选修1高中物理机械振动试题(含答案)

选修1高中物理机械振动试题(含答案)

一、机械振动 选择题

1．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

2．如图为某简谐运动图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是( )

A．质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动

B．质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cm

C．质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左

D．质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在增大，方向向右

3．如图所示，弹簧的一端固定，另一端与质量为2m的物体B相连，质量为1m的物体A放在B上，212mm．A、B两物体一起在光滑水平面上的N、N之间做简谐运动，运动过程中A、B之间无相对运动，O是平衡位置．已知当两物体运动到N时，弹簧的弹性势能为pE，则它们由N运动到O的过程中，摩擦力对A所做的功等于（ ）

A．pE B．12pE C．13pE D．14pE

4．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

5．如图所示，固定的光滑圆弧形轨道半径R＝0.2m，B是轨道的最低点，在轨道上的A点（弧AB所对的圆心角小于10°）和轨道的圆心O处各有一可视为质点的静止小球，若将它们同时由静止开始释放，则（ ）

A．两小球同时到达B点

B．A点释放的小球先到达B点

C．O点释放的小球先到达B点

D．不能确定

6．如图所示，水平方向的弹簧振子振动过程中，振子先后经过a、b两点时的速度相同，且从a到b历时0.2s，从b再回到a的最短时间为0.4s，aObO，c、d为振子最大位移处，则该振子的振动频率为（ ）

A．1Hz B．1.25Hz

C．2Hz D．2.5Hz

7．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

8．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )

A．振子的振动周期等于t1

B．在t＝0时刻，振子的位置在a点

C．在t＝t1时刻，振子的速度为零

D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动

9．如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A、B、C三个单摆，摆长分别为L1、L2、L3，且L1＜L2＜L3，现将A拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g，对释放A之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（ ）

A．C的振幅比B的大 B．B和C的振幅相等

C．B的周期为2π2Lg D．C的周期为2π1Lg

10．如图（甲）所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图（乙）所示，以下说法正确的是（ ）

A．t1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小

B．t2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小

C．t3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大

D．t4时刻小球速度 为零，轨道对它的支持力最大

11．如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为θ，斜面上质量为m物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现将A沿斜面向上推动至弹簧压缩量为sinmgk处的C点无初速度释放，B为C关于O的对称点。关于物体A后

续的运动过程，下列说法正确的是（

）

A．物体A做简谐运动，振幅为sinmgk

B．物体A在B点时，系统的弹性势能最大

C．物体A速度的最大值为2sinmgk

D．物块在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B点时最小

12．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x＝Asin ωt，振动图象如图所示，则（ ）

A．弹簧在第1 s末与第5 s末的长度相同

B．简谐运动的频率为18Hz

C．第3 s末，弹簧振子的位移大小为22A

D．第3 s末与第5 s末弹簧振子的速度方向相同

E.第5 s末，振子的加速度与速度方向相同

13．如图所示，一个弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动，其中O为平衡位置，某时刻物体正经过C点向上运动，速度大小为vc，已知OC＝a，物体的质量为M，振动周期为T，则从此时刻开始的半个周期内

A．重力做功2mga

B．重力冲量为mgT2

C．回复力做功为零

D．回复力的冲量为0

14．一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

15．下列说法中正确的有（ ）

A．简谐运动的回复力是按效果命名的力

B．振动图像描述的是振动质点的轨迹

C．当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D．两个简谐运动：x1＝4sin (100πt＋3) cm和x2＝5sin (100πt＋6) cm，它们的相位差恒定

16．如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是

A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等

B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等

C．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同

D．发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置

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1m

C．从2.5st到3st的过程中，摆球的重力势能逐渐增大

D．从2.5st到3st的过程中，摆球所受绳子拉力逐渐减小

19．如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为5sin10cm2xt．下列说法正确的是（ ）

A．MN间距离为5cm

B．振子的运动周期是0.2s

C．0t时，振子位于N点

D．0.05ts时，振子具有最大加速度

20．悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T=2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是（ ）

A．t=1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正

B．t=1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负

C．t=1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

D．t=1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

二、机械振动 实验题

21．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次测量游标卡尺的示数如图甲所示．

回答下列问题：

(1)从甲图可知，摆球的直径为D=_____ mm；

(2)该单摆的周期为_______________.

(3)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出2TL图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的2TL图像是图乙中的______（选填①、②、③），由图像可得当地重力加速度g=____；由此得到的g值会______（选填“偏小”“不变”“偏大”）

22．在“用单摆测重力加速度”的实验中：

（1）某同学的操作步骤为：

a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上；

b．用米尺量得细线长度l；

c．在摆线偏离竖直方向5º位置释放小球；

d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T=t/n；

e．用公式g=224πlT计算重力加速度．

按上述方法得出的重力加速度与实际值相比______（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）．

（2）已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为201sin()2TTa，式中T0为摆角θ趋近于0º时的周期，a为常数，为了用图像法验证该关系，需要测量的物理量有_____________；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示_________．

23．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．

（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________（填字母代号）．