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1、1 21 2【若缺失公式、图片现象属于系统读取不成功，文档内容齐全完整，请放心下载。】机械振动章末测试时间：60 分钟 满分：100 分一、选择题(本题共 8 小题，每小题 5 分，共 40 分，每小题给出的四个选项中至少有一个 选项符合题目要求)1下列关于弹簧振子的振动，正确的说法是( )A 振幅越大，频率越大B 振幅越大，频率越小C 频率与振幅大小无关D 频率由弹簧振子本身决定解析：振动系统的频率由弹簧振子本身决定，称为固有频率，与振幅等物理量无关，故 C、 D 选项正确答案：CD2一质点做简谐运动，在 t 和 t 两个时刻，加速度相同，则这两个时刻下列物理量一定 相同的有( )A位移C速
2、度B动能 D回复力解析：t 和 t 两个时刻，加速度相同，说明此两时刻具有相同的回复力，相同的位移、相 同的动能，故 A、B、D 选项正确，速度是矢量，故 C 选项错误答案：ABD3一弹簧振子的周期为 2 s，当振子从平衡位置向右运动开始计时，经12.6 s 时振子的运 动情况是( )A向右减速 C向左减速B向右加速 D向左加速3解析：由简谐运动的周期性可知，经 12.6 s ，振子振动量 6 个周期，经过整个周期重复103以前的运动形式，故即可认为是经 个周期后的运动情况10T 3 T T ，所以振子正在向左运动，而且是向平衡位置运动，是加速运动，故 D 选项正 4 10 2确答案：D4登山
3、运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是( )- 1 -121 21 21 21 221A 避免产生回声B 减小对雪山的冲击C 避免使雪山共振D 使登山运动员耗散能量减少解析：登山运动员登雪山时，山上常年积雪，雪山内部温度高，有部分雪熔化成水，对 雪山积雪有润滑作用，高声叫喊，容易引起雪山共振发生雪崩答案：C5一个单摆和一个弹簧振子，在南京调节使它们的振动周期相等(设为 T)，现把它们一起 拿到莫斯科，若不再做任何调节，这时单摆的周期为 T ，弹簧振子的周期为 T ，则它们周期 大小关系为( )AT T TBT T T DT T T解析：弹簧振子的周期由弹簧振子本身决定在南京和莫斯科，该系统没
4、有变化，因周 期不变即 T T，而单摆周期与当地重力加速度有关，在莫斯科重力加速度大于南京的重力加 速度，则 T T，故 A 选项正确答案：A6一质点做简谐运动的图象如下图所示，下列说法正确的是( )A 质点振动的频率是 4 HzB 在 10 秒内质点经过的路程是 20 cmC 在 5 秒末，速度为零，加速度最大D 在 t1.5 s 和 t4.5 s 时，质点的位移大小相等解析：由题意可知，做简谐运动的周期 T4 s ，f0.25 Hz ，每个周期质点经过的路程为 振幅的 4 倍，所以 10 s 内经过的路程为 20 cm，故 B 选项正确；5 秒末质点在最大位移处，速 度为零，加速度最大，故
5、 C 选项正确；由图象可知，t1.5 s 和 t4.5 s 时质点的位移相同， 故 D 选项正确答案：BCD7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，则( )- 2 -1121 2211 21 22 12 12 1122 11122112221 21 1 21 212A 甲乙两振子的振幅分别为 2 cm、1 cmB 甲、乙两个振子的相位差总为 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，乙的加速度最大解析：由图可知，A 2 cm，A 1 cm，故 A 选项正确；两振子的频率不相等，相位差甲 乙为一变量，故 B 选项错误
6、；前 2 s 甲的位移为正值，回复力为负值，加速度为负值，故C 选项 错误；第 2 s 末甲在平衡位置，乙在负向最大位移处，故 D 选项正确答案：AD8如下图是演示简谐运动图象的装置，当木板 N 被匀速地拉出时，从摆动着的漏斗中漏 出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线 OO 代表时间轴图 乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线若板 N 和板 N 拉动的速度 v 和 v 的关系为 v 2v ，则板 N 、N 上曲线所代表的振动周期 T 和 T 的关系为( )AT TCT 4TBT 2T 1DT T 2 4 1解析：由 ON 和 ON 相等，v 2v ，拉动 N 所用时
7、间 t ，拉动 N 所用时间 t .t ON ON t，t ，则 t 2t ，由题中乙图可知 T t ，T ，所以 T 4T .故 D 选项正 v v 2确答案：D二、非选择题(共 5 个小题，共 60 分)9(8 分)一个做简谐运动的物体，其位移随时间变化规律为 x5sin5t cm.由此可知该物 体的振幅为 _ ，周期 _ ， t 0 时刻它的位移是 _ ，运动方向为 _解析：由 x5sin5t cm 可知振幅 A5 cm，角频率 5rad/s2T 0.4 s；当 t0 时，x0.- 3 -n4其运动方向由平衡位置向最大位移处运动，方向为正方向答案：5 cm 0.4 s 0 正方向10(1
8、2 分)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，他先测得摆线长为 97.50 cm， 摆球的直径为 2.00 cm，然后用秒表记录了单摆完成 50 次全振动所用的时间，则(1) 该单摆的摆长为_ cm.(2) 如果测出的 g 值偏小，可能的原因是_A 测量摆线长，线拉得过紧B 摆线上端没有固定，振动中出现松动，使摆线变长了C 开始计时时，秒表按下迟了D 实验中误将 49 次全振动记为 50 次(3)该同学由测量数据作出 lT2图象(如下图所示)，根据图象求出重力加速度 g_m/s2(保留 3 位有效数字)d解析：(1)摆长 ll 98.50 cm.2(2)由单摆的周期公式 T2L 42l
9、42l得 g 可知 l 偏大，g 偏大；T 偏大，g 偏小；t g T2 t()2偏小，g 偏大；h 偏大，g 偏大；故 B 选项正确g(3)L T2，则 lT2 42g图线的斜率为 k ，得 g4k2，在图线取相距较远的两点求得421斜率 k .则 g29.88 m/s2.答案：(1)98.50 (2)B (3)9.8811(10 分)如下图所示，当小球在两个高为 h 的光滑斜面之间来回滑动时，小球将做机械 振动，如果在运动中，小球经过两斜边接口处能量损失不计，问：(1)小球的振动是否为简谐运动？- 4 -(2)小球的振动周期解析：(1)小球在斜面上运动时回复力大小总等于 mgsin，与运动
10、位移无关，故小球的振 动不是简谐运动(2)小球斜放后向最低点做匀加速直线运动，设其周期为 T，则有1 TS a( )22 4hS sinagsin4 2 h联立，解得 T sin g.4 2 h答案：(1)不是 (2)T sin g12(14 分)如图所示是一个质点做简谐运动的图象，根据图象回答下面的问题：(1) 振动质点离开平衡位置的最大距离；(2) 写出此振动质点的运动表达式；(3) 振动质点在 00.6 s 的时间内质点通过的路程；(4) 振动质点在 t0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s 时质点的振动方向；(5) 振动质点在 0.6 s0.8 s 这段时间内速度和加速度是怎样
11、变化的？(6) 振动质点在 0.4 s0.8 s 这段时间内的动能变化是多少？解析：(1)由图象可知 A5 cm.(2)由图象可知 T0.8 s，0则 xAsin(t)5sin2.5t cm.(3)从 0 时刻到 0.6 s 时间内通过的路程0.6S4nA 45 cm0.815 cm.(4)t0.1 秒时，振动质点处于位移为正值的某一位置，从图象可知经过极短时间 t.振动 质点的位移增大，由此可知，t0.1 s 振动方向沿 x 轴正方向，同理可知，t0.3 s 时 x 负方向， t0.5 s 时，x 负方向t0.7 s 时，x 正方向- 5 -mmmmNmm000(5) 0.60.8 s 时间
12、内，振动物体的位移越来越小即加速度越来越小，但加速度与速度同 向故速度越来越大即 0.60.8 s 振动质点做加速度越来越小的加速运动(6) 0.4 s 和 0.8 s 两个时刻质点都在平衡位置动能相同，故动能变化为零答案：见解析13(16 分)两木块 A、B 质量分别为 m、M，用劲度系数为 k 的轻弹簧连在一起，放在水 平地面上，如右图所示，用外力将木块 A 压下一段距离静止，释放后 A 做简谐运动，在 A 振 动过程中，木块 B 刚好始终未离开地面求：(1) 木块 A 的最大加速度；(2) 木块 B 对地面的最大压力；(3) 要使 B 离开地面，外力至少多大？解析：(1)除去外力后，A
13、以未加外力时的位置为平衡位置做简谐运动当 A 运动到平衡 位置上方最大位移处时，B 恰好对地面压力为零，A 加速度最大，设为 a ，对整体由牛顿第二 定律有：则 a (Mm)g/m，方向向下(2)当 A 运动到平衡位置下方最大位移处时，A 有向上的最大加速度 a (超重)，木块对地 面压力最大，又对整体由牛顿第二定律得：N(Mm)gM0ma ，则 F (Mm)gma 2(Mm)g，由牛顿第三定律得，B 对地面最大压力：F(Mm)gma 2(Mm)g，F2(Mm)g，方向向下(3)不加外力时，对 m：kx mg加外力 F 静止时，对 m：k(xx )FmgM 刚离地面时对 M：k(xx )Mg解得：F(Mm)g.答案：(1)(Mm)g/m (2)2(Mm)g 方向向下 (3)(Mm) g- 6 -