《机械振动》单元测试题含答案

《机械振动》单元测试题含答案

一、机械振动 选择题

1．如图所示，PQ为—竖直弹簧振子振动路径上的两点，振子经过P点时的加速度大小为6m/s2，方向指向Q点；当振子经过Q点时，加速度的大小为8m/s2，方向指向P点，若PQ之间的距离为14cm，已知振子的质量为lkg，则以下说法正确的是（ ）

A．振子经过P点时所受的合力比经过Q点时所受的合力大

B．该弹簧振子的平衡位置在P点正下方7cm处

C．振子经过P点时的速度比经过Q点时的速度大

D．该弹簧振子的振幅一定为8cm

2．如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后

A．摆动的周期为56T

B．摆动的周期为65T

C．摆球最高点与最低点的高度差为0.3h

D．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h

3．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知

A．甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B．甲、乙两单摆的摆长之比是2:3

C．tb时刻甲、乙两摆球的速度相同 D．ta时刻甲、乙两单摆的摆角不等

4．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为( )

A．T=2πrGMl B．T=2πrlGM

C．T=2πGMrl D．T=2πlrGM

5．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中

A．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变

B．物体在最低点时的加速度大小应为2g

C．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg

D．弹簧的最大弹性势能等于2mgA

6．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动， T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时．下列说法正确的是（ ）

A．小球振动的固有频率是4Hz

B．小球做受迫振动时周期一定是4s

C．圆盘转动周期在4s附近时，小球振幅显著增大

D．圆盘转动周期在4s附近时，小球振幅显著减小

7．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示，已知单摆的摆长为l，则重力加速度g为( )

A．224lt B．22lt C．2249lt D．224lt

8．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )

A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s

9．如图所示，质量为Am的物块A用不可伸长的细绳吊着，在A的下方用弹簧连着质量为Bm的物块B，开始时静止不动。现在B上施加一个竖直向下的力F，缓慢拉动B使之向下运动一段距离后静止，弹簧始终在弹性限度内，希望撤去力F后，B向上运动并能顶起A，则力F的最小值是（ ）

A．(Am+Bm)g B．(Am+2Bm)g

C．2(Am+Bm)g D．(2Am+Bm)g

10．如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴的正方向．若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（ ）

A． B．

C． D．

11．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点．0t时刻振子的位移0.1mx；4s3t时刻0.1mx；4st时刻0.1mx．该振子的振幅和周期可能为（ ）

A．0.1 m，8s3 B．0.1 m, 8s C．0.2 m，8s3 D．0.2 m，8s

12．如图所示，将可视为质点的小物块用轻弹簧悬挂于拉力传感器上，拉力传感器固定于天花板上，将小物块托起一定高度后释放，拉力传感器记录了弹簧拉力F随时间t变化的关系如图所示。以下说法正确的是

A．t0时刻弹簧弹性势能最大 B．2t0站时刻弹簧弹性势能最大

C．032t时刻弹簧弹力的功率为0 D．032t时刻物体处于超重状态

13．如图所示为某物体系统做受迫振动的振幅A随驱动力频率f的变化关系图，则下列说法正确的是

A．物体系统的固有频率为f0

B．当驱动力频率为f0时，物体系统会发生共振现象

C．物体系统振动的频率由驱动力频率和物体系统的固有频率共同决定

D．驱动力频率越大，物体系统的振幅越大

14．如图所示,弹簧下端挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,则物体在振动过程中( )

A．物体在最低点时的弹力大小应为2mg

B．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变

C．弹簧的最大弹性势能等于2mgA

D．物体的最大动能应等于mgA

15．某弹簧振子做周期为T的简谐运动，t时刻和t+Δt时刻速度相同，已知Δt

A．t时刻和t+Δt时刻位移相同

B．t时刻和t+Δt时刻加速度大小相等，方向相反

C．可能Δ4Tt

D．可能Δ4Tt

E.一定Δ2=Tt

16．一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图所示，由图可知( )

A．频率是2Hz

B．振幅是5cm

C．t＝1.7s时的加速度为正，速度为负

D．t＝0.5s时，质点所受合外力为零

E.t＝0.5s时回复力的功率为零

17．一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T，则( )

A．若tT，则t时刻和tt时刻振子运动的加速度一定大小相等

B．若2Tt，则t时刻和tt时刻弹簧的形变量一定相等

C．若t时刻和tt时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，则t一定等于2T的奇数倍

D．若t时刻和tt时刻振子运动速度的大小相等，方向相同，则t一定等于2T的整数倍

18．如图甲为竖直弹簧振子，物体在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点为弹簧的原长位置，从振子经过A点时开始计时，振动图象如图乙所示，下列说法正确的是

A．t=1s时，振子加速度最大

B．t=2s时，弹簧弹性势能最大

C．t=1s和t=2s两个时刻，弹簧弹性势能相等

D．t=3s时，振子经过O点向上运动

E.t=4s时，振子加速度大小为g

19．如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，A，B点分别是最大位移处．下列说法中正确的是( )

A．A点和B点处于同一水平面

B．A点高于B点

C．摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等

D．单摆的振动周期仍为2lTg

E.单摆向右或向左摆过D点时，线上的拉力大小相等

20．如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g取10m/s2．对于这个单摆的振动过程，下列说法中不正确的是（ ）

A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为8sin(π)cmxt

B．单摆的摆长约为1.0m

C．从2.5st到3.0st的过程中，摆球的重力势能逐渐增大

D．从2.5st到3.0st的过程中，摆球所受回复力逐渐减小

二、机械振动 实验题

21．某实验小组利用单摆测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示：

（1）实验中，发现某次测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是（_______）

A．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来进行计算

B．单摆所用摆球质量太大

C．把（n-1）次全振动时间误当成n次全振动时间

D．开始计时时，秒表过早按下

（2）从悬点到小球重心的距离记为摆长l，通过不断改变摆长l的长度，该小组测得多组摆长l和对应的周期的平方T2，然后在图乙所给的坐标系中作出了l-T2图像，则根据图像可求得当地的重力加速度g=______（用图乙中所给字母表示）。

22．利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

(1)实验室有如下器材可供选用：

A．长约1 m的细线

B．长约1 m的橡皮绳

C．直径约2 cm的均匀铁球

D．直径约5 cm的均匀木球

E.秒表

F.时钟

G.10分度的游标卡尺

H.最小刻度为毫米的米尺

用了游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择__________(填写器材前面的字母)。

(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图2所示，读出小球直径的值为_________ mm。

(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂。用米尺测量摆线长度为l。小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t请写出重力加速度的表达式g= ______。(用l,d,n,t表示)

(4)正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是_________________________(写出一条即可)。

23．某实验小组的同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。

（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的_________选填选项前的字母）

A．长约1m的细线 B．长约1m的橡皮绳

C．直径约1cm的均匀铁球 D．直径约10cm的均匀木球

（2）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图中________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。

（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的时____________（选填选项前的字母）。

A．测出摆线长作为单摆的摆长

B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度由静止释放，使之做简谐运动

C．在摆球经过平衡位置时开始计时

D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期

（4）用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则计算重力加速度的表达式为g=____________.

（5）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________（选填选向前的字母）。

A．开始摆动时振幅较小

B．开始计时时，过早按下秒表

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间