机械振动试题含答案Word文档下载推荐.docx
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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.
公路上匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板.一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T.取竖直向上为正方向,以t二0时刻作为计时起点,其振动图像如图所示,则
B.t二]T时,货物对车厢底板的压力最小
2
3
C.t=-T时,货物对车厢底板的压力最大
D.t二一T时,货物对车厢底板的压力最小
8.
如图所示,质量为丿心的物块&
用不可伸长的细绳吊着,在A的下方用弹簧连着质量为加b的物块&
开始时静止不动。
现在3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向上运动并能顶起儿则力F的最小值是()
9.
如右图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以o点为平衡位宜,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()
『卩乙
A.振子的振动周期等于“
B.在20时刻,振子的位置在a点
C.在2“时刻,振子的速度为零
D.从h到直,振子正从O点向b点运动
10.如图所示,光滑斜面与水平面的夹角为①斜而上质量为m物块A被平行于斜而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沿斜而向上推动至弹簧压缩量为竺皿处的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()
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2gsin&
J乎
D.物块在C点时,由物块与弹簧构成的系统势能最大,在3点时最小
11.甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知()
A.甲的速度为零时,乙的速度最大
B.甲的加速度最小时,乙的速度最小
C.任一时刻两个振子受到的回复力都不相同
D.两个振子的振动频率之比八”:
//.=1:
2
E•两个振子的振幅之比为A中:
4乙=2:
1
12.如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有sb、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸而的平而内振动:
接着其余务摆也开始振动,当振动稳定后,下列说法中正确的有()
A.各摆的振动周期与a摆相同
B.各摆的振动周期不同,c摆的周期最长
C.各摆均做自由振动
D.各摆的振幅大小不同,c摆的振幅最大
13.下列说法中正确的有()
A.简谐运动的回复力是按效果命飲的力
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:
xi=4sin(100nt4-—)cm和X2=5sin(100衣+兰)cm,它们的相位差恒
36
定
14.一个质点沿直线ab在平衡位置0附近做简谐运动.若从质点经0点时开始计时,经过5s质点第一次经过M点(如图所示);
再继续运动,又经过2s它第二次经过M点:
则该质点第三次经过M点还需要的时间是()
0~~Mb
A.6sB.4sC.22sD.8s
15.一水平弹簧振子做简谐运动,周期为匚贝H)
A.若d=T,则t时刻和(/+△/)时刻振子运动的加速度一泄大小相等
B.若山=彳,则r时刻和(/+△『)时刻弹簧的形变量一立相等
T
c.若r时刻和(7+川)时刻振子运动位移的大小相等,方向相反,则一泄等于牙的奇数倍
D.若r时刻和(?
+△?
)时刻振子运动速度的大小相等,方向相同,则一泄等于彳的整数倍
16.如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象.已知甲、乙两
个振子质量相等,贝”)
A.I卩、乙两振子的振幅分别为2cm、lcm
B.甲、乙两个振子的相位差总为71
C.前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值
D.第2秒末甲的速度最大,乙的加速度最大
17.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r变化的图象如图乙所示。
不计空气阻力,g取10m/s\对于这个单摆的振动过程,下列说法中正确的是()
乙
A.单摆的位移x随时间十变化的关系式为x=8sin(M)cm
B.单摆的摆长约lm
C.从t=2.5s到U3s的过程中,摆球的重力势能逐渐增大
D.从t=2.5s到心3s的过程中,摆球所受绳子拉力逐渐减小
18.如图,轻弹簧上端固泄,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为疋方向,物块简谐运动的表达式为y=O.lsin(2.5nt)m.t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下:
t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一髙度.取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确的是(双选,填正确答案标号)
A.h=1.7m
B.简谐运动的周期是0.8s
C.0.6s内物块运动的路程是0.2m
D.t=0.4s时,物块与小球运动方向相反
19.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,aO=bO*c、d为振子最大位移
处,则该振子的振动频率为()
(/a.bt
O
A.1Hz
C.2Hz
二机械振动实验题
B・1.25Hz
D・2.5Hz
20.实验小组的同学用如图所示的装置做"
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lm的细线
B•长约lm的橡皮绳
C•直径约2cm的铁球
D.直径约2cm的塑料球
E.米尺
E时钟
G.停表
实验时需要从上述器材中选择:
—(填写器材前而的字母)。
(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验,操作步骤如下:
1将单摆上端固立在铁架台上
2测得摆线长度,作为单摆的摆长
3在偏角较小的位宜将小球由静止释放
4记录小球完成n次全振动所用的总时间G得到单摆振动周期T=-
5根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。
英中有一处操作不妥肖的是—。
(填写操作步骤前面的序号)
(3)按照以上的实验步骤,测量多组摆长和对应的周期,并根据实验数据做出了图像,根
据该图像得出重力加速度的测量值为—m/s2。
(4)实验后同学们进行了反思。
他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关,而实验中却要求摆角较小。
请你简要说明其中的原因。
21.在"
利用单摆测重力加速度"
的实验中:
(1)测得摆线长/。
,小球宜径D,小球完成门次全振动的时间为r,则实验测得的重力加速度的表达式沪—
(2)实验中如果重力加速度的测量值偏大,英可能的原因是()
A•把摆线的长度/。
当成了摆长
B.摆线上端未牢固地固疋于0点,振动中出现松动,使摆线变长
C.测量周期时,误将摆球(n-l)次全振动的时间t记成了n次全振动的时间
D•摆球的质量过大
(3)如图所示,停表读数为s.
(4)同学因为粗心忘记测虽摆球直径,实验中将悬点到小球下端的距离作为摆长/,测得多组周期7■和/的数据,作出/_尸图象,如图所示.则该小球的直径是_cm(保留一位小数):
实验测得当地重力加速度大小是—m/s2(取三位有效数字).
22.物理实验小组的同学做“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1m的细线
B.长约lm的橡皮绳
C.直径约为2cm的均匀铁球
D.直径约为5cm的均匀木球
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米的刻度尺
实验小组的同学需要从上述器材中选择(填写器材前而的字母).
(2)下列振动图象真实地描述了对摆长约为lm的单摆进行周期测量的四种操作过程,图
中横坐标原点0为计时起点,A、B、C、D均为30次全振动的图象,已知sin5。
=
0.087,sin15°
=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代
(3)某同学利用单摆测重力加速度,测得的g值与真实值相比偏大,可能的原因是
A.测摆长时记录的是摆线的长度
B.开始计时时,秒表过早按下
C.摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中岀现松动,使摆线长度增加了
D.实验中误将29次全振动数记为30次
23.一位同学做“用单摆测泄重力加速度”的实验。
(1)下列是供学生自主选择的器材。
你认为应选用的器材是。
A.约lm长的细线
B•约0.3m长的铜丝
C•约0.8m长的橡皮筋
D•直径约lcm的实心木球
E.直径约lcm的实心钢球
F.直径约lcm的空心铝球
(2)该同学在安装好如图所示的实验装置后,测得单摆的摆长为(,然后让小球在竖直平而
内小角度摆动。
当小球某次经过最低点时开始计时,在完成N次全振动时停止计时,测得时间为匕请写出测疑当地重力加速度的表达式旷°
(用以上测量的物理屋和
已知量的字母表示)
(3)在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固左出现松动,摆长略微
变长,这将会导致通过计算所得的重力加速度的数值•(选填“偏大“偏小”
或“不变”)
(4)为减小实脸误差,该同学又多次改变摆长,测量多组对应的单摆周期,准备利用厂一L的关系图线求岀当地重力加速度值。
相关测量数据如下表:
次数
5
L/m
0.800
0.900
1.000
1.100
1.200
T/s
1.79
1.90
2.01
2.11
2.20
T2/s2
3.22
3.61
4.04
4.45
4.84
该同学在下图中已标出第「2、3、5次实验数据对应的坐标,请你在该图中用符号“+”
标出与第4次实验数据对应的坐标点,并画出T2-L关系图线o
5.0
(5)根据绘制出的T2-L关系图线,可求得g的测疑值为m/s2a(计算结果保留
2位效数字)
(6)用多组实验数据做岀严一1图像,也可以求出重力加速度g°
已知三位同学做岀的厂一厶
图线的示意图如图中的a、b、c、d所示,其中a、b和d平行,b和c都过原点,图线b
对应的g值最接近当地重力加速度的值。
则相对于图线b,下列分析正确的是
(选填选项前的字母)。
A•出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C•图线c对应的g值小于图线b对应的g值
D•岀现图线d的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长厶
24.某同学利用单摆测量重力加速度.
(1)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是
A•组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C•实验时须使摆球在同一竖直而内摆动
D•摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大
(2)如图所示,在物理支架的竖宜立柱上固泄有摆长约为2m的单摆,实验时,由于仅有
量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平而的位置做一标记点,测岀单摆的周期T」:
然后保持悬点位豊不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆周期T2:
最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离△!
_.用上述测星结果,写出重力加速度的表达式g=•
25.
简谐运动的振动图线可用下述方法画出:
如图
(1)所示,任弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像.取振子水平向右的方向为振子藹开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图
(2)所示.
(1)刚开始计时时,振子位移x二;
t=17s时,x=・
(2)若纸带运动的速度为2cm/s,振动图线上1、3两点间的距离为
(3)写出振子的振动方程为(用正弦函数表示).
【参考答案】材*试卷处理标记,请不要删除
1.A
【解析】
【分析】
本题考查弹簧不同状态下对应各物理量的值得情况。
【详解】
AB.fo时刻弹簧弹力最大,伸长量最大,弹性势能最大,2九时刻,弹力最小,弹性势能最小,A正确,B错误:
C.二厶时刻,弹簧振子在平衡位這,速度最大,弹力为2凡,功率不为零,C错误:
D.时刻,弹簧振子在平衡位置,物体加速度为零,处于平衡状态,D错误:
故选A。
2.D
试题分析:
单摆的周期与摆球的质量无关,只决立于摆长和当地的重力加速度.所以AB错误.在a球向下摆的过程中,只有重力做功,机械能守恒.有:
Mgh=|MV12
a、b两球碰撞过程时间极短,两球组成的系统动量守恒.所以有Mgm・2v讦(M+m)v2碰撞后摆动过程中,机械能守恒,所以有:
(M+沁0r=*(M+〃?
)必
整理得:
v2=0.5vi,所以h=0.25h.故C错误,D正确.故选D.
考点:
动量守恒迄律;
能量守恒定律
【需师点睛】分析清楚物体运动的过程,分过程利用机械能守恒和动量守恒即可求得结果:
单摆的周期是由单摆的摆长和当地的重力加速度的大小共同决立的,与摆球的质量和运动的速度无关.
3.A
线刚断开时,弹力最大,故加速度最大,由于甲的质量小,故根据牛顿第二定律,苴加速度大,A正确;
当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后,甲乙的最大动能相
同,由于甲的质量小于乙的质量,由知道,甲的最大速度一左大于乙的最大速
度,B错误:
线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,即振幅一建相同,CD错误.
【点睛】线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位宜的最大距离相同,则振幅一泄相同.当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后弹簧转化为动能,甲乙最大动能相同,根据质量关系,分析最大速度关系.
4.B
【详解】在地球表而重力等于万有引力,故
由单摆的周期:
联立各式解得
故选B・
【点睛]
本题关键是要掌握两个公式,地球表而的重力加速度公式g=聲和单摆的周期公式
广
A.由图可知,甲的振幅人戸2cm,乙的振幅A沪lcm,故A错误:
B.根据F=-kx得知,若k相同,则回复力最大值之比等于振幅之比,为2:
1;
由于k的关系未知,所以所受回复力最大值之比不一定为2:
1,故B错误:
D.Q2s时,甲通过平衡位宜,速度达到最大值.乙的位移最大,加速度达到最大值,故D错误.
故选C
【解析】【分析】【详解】
A.从图中可知人时刻钢球正向下向平衡位置运动,即向下做加速运动,加速度向下.所以处于失重状态,A错误;
B.从图中可知4时刻正远离平衡位置,所以速度向下,B错误:
c.trt2时间内小球先向平衡位置运动,然后再远离平衡位置,故速度先增大后减小,即动能先增大后减小,C错误;
D.t^t2时间内小球一直向下运动,拉力恒向上,做负功,所以小球的机械能减小,D正确。
故选Do
7.C
A.小球振动的固有周期T=4s,则其固有频率为/=l=0.25Hz,A错误;
B.小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期,即等于圆盘转动周期,不一左等于固有周期4s,B错误:
CD.圆盘转动周期在4s附近时,驱动力周期等于振动系统的固有周期,小球产生共振现象,振幅显著增大,C正确D错误。
故选C。
8.C
匸必时,货物加速度方向向下,失重,货物对车厢底板的压力最小,A错误;
时,货物加速度为零,货物对车厢底板的压力等于重力大小,B错误:
匸3必时,货物加速度方向向上且最大,超重,此时货物对车厢底板的压力最大,C正确、D错误.
9.A
【详解】如图所示
0]为弹簧的原长位宜,02为挂上物块8时弹簧伸长后的位置,弹簧的伸长量为Aa°
要使B向上运动并能顶起弹簧给力的力至少要等于A物块的重力尬边,即弹簧至少要压缩到位巻。
3,压缩量为心2,物块8在力F的作用下至少下拉的长度厶"
,让B以02为平衡位置做简谐运动。
则要满足
Axt=+A.v0
又因为
mag=k^x(),mkg=k^x2
F=k$
所以F的最小值
F=(mA+mB)g
故BCD错误,A正确。
10.D
A中振子的振动周期等于2t】,故A不对:
B中在t=0时刻,振子的位宜在0点,然后向左运动,故B不对;
C中在t=ti时刻,振子经过平衡位置,此时它的速度最大,故C不对:
D中从t】到t2,振子正从0点向b点运动,故D是正确的.
11.BC
A.物体A在0点平衡位巻,有
mgsin0=
解得
弹簧处理拉伸状态,故0C之间的距离为
mgsin0mgsin02mgsin&
即振幅为"
字J故A错误:
k
B.物体A在B点时,弹簧的形变量最大,系统的弹性势能最大,故B正确:
C.物体A在0点的速度最大,C点与0点的弹簧形变量一样,弹性势能相等,故有0点运动到C点,由动能左理得
故C正确:
D.由物块与弹簧构成的系统势能指的是重力势能和弹性势能之和。
根据机械能守恒圧律,动能和势能之和不变,由物块与弹簧构成的系统中,动能越小,势能越大:
系统在c点和B点动能为零,势能最大:
系统在0点动能最大,势能最小,故D错误。
故选BCo
12・ADE
甲在波峰或波谷速度为零时,乙在平衡位置,速度最大;
甲在平衡位置加速度最小时,乙
也在平衡位置,速度最大;
甲、乙同时处于平衡位置时,加速度为零,回复力都为零;
由
图可知两振子的周期,根据可得频率之比;
由图可知振幅之比.
A.由图可知甲在波唸或波谷速度为零时,乙在平衡位宜,速度最大,故A正确:
B.由图可知甲在平衡位宜加速度最小时,乙也在平衡位置,速度最大,故B错误;
C.甲、乙同时处于平衡位置时,加速度为零,回复力都为零,故C错误:
D.由图可知,甲的周期7>
=2.Os,乙的周期7•乙“.Os,根据:
得甲的频率八尸0.5Hz:
乙的频率/z=1.0Hz:
两个振子的振动频率之比/.P:
f/.=l:
2,故D正确:
E.由图可知,甲的振幅A.,,=10cm,乙的振幅Az.=5cm,两个振子的振幅之比为A屮:
A=2:
1,故E正确。
13.AD
AB.让a摆略偏离平衡位豊后无初速释放,做自由振动,其振动的周期等于固有周期。
b、c、d、e四个单摆在a摆的驱动力作用下做受迫振动,振动周期等于驱动力的周期,即等于a的固有周期,所以各摆的振动周期与a摆相同。
故A正确,B错误。
C.只有a摆做自由振动,其余四个摆做受迫振动,故C错误。
D.c摆的摆长与a摆摆长相等,固有周期相等,所以c摆与a摆岀现共振,振幅最大,英他各摆的振幅各不相同,故D正确。
14.ACD
A.简谐运动的回复力方向始终指向平衡位置使振子回到平衡位巻的力,是按效果命划
的,A正确;
B.振动图像描述的是振动质点在不同时刻的位移,不是英实际的运动轨迹,B错误:
C.物体做受迫振动的频率等于驱动力频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅最大,故C正确:
D.两简谐运动频率相同,相位差为:
D正确。
故选ACDo
15・AC
若振子开始的运动方向为向左:
则加+沧+協=5「仏=伽=1「故
TT
2^4
=65,解得T=8sz所以tOK1+tMb=—=2Sf故
=,MO=h,第三次经过M的过程中㊁+tMO+tOM=6s;
若振子开始的运动方向为向右,贝=1^0=5$r=tMh=\S,则
亍=伽+血=6八第三次经过M的过程为/加+牙+加=5+12+5=22$,故AC正
确・
d>
je
a
图1
Mb
b*
图2
16.AB
力、若Z=T,由简谐振动的周期性可知,r时刻和(7+从)时刻振子运动的各物理量都相同,所以加速度一
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