均不變；最低點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，動(dòng)能Ekmv2，質(zhì)量增加為4倍，

16、速度減小為倍，故動(dòng)能不變，勢(shì)能也不變，故機(jī)械能也不變13.【答案】ABC【解析】周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，由圖知，該振子的周期是2.0 s，故A正確；由圖可知，t0.5 s時(shí)，振子位于平衡位置處，所以受到的合力為零，故B正確；由圖可知，t1.5 s時(shí)，振子位于平衡位置處，對(duì)應(yīng)的速度最大此時(shí)刻振子的位移方向從上向下，即振子的速度方向豎直向下，故C正確；由圖可知，彈簧振子在t2.0 s時(shí)位于負(fù)的最大位移處，所以回復(fù)力最大，方向向上，那么振子的加速度最大，且豎直向上，故D錯(cuò)誤14.【答案】BD【解析】在重力場(chǎng)中，單擺的周期公式為：T2，其中的l是單擺的擺長；當(dāng)施加一程度方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，由幾何

17、關(guān)系可知，程度方向的電場(chǎng)力和豎直方向的重力互相垂直，所以合力：F合此時(shí)單擺的周期公式為：T2可知在復(fù)合場(chǎng)中單擺的周期小于只有重力作用時(shí)單擺的周期，因此t0時(shí)間內(nèi)完成的單擺的次數(shù)增加，所以圖象中不可能是該單擺的t圖象有B、D.假設(shè)所加電場(chǎng)電場(chǎng)力的方向和單擺擺線與豎直方向的夾角的正方向一樣，那么選項(xiàng)A正確；假設(shè)電場(chǎng)力的方向和單擺擺線與豎直方向的夾角的正方向相反，那么選項(xiàng)C正確此題選擇圖象中不可能是該單擺的t圖象，所以選BD.15.【答案】AD【解析】由單擺周期公式可知周期僅與擺長、重力加速度有關(guān)16.【答案】AB【解析】擺球選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的小球，假如有兩個(gè)大小相等且都帶孔的鐵球和木球，

18、應(yīng)選用鐵球作擺球，故A正確；當(dāng)擺角小于5°時(shí)，單擺的運(yùn)動(dòng)可以看成是簡諧運(yùn)動(dòng)，所以單擺的擺角不超過5°，故B正確；不能將擺線的一頭繞在鐵架臺(tái)的圓桿上，這樣單擺擺動(dòng)時(shí)，擺長會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；測(cè)量擺長時(shí)，不能用力拉緊擺線，應(yīng)測(cè)量掛上擺球后的自然長度，故D錯(cuò)誤17.【答案】AB【解析】t1時(shí)刻小球位于最大位移處，速度為零，故A正確；t2時(shí)刻小球處于平衡位置，位移為零，B正確；t3時(shí)刻小球處于負(fù)向位移最大處，速度為0，故C錯(cuò)誤；t4時(shí)刻小球處于平衡位置，速度最大，那么向心加速度最大，故D錯(cuò)誤18.【答案】121.39.86【解析】1描點(diǎn)作圖如下圖2由圖可知當(dāng)T25.2 s2時(shí)，l1.3 m，得：gm/s29.86 m/s2.19.【答案】1秒表和游標(biāo)卡尺2A3周期42.02【解析】1在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中，需要用秒表測(cè)量周期，用米