《機(jī)械振動(dòng)》單元測(cè)試(帶有詳細(xì)答案)

高二物理《機(jī)械振動(dòng)》單元測(cè)試題一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共42分）1、關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移、加速度和速度的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．位移減少時(shí)，加速度減少，速度也減少B．位移方向總是跟加速度方向相反，跟速度方向相同C．物體的運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí)，速度方向跟位移方向相反；背離平衡位置時(shí)，速度方向跟位移方向相同D．物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向跟速度方向相同；向正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向跟速度方向相反2、彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在水平方向上的A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是()A．振子在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度和位移均為零B．振子在通過O點(diǎn)時(shí)速度的方向?qū)l(fā)生改變C．振子所受的彈力方向總跟速度方向相反D．振子離開O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是減速運(yùn)動(dòng)，靠近O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是加速運(yùn)動(dòng)3、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．1111 B．1112C．1414 D．12124、如圖所示，一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，先后以同樣的速度通過相距10cm的A、B兩點(diǎn)，歷時(shí)0.5s。過B點(diǎn)后再經(jīng)過t＝0.5s質(zhì)點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度再次通過B點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是()A．0.5s B．1.0sC．2.0s D．4.0s5、如圖所示，在光滑水平面上振動(dòng)的彈簧振子的平衡位置為O，把振子拉到A點(diǎn)，OA＝1cm，然后釋放振子，經(jīng)過0.2s振子第1次到達(dá)O點(diǎn)，如果把振子拉到A′點(diǎn)，OA′＝2cm，則釋放振子后，振子第1次到達(dá)O點(diǎn)所需的時(shí)間為()A．0.2sB．0.4sC．0.1s D．0.3s6、如圖所示為一水平彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此可知()A．在t1時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大B．在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最小C．在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能量大，所受的彈力最小D．在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大7、把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng)，如圖3－4所示，下列結(jié)論正確的是()A．小球在O位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小B．小球在A、B位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大C．小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復(fù)力一直做正功D．小球從B到O的過程中，振動(dòng)的能量不斷增加8、公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t＝0，其振動(dòng)圖象如圖所示，則()A．t＝eq\f(1,4)T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大B．t＝eq\f(1,2)T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C．t＝eq\f(3,4)T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大D．t＝eq\f(3,4)T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小9、一列隊(duì)伍過橋時(shí)，不能齊步走，這是為了()A．減小對(duì)橋的壓力B．使橋受力均勻C．減小對(duì)橋的沖力D．避免使橋發(fā)生共振10、如圖所示裝置中，已知彈簧振子的固有頻率f固＝2Hz，電動(dòng)機(jī)皮帶輪的直徑d1是曲軸皮帶輪d2的eq\f(1,2)。為使彈簧振子的振幅最大，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為()A．60r/min B．120r/minC．30r/min D．240r/min11、若單擺的擺長(zhǎng)不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小為原來的1/2，則單擺振動(dòng)的()A．頻率不變，振幅不變 B．頻率不變，振幅改變C．頻率改變，振幅改變 D．頻率改變，振幅不變12、要使單擺的振動(dòng)頻率加大，可采用下列哪些做法()A．使擺球的質(zhì)量減小B．使單擺的擺線變長(zhǎng)C．將單擺從赤道移到北極D．將單擺從平原移到高山上13、如圖所示是半徑很大的光滑凹球面的一部分，有一個(gè)小球第一次自A點(diǎn)由靜止開始滑下，到達(dá)最低點(diǎn)O時(shí)的速度為v1，用時(shí)為t1；第二次自B點(diǎn)由靜止開始滑下，到達(dá)最低點(diǎn)O時(shí)的速度為v2，用時(shí)為t2，下列關(guān)系正確的是()高二物理《機(jī)械振動(dòng)》單元測(cè)試參與答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共42分）1、解析：位移減少時(shí)，加速度減小，速度增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；位移方向總是跟加速度方向相反，與速度方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。答案：C2、解析：振子在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度為零，但位移為最大，故A錯(cuò)；振子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度方向不變，故B錯(cuò)；彈力的方向有時(shí)也與速度方向相同，故C錯(cuò)。答案：D3、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12。而對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng)，其周期與振幅無關(guān)，則周期之比為11。答案：B4、解析：根據(jù)題意，由振動(dòng)的對(duì)稱性可知：AB的中點(diǎn)(設(shè)為O)為平衡位置，A、B兩點(diǎn)對(duì)稱分布于O點(diǎn)兩側(cè)。質(zhì)點(diǎn)從平衡位置O向右運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間應(yīng)為tOB＝eq\f(1,2)×0.5s＝0.25s。質(zhì)點(diǎn)從B向右到達(dá)右方極端位置(設(shè)為D)的時(shí)間tBD＝eq\f(1,2)×0.5s＝0.25s，所以，質(zhì)點(diǎn)從O到D的時(shí)間：tOD＝eq\f(1,4)T＝0.25s＋0.25s＝0.5s，所以T＝2s。答案：C5、解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期只跟振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)有關(guān)，與振幅無關(guān)，兩種情況下振子第1次到達(dá)平衡位置所需的時(shí)間都是振動(dòng)周期的eq\f(1,4)，它們相等。答案：A6、解析：從圖象的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可以知道此圖是機(jī)械振動(dòng)圖象，將它與機(jī)械波的圖象區(qū)分開。它所描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置，t2和t4是在平衡位置處，t1和t3是在最大振幅處，頭腦中應(yīng)出現(xiàn)一張彈簧振子振動(dòng)的實(shí)物圖象。根據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，彈簧振子在平衡位置時(shí)的速度最大，加速度為零，即彈力為零；在最大位置處，速度為零，加速度最大，即彈力為最大，所以B項(xiàng)正確。答案：B7、解析：小球在平衡位置O時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，彈性勢(shì)能為零，動(dòng)能最大，位移為零，加速度為零，A項(xiàng)正確；在最大位移處A、B，動(dòng)能為零，加速度最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由A→O回復(fù)力做正功，由O→B，回復(fù)力做負(fù)功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由B→O動(dòng)能減少，彈性勢(shì)能增加，總能量不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A8、解析：要使貨物對(duì)車廂底板的壓力最大，則車廂底板對(duì)貨物的支持力最大，則要求貨物向上的加速度最大，由振動(dòng)圖象可知在eq\f(3,4)T時(shí)，貨物向上的加速度最大，C選項(xiàng)正確；貨物對(duì)車廂底板的壓力最小，則車廂底板對(duì)貨物的支持力最小，則要求貨物向下的加速度最大，由振動(dòng)圖象可知在eq\f(1,4)T時(shí)，貨物向下的加速度最大，所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。答案：C9、解析：部隊(duì)過橋時(shí)，戰(zhàn)士整齊的步伐會(huì)給橋一個(gè)周期性的驅(qū)動(dòng)力，使橋做受迫振動(dòng)。當(dāng)該驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)與橋的固有周期(或頻率)一致時(shí)，會(huì)使橋面振幅越來越大，形成共振，對(duì)橋造成危害，因此部隊(duì)過橋時(shí)應(yīng)便步走。答案：D10、解析：若使振子振幅最大，則曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為f＝2Hz，即2r/s，由于eq\f(d1,d2)＝eq\f(r1,r2)＝eq\f(1,2)，ω1r1＝ω2r2，故ω1/ω2＝2/1，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4r/s，即240r/min。答案：D11、解析：?jiǎn)螖[的周期與單擺的質(zhì)量、振幅無關(guān)，即改變質(zhì)量和振幅，周期不變；到達(dá)平衡位置時(shí)速度減小，說明單擺擺角減小，即振幅減小，故B項(xiàng)正確。答案：B12、解析：由f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))知，要使f加大，則g加大或l減小，可知只有C正確。答案：C13、解析：從A、B點(diǎn)均做單擺模型運(yùn)動(dòng)，t1＝eq\f(TA,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(R,g))，t2＝eq\f(TA,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(R,g))，R為球面半徑，故t1＝t2；A點(diǎn)離開平衡位置遠(yuǎn)些，高度差大，故從A點(diǎn)滾下到達(dá)平衡位置O時(shí)速度大，即v1＞v2。答案：A14、解析：根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，在月球上重力等于萬(wàn)有引力，mg＝eq\f(GMm,r2)，月球密度ρ＝eq\f(M,V)，V＝eq\f(4,3)πr3，所以ρ＝eq\f(3πl(wèi),GrT2)，選項(xiàng)B正確。答案：B二、雙項(xiàng)選擇題（每小題4分，共24分。全對(duì)得4分，不全得2分，錯(cuò)選或不選得0分）。15、解析：每次經(jīng)過同一點(diǎn)x相同，彈力相同，但v、p只是大小一定相同。答案：B、C16、解析：在0.2s～0.3s這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，位移不斷減小，速度不斷增大，故C、D正確。答案：C、D17、解析：位移不一樣，彈力不一樣，但速度相同，機(jī)械能是守恒的。答案：C、D18、解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率與物體運(yùn)動(dòng)的快慢沒有關(guān)系，描寫物體運(yùn)動(dòng)的快慢用速度，而速度是變化的，假如說物體振動(dòng)過程中最大速度越大，也不能說明它的頻率越大。振動(dòng)的越快和運(yùn)動(dòng)的越快意義是不同的，故A錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在一個(gè)周期內(nèi)速度的方向改變兩次，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)所包含的周期個(gè)數(shù)越多，速度方向變化的次數(shù)就越多，故B、C正確；彈簧振子的固有頻率與物體通過平衡位置的速度沒有關(guān)系，它由振動(dòng)系統(tǒng)的固有量：質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k決定，故D錯(cuò)誤。答案：B、C19、解析：?jiǎn)螖[擺動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，最低位置時(shí)動(dòng)能最大，故B正確，A錯(cuò)誤；在B點(diǎn)EB＝EkB＋EpB＝EpA，故C正確，D錯(cuò)誤。答案：B、C20、解析：受迫振動(dòng)的周期都應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期(A擺的周期)。A、E兩擺為雙線擺，其等效擺長(zhǎng)相等，LA＝LE，A擺振動(dòng)后迫使水平繩振動(dòng)，水平繩再迫使其他擺振動(dòng)，由于E擺的固有周期與驅(qū)動(dòng)力A擺的周期相同，所以E擺的振幅最大，B、C、D三個(gè)擺的固有周期偏離驅(qū)動(dòng)力A擺的周期各不相同，所以它們振動(dòng)的振幅各不相同。答案：A、C三、填空題（每空2分，共20分）21、解析：A項(xiàng)操作的目的是盡量使擺球時(shí)運(yùn)動(dòng)接近理想中的單擺；B項(xiàng)操作的目的是盡量保證擺長(zhǎng)在振動(dòng)中保持不變；C項(xiàng)強(qiáng)調(diào)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)不要將擺球的半徑漏掉；D項(xiàng)操作的目的是防止擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，要求釋放擺球時(shí)既不得使擺球旋轉(zhuǎn)，又不能給它以水平方向的初速度；E項(xiàng)操作的目的是保證測(cè)單擺振動(dòng)周期時(shí)既方便觀察、方便記錄全振動(dòng)次數(shù)，又能減小計(jì)時(shí)誤差。答案：A.大小長(zhǎng)細(xì)B．?dāng)[長(zhǎng)C．?dāng)[線懸點(diǎn)擺球球心D．豎直平面(防止擺球做圓錐運(yùn)動(dòng))E．平衡最大四、計(jì)算題（第22題6分，第23題8分，共14分）22、解析：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期共存在兩種可能性。設(shè)質(zhì)點(diǎn)在AA′范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。(1)如圖甲所示，由O→M→A歷時(shí)0.13s＋0.05s＝0.18s，則周期T1＝4×0.18s＝0.72s。(2)如圖乙所示，由O→A′→M歷時(shí)t1＝0.13s，由M→A→M歷時(shí)t2＝0.1s，設(shè)由O→M或由M→O需時(shí)為t，則0.13－t＝2t＋0.1，故t＝0.01s，所以周期T＝t1＋t2