第二章《 機(jī)械振動(dòng)》測試卷-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第二章《機(jī)械振動(dòng)》測試卷一、單選題(共15小題)1.質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為T，振幅為A.則下列說法正確的有()A．在任意內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移大小都是2AB．在任意內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)的路程都是AC．為使質(zhì)點(diǎn)的位移、速度與t時(shí)刻的位移、速度相同，至少要經(jīng)過一個(gè)周期TD．為使質(zhì)點(diǎn)的位移、動(dòng)能與t時(shí)刻的位移、動(dòng)能相同，至少要經(jīng)過一個(gè)周期T2.一彈簧振子振幅為A，從最大位移處經(jīng)過時(shí)間t0第一次到達(dá)平衡位置，若振子從平衡位置處經(jīng)過時(shí)的加速度大小和動(dòng)能分別為a1和E1，而振子位移為時(shí)加速度大小和動(dòng)能分別為a2和E2，則a1、a2和E1、E2的大小關(guān)系為()A．a(chǎn)1＞a2，E1＜E2B．a(chǎn)1＞a2，E1＞E2C．a(chǎn)1＜a2，E1＜E2D．a(chǎn)1＜a2，E1＞E23.某人在醫(yī)院做了一次心電圖，結(jié)果如圖所示，如果心電圖儀卷動(dòng)紙帶的速度為2m/min，圖中方格紙每小格長1mm，則此人的心率約為()A．80次/minB．70次/minC．60次/minD．50次/min4.三個(gè)簡諧振動(dòng)的振動(dòng)方程分別是xA＝4sin(5πt－)cm，xB＝6sin(5πt－π)cm，xC＝8sin(5πt＋π)cm，下列說法正確的是()A．A、B兩物體屬同相振動(dòng)B．A、C兩物體屬同相振動(dòng)C．B、C兩物體屬同相振動(dòng)D．B、C兩物體屬反相振動(dòng)5.任何物體都有自己的固有頻率．研究表明，如果把人作為一個(gè)整體來看，在水平方向上振動(dòng)時(shí)的固有頻率約為5Hz.當(dāng)工人操作風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機(jī)等振動(dòng)機(jī)械時(shí)，操作者在水平方向?qū)⒆鍪芷日駝?dòng)．在這種情況下，下列說法正確的是()A．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于他自身的固有頻率B．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于機(jī)械的振動(dòng)頻率C．為了保證操作者的安全，振動(dòng)機(jī)械的頻率應(yīng)盡量接近人的固有頻率D．為了保證操作者的安全，應(yīng)盡量提高操作者的固有頻率6.彈簧振子做簡諧振動(dòng)，若某一過程中振子的加速度在增加，則此過程中，振子的()A．速度一定在減小B．位移一定在減小C．速度與位移方向相反D．加速度與速度方向相同7.如圖所示，彈簧振子在BC間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，BC間距離為10cm，B→C運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1s，則()A．從O→C→O振子做了一次全振動(dòng)B．振動(dòng)周期為1s，振幅為10cmC．經(jīng)過兩次全振動(dòng)，通過的路程為20cmD．從B開始經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm8.如圖所示，一端固定于天花板上的一輕彈簧，下端懸掛了質(zhì)量均為m的A、B兩物體，平衡后剪斷A、B間細(xì)線，此后A將做簡諧運(yùn)動(dòng)．已知彈簧的勁度系數(shù)為k，則下列說法中正確的是()A．細(xì)線剪斷瞬間A的加速度為0B．A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧彈力為mgC．A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)A的加速度為gD．A振動(dòng)的振幅為9.一列向右傳播的簡諧橫波t0＝0時(shí)刻的波形如圖所示，波速v＝5m/s，從t＝5s時(shí)刻開始掃描質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示，其中最符合實(shí)際的是()A．B．C．D．10.某彈簧振子沿x軸的簡諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖8所示，下列描述正確的是()A．t＝1s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值B．t＝2s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值C．t＝3s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零D．t＝4s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值11.如圖所示，質(zhì)量為m的小球在輕彈簧上，平衡時(shí)靜止在原點(diǎn)O，現(xiàn)向下按小球(在彈性限度內(nèi))，使其在O點(diǎn)上下振動(dòng)，則下圖中能正確描述小球所受合力隨位移x變化的關(guān)系(合力沿＋x方向?yàn)檎?的是()A．B．C．D．12.某彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示．根據(jù)圖象判斷，下列說法正確的是()A．第1s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反B．第2s末振子相對于平衡位置的位移為－20cmC．第2s末和第3s末振子相對于平衡位置的位移均相同，但瞬時(shí)速度方向相反D．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向相同，瞬時(shí)速度方向相反13.有一個(gè)彈簧振子，振幅為0.8cm，周期為0.5s，初始時(shí)(t＝0)具有正的最大位移，則它的振動(dòng)方程是()A．x＝8×10－3sinmB．x＝8×10－3sinmC．x＝8×10－1sinmD．x＝8×10－1sinm14.有一個(gè)在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子，第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動(dòng)，第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動(dòng)，則先后兩次振動(dòng)的周期之比和振幅之比分別為()A．1∶11∶1B．1∶11∶2C．1∶41∶4D．1∶21∶215.在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中給出了三個(gè)大小相同的球做擺球，分別是銅球、木球和鋁球，正確的選擇以及選擇的理由是()A．應(yīng)該選木球，因?yàn)樗p，容易擺動(dòng)B．應(yīng)該選銅球，因?yàn)樗芏却?，擺動(dòng)不容易停下來C．應(yīng)該選鋁球，因?yàn)樗馁|(zhì)量居中D．選什么球都可以，因?yàn)閱螖[的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)二、填空題(共3小題)16.彈簧振子可以作簡諧振動(dòng)，考慮阻力存在，振子振動(dòng)過程中能量不斷損失，這種振動(dòng)稱為阻尼振動(dòng)．現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)手段得到某振子阻尼振動(dòng)的圖象和經(jīng)理論推導(dǎo)得到阻尼振動(dòng)的周期公式T2＝，(ω0為該振子無阻尼時(shí)的角速度，β為阻尼系數(shù)、對某次阻尼振動(dòng)β為常數(shù))審題后指出阻尼振動(dòng)的特點(diǎn)______、______(寫出兩點(diǎn))17.在水平面內(nèi)做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速度為v，其周期為T，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)彈力做功為______，動(dòng)能的改變量為______．其動(dòng)能也隨時(shí)間做周期性變化，其動(dòng)能的變化周期為______．18.如圖所示是彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的頻閃照片．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，閃光的瞬間振子被照亮，拍攝時(shí)底片從下向上勻速運(yùn)動(dòng)，因此在底片上留下了小球和彈簧的一系列的像，相鄰兩個(gè)像之間相隔0.05s，圖中的兩個(gè)坐標(biāo)軸分別代表時(shí)間t和小球位移x，因此它就是小球在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移－時(shí)間圖象，即x－t圖象．由圖可知彈簧振子的振動(dòng)周期約為______s，t＝0.1s時(shí)振子的運(yùn)動(dòng)方向是________．三、簡答題(共3小題)19.在本校實(shí)驗(yàn)室中有個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器如圖甲所示，五個(gè)擺懸掛于同一根繃緊的水平繩上．如圖乙所示是E單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，它表示振幅與驅(qū)動(dòng)力的頻率的關(guān)系．問：(擺角不超過5°，重力加速度g取π2)(1)先讓A、B、C、D其中的哪一個(gè)擺擺動(dòng)起來，E單擺的振動(dòng)最為劇烈？(2)E單擺的擺長大??？(3)若將E擺從本地移至北京某高中的實(shí)驗(yàn)室中，共振曲線的“峰”將怎樣移動(dòng)？20.簡諧運(yùn)動(dòng)的相位差Δφ＝φ2－φ1的含義是什么？21.如圖所示，彈簧勁度系數(shù)為k，在彈簧下端掛一個(gè)重物，質(zhì)量為m，重物靜止．在豎直方向?qū)⒅匚锵吕欢尉嚯x(沒超過彈簧彈性限度)，然后無初速度釋放，重物在豎直方向上下振動(dòng)．(不計(jì)空氣阻力)(1)試分析重物上下振動(dòng)回復(fù)力的來源；(2)試證明該重物做簡諧運(yùn)動(dòng)．四、計(jì)算題(共3小題)22.火車在軌道上行駛時(shí)，由于在鋼軌接頭處車輪受到撞擊而上下振動(dòng)．如果防震彈簧每受104N的力將被壓縮20mm，而每根彈簧的實(shí)際負(fù)荷為5000kg，已知彈簧的振動(dòng)周期T＝2π，設(shè)鋼軌長為12.5m，問車速為多大時(shí)，列車振動(dòng)得最劇烈？23.如圖所示，單擺擺長為L，做簡諧運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)在懸點(diǎn)O的正下方，D點(diǎn)與C相距為x，C、D之間是光滑水平面，當(dāng)擺球A到左側(cè)最大位移處時(shí)，小球B從D點(diǎn)以某一速度v勻速地向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，A、B二球在C點(diǎn)迎面相遇，求小球B的速度大小．(重力加速度為g)24.由密度為ρ的金屬小球組成的單擺，在空氣中振動(dòng)周期為T0，若把小球完全浸入水中成為水下單擺，則振動(dòng)周期變?yōu)槎啻螅?不計(jì)空氣和水的阻力)

答案解析1.【答案】C【解析】質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間內(nèi)走過的路程總等于兩個(gè)振幅的長度，但是位移大小不一定是2A，只有從最大位移處計(jì)時(shí)，在時(shí)間內(nèi)走過位移大小為2A，若從平衡位置經(jīng)過時(shí)間內(nèi)位移為零，故A錯(cuò)誤；當(dāng)振子從平衡位置到最大位移處或從最大位移處到平衡位置的過程，通過的路程等于一個(gè)振幅，其他過程在時(shí)間內(nèi)走過的路程大于一個(gè)振幅或小于一個(gè)振幅，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的位移、速度都相同，說明質(zhì)點(diǎn)又回到了原來的位置，則經(jīng)過的時(shí)間是周期的整數(shù)倍，所以至少要經(jīng)過一個(gè)周期T，故C正確；質(zhì)點(diǎn)的位移、動(dòng)能相同時(shí)，速度的方向可能相反，則不需要經(jīng)過一個(gè)周期，即t可以小于一個(gè)周期，故D錯(cuò)誤．2.【答案】A【解析】從平衡位置到最大位移處運(yùn)動(dòng)，速度減小，加速度增大，所以經(jīng)過，通過的位移大于，所以a1＞a2，E1＜E2，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．3.【答案】A4.【答案】C【解析】兩振動(dòng)方程中初相位之差|Δφ|如果是2π的整數(shù)倍，則兩振動(dòng)為同相振動(dòng)，|φB－φC|＝|Δφ|＝2π；則兩物體振動(dòng)屬同相振動(dòng)．則B、C屬同相振動(dòng)，如果|Δφ|＝π，則屬反相振動(dòng)，故C選項(xiàng)正確．5.【答案】B【解析】物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，可知操作者的實(shí)際頻率等于機(jī)械的振動(dòng)頻率，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振幅最大，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，所以為了保證操作者的安全，振動(dòng)機(jī)械的頻率應(yīng)盡量遠(yuǎn)離人的固有頻率，故C錯(cuò)誤；有關(guān)部門作出規(guī)定：拖拉機(jī)、風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機(jī)等各類振動(dòng)機(jī)械的工作頻率必須大于20Hz，操作者的固有頻率無法提高，故D錯(cuò)誤．6.【答案】A【解析】簡諧運(yùn)動(dòng)中，根據(jù)a＝－x可知振子的加速度增大時(shí)，則位移增大，振子從平衡位置正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以速度逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；振子從平衡位置正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，速度與位移方向相同，故C錯(cuò)誤；振子的速度在減小，做減速運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的加速度的方向一定與速度的方向相反，故D錯(cuò)誤．7.【答案】D【解析】從O→C→O振子通過的路程是兩個(gè)振幅，不是一次全振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；BC間距離為10cm，B→C運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1s，則振幅A＝5cm，周期為T＝2s，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過兩次全振動(dòng)，通過的路程s＝8A＝40cm，故C錯(cuò)誤；從B開始經(jīng)過3s，振子振動(dòng)了1.5個(gè)周期，通過的路程是s＝1.5×4A＝30cm，故D正確．8.【答案】C【解析】9.【答案】D10.【答案】A【解析】t＝1s時(shí)，振子位于正向位移最大處，速度為零，加速度為負(fù)向最大，故A正確；t＝2s時(shí)，振子位于平衡位置并向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，速度為負(fù)向最大，加速度為零，故B錯(cuò)誤；t＝3s時(shí)，振子位于負(fù)向位移最大處，速度為零，加速度為正向最大，故C錯(cuò)誤；t＝4s時(shí)，振子位于平衡位置并向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，速度為正向最大，加速度為零，故D錯(cuò)誤．11.【答案】C【解析】小球在平衡位置附近振動(dòng)，合力充當(dāng)回復(fù)力，是簡諧運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力為F＝－kx，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．12.【答案】D【解析】第1s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向?yàn)檎?，速度方向也為正方向，A錯(cuò)；第2s末振子在平衡位置，位移為零，B錯(cuò)；第3s末振子相對于平衡位置的位移為－20cm，C錯(cuò)；第2s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向是正方向，速度方向?yàn)樨?fù)方向，所以D正確．13.【答案】A【解析】ω＝＝4πrad/s，當(dāng)t＝0時(shí)，具有正的最大位移，則x＝A，所以初相φ＝，表達(dá)式為x＝8×10－3sinm，A正確．14.【答案】B【解析】彈簧的壓縮量即為振子振動(dòng)過程中偏離平衡位置的最大距離，即振幅，故振幅之比為1∶2.而對同一振動(dòng)系統(tǒng)，其周期由振動(dòng)系統(tǒng)自身的性質(zhì)決定，與振幅無關(guān)，故周期之比為1∶1.15.【答案】B【解析】因?yàn)樽枇εc銅球的重力比較，可以忽略，所以選銅球，B正確．16.【答案】振幅逐漸減小周期不變【解析】從圖中可以看出，振子振動(dòng)的幅度逐漸減?。坏芷趲缀醪蛔儯?7.【答案】00【解析】經(jīng)過半個(gè)周期，物體運(yùn)動(dòng)到與出發(fā)點(diǎn)位置關(guān)于平衡位置對稱的點(diǎn)，且速度反向，故動(dòng)能改變量為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知彈力做功為零；由于動(dòng)能沒有方向，故動(dòng)能的變化周期為.18.【答案】1.1(±0.1)沿x軸正向(或向右)【解析】彈簧振子的振動(dòng)周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間．由圖知，彈簧振子的振動(dòng)周期為T振≈22T閃＝22×0.05s＝1.1s，t＝0.1s＝2T閃，此時(shí)，由圖象的斜率表示速度，則知振子的運(yùn)動(dòng)方向是沿x軸正向或向右．19.【答案】見解析【解析】(1)由甲圖可知，E與A的擺長是相等的，根據(jù)共振的條件可