高中物理机械振动试题及答案.pdf

一 简谐运动及其振幅 周期和频率练习题 1 一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大 则在这段时间内 A 振子的速度越来越大 B 振子正在向平衡位置运动 C 振子的速度方向与加速度方向一致 D 以上说法都不正确 2 一质点做简谐运动 先后以相同的动量依次通过A B两点 历 时1s 质点通过B点后再经过1s又第2次通过B点 在这两秒钟内 质点 通过的总路程为12cm 则质点的振动周期和振幅分别为 A 3s 6cm B 4s 6cm C 4s 9cm D 2s 8cm 3 做简谐运动的物体 当物体的位移为负值时 下面说法正确的 是 A 速度一定为正值 加速度一定为负值 B 速度一定为负值 加速度一定为正值 C 速度不一定为正值 加速度一定为正值 D 速度不一定为负值 加速度一定为正值 4 小球做简谐运动 则下述说法正确的是 A 小球所受的回复力大小与位移成正比 方向相反 B 小球的加速度大小与位移成正比 方向相反 C 小球的速度大小与位移成正比 方向相反 D 小球速度的大小与位移成正比 方向可能相同也可能相反 5 做简谐运动的弹簧振子 下述说法中正确的是 A 振子通过平衡位置时 速度最大 B 振子在最大位移处时 加速度最大 C 振子在连续两次通过同一位置时 位移相同 D 振子连续两次通过同一位置时 动能相同 动量相同 6 一弹簧振子作简谐运动 下列说法中正确的有 A 若位移为负值 则速度一定为正值 加速度也一定为正值 B 振子通过平衡位置时 速度为零 加速度最大 C 振子每次通过平衡位置时 加速度相同 速度也一定相同 D 振子每次通过同一位置时 其速度不一定相同 但加速度一定 相同 7 一个弹簧振子 第一次用力把弹簧压缩x后开始振动 第二次把 弹簧压缩2x后开始振动 则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之 比分别为 A 1 2 1 2 B 1 1 1 1 C 1 1 1 2 D 1 2 1 1 8 做简谐运动的弹簧振子 其质量为m 最大速度为v 则下列说 法中正确的是 A 从某时刻算起 在半个周期的时间内 弹力做功一定为零 B 从某时刻算起 在半个周期的时间内 弹力做的功可能是 C 从某时刻算起 在半个周期的时间内 弹力的冲量一定为零 D 从某时刻算起 在半个周期的时间内 弹力的冲量可能是零 到2mv之间的某一个值 9 质点沿直线以O为平衡位置做简谐运动 A B两点分别为正最 大位移处与负最大位移处的点 A B相距10cm 质点从A到B的时间 为0 1s 从质点到O点时开始计时 经0 5s 则下述说法正确的是 A 振幅为5cm B 振幅为10cm C 通过路程50cm D 质点位移 为50 cm 10 对简谐运动下述说法中正确的是 A 物体振动的最大位移等于振幅 B 物体离开平衡位置的最大距 离叫振幅 C 振幅随时间做周期性变化 D 物体两次通过平衡位置的时间 叫周期 二 填空题 11 质点做简谐运动的周期为0 4s 振幅为0 1m 从质点通过平衡 位置开始计时 则经5s 质点通过的路程等于 m 位移 为 m 12 质点以O为平衡位置做简谐运动 它离开平衡位置向最大位移 处运动的过程中 经0 15s第一次通过A点 再经0 1s第二次通过A点 再经 s第三次通过A点 此质点振动的周期等于 s 频率等于 Hz 13 一个作简谐运动的质点在平衡位置O点附近振动 当质点从O 点向某一侧运动时 经3s第1次过M点 再向前运动 又经2s第2次过M 点 求该质点再经 第3次过M点 三 计算题 14 弹簧振子的固有周期为0 4s 振幅为5cm 从振子经过平衡位 置开始计时 经2 5s小球的位置及通过的路程各多大 15 木块质量为m 放在水面上静止 平衡 如图1所示 今用 力向下将其压入水中一段深度后撤掉外力 木块在水面上振动 试判别 木块的振动是否为简谐运动 简谐运动及其振幅 周期和频率练习题答案 一 选择题 1 ABC 2 B 3 CD 4 AB 5 ABC 6 D 7 C 8 AD 9 AC 10 B 二 填空题 三 计算题 14 125cm 最大位移处 15 是 二 简谐运动和图象练习题 一 选择题 1 一质点作简谐运动 其位移x与时间t关系曲线如图1所示 由图 可知 A 质点振动的频率是4Hz B 质点振动的振幅是2cm C 在t 3s时 质点的速度为最大 D 在t 4s时 质点所受的合 外力为零 2 弹簧振子做简谐运动的图线如图2所示 在t1至t2这段时间内 A 振子的速度方向和加速度方向都不变 B 振子的速度方向和加速度方向都改变 C 振子的速度方向改变 加速度方向不变 D 振子的速度方向不变 加速度方向改变 3 摆长为L的单摆做简谐运动 若从某时刻开始计时 取作t 0 4 如图4所示 做简谐运动的质点 表示加速度与位移的关系的图 线是 5 如图5所示 下述说法正确的是 A 第2s末加速度为正 最大速度为0 B 第3s末加速度为0 速度 为正最大 C 第4s内加速度不断增大 D 第4s内速度不断增大 6 一质点作简谐运动 图象如图6所示 在0 2s到0 3s这段时间内 质点的运动情况是 A 沿负方向运动 且速度不断增大 B 沿负方向运动的位移不断增大 C 沿正方向运动 且速度不断增大 D 沿正方向的加速度不断减小 二 填空题 7 图7 a 为单摆的振动图象 图7 b 为单摆简谐运动的实际 振动图示 试在 b 图中标出t时刻摆球所在的位置 8 如图8所示 是一个质点的振动图像 根据图像回答下列各问 1 振动的振幅 2 振动的频率 3 在t 0 1s 0 3s 0 5s 0 7s时质点的振动方向 4 质点速度首次具有最大负值的时刻和位置 5 质点运动的加速度首次具有最大负值的时刻和位 置 9 一个做简谐运动的质点 先后以相同的动量通过a b两点历时 0 1s 再经过0 1s质点第二次 反向 通过b点 若质点在这0 2s内经过 的路程是8cm 则此简谐运动的周期为 s 振幅为 cm 10 光滑水平面上水平放置一弹簧AB A端固定 B端受到1N的拉 力时弹簧伸长5cm 现在在B点系一个质量为100g的小球 并使弹簧伸 长10cm 放手后让其做简谐运动 它的振幅是 cm 振动中加 速度的最大值是 m s2 三 计算题 11 如图9所示为水平放置的两个弹簧振子a和b的振动图象 已知 两个振子质量比ma mb 2 3 弹簧的劲度系数ka kb 3 2 求 1 它们的振幅之比Aa Ab 2 它们的振动周期比Ta Tb 3 它们的最大加速度之比aa ab 简谐运动的图象练习题答案 一 选择题 1 BC 2 D 3 D 4 C 5 ABC 6 CD 二 填空题 7 c点 8 1 5cm 2 1 25H2 3 正 负 负 正方向 4 0 4s 平衡位置 5 0 2s 最大位移处 9 0 4 4 10 10 20 三 计算题 11 2 1 2 3 9 2 三 单摆练习题 一 选择题 1 振动着的单摆摆球 通过平衡位置时 它受到的回复力 A 指向地面 B 指向悬点 C 数值为零 D 垂直摆线 指向运动 方向 2 对于秒摆下述说法正确的是 A 摆长缩短为原来的四分之一时 频率是1Hz B 摆球质量减小到原来的四分之一时 周期是4s C 振幅减为原来的四分之一时 周期是2s D 如果重力加速度减为原来的四分之一时 频率为0 25Hz 3 一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万 有引力的1 4 在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后 此钟分针一 整圈所经历的时间实际上是 4 下列单摆的周期相对于地面上的固有周期变大的是 A 加速向上的电梯中的单摆 B 在匀速水平方向前进的列车中的 单摆 C 减速上升的电梯中的单摆 D 在匀速向上运动的电梯中的单摆 5 一绳长为L的单摆 在平衡位置正上方 L L 的P处有一个 钉子 如图1所示 这个摆的周期是 6 用空心铁球内部装满水做摆球 若球正下方有一小孔 水不断 从孔中流出 从球内装满水到水流完为止的过程中 其振动周期的大小 是 A 不变 B 变大 C 先变大后变小回到原值 D 先变小后 变大回到原值 7 一单摆的摆长为40cm 摆球在t 0时刻正从平衡位置向右运动 若g取10 m s2 则在1s时摆球的运动情况是 A 正向左做减速运动 加速度正在增大 B 正向左做加速运动 加速度正在减小 C 正向右做减速运动 加速度正在增大 D 正向右做加速运动 加速度正在减小 8 一个摆钟从甲地拿到乙地 它的钟摆摆动加快了 则下列对此 现象的分析及调准方法的叙述中正确的是 A g甲 g乙 将摆长适当增长 B g甲 g乙 将摆长适当缩短 C g甲 g乙 将摆长适当增长 D g甲 g乙 将摆长适当缩短 9 一个单摆挂在电梯内 发现单摆的周期增大为原来的2倍 可见 电梯在做加速度运动 加速度 为 A 方向向上 大小为g 2 B 方向向上 大小为3g 4 C 方向向下 大小为g 4 D 方向向下 大小为3g 4 二 填空题 10 如图2所示 为一双线摆 二摆线长均为L 悬点在同一水平面 上 使摆球A在垂直于纸面的方向上振动 当A球从平衡位置通过的同 时 小球B在A球的正上方由静止放开 小球A B刚好相碰 则小球B 距小球A的平衡位置的最小距离等于 11 将单摆摆球拉到悬点后由静止放开 到摆线伸直的时间为t1 将摆球拉开使摆线与竖直方向的夹角为3 从静止放开摆球回到平衡 位置的时间为t2 则t1 t2 12 A B二单摆 当A振动20次 B振动30次 已知A摆摆长比B摆 长40cm 则A B二摆摆长分别为 cm与 cm 13 将单摆A的摆长增加1 5m 振动周期增大到2倍 则A摆摆长 为 m 振动周期等于 s 三 计算题 14 把地球上的一个秒摆 周期等于2s的摆称为秒摆 拿到月球上 去 它的振动周期变为多少 已知地球质量M地 5 98 1024kg 半径R 地 6 4 106m 月球质量M月 7 34 1022kg 半径R月 1 74 106m 15 将一摆长为L的单摆放置在升降机内 当升降机各以大小为a的 加速度加速上升 减速上升时 单摆的周期各为多大 单摆练习题答案 一 选择题 1 C 2 ACD 3 C 4 C 5 D 6 C 7 D 8 C 9 D 二 填空题 三 计算题 四 振动的能量 阻尼振动 受迫振动和共振练习 题 一 选择题 1 两个弹簧振子 甲的固有频率是100Hz 乙的固有频率 是400Hz 若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动 则 A 甲的振幅较大 振动频率是100Hz B 乙的振幅较大 振动频 率是300Hz C 甲的振幅较大 振动频率是300Hz D 乙的振幅较大 振动频 率是400Hz 2 如图1所示 A球振动后 通过水平细绳迫使B C振动 下面说 法中正确的是 A 只有A C振动周期相等 B A的振幅比B小 C C的振幅比B的振幅大 D A B C的振动周期相等 3 铁轨上每根钢轨长12m 若支持车厢的弹簧固有频率是2Hz 那 么列车以多大速度行驶时 车厢振动最厉害 A 6m s B 12m s C 24m s D 48m s 4 一单摆做阻尼振动 则在振动过程中 A 振幅越来越小 周期也越来越小 B 振幅越来越小 周期不变 C 在振动过程中 通过某一位置时 机械能始终不变 D 振动过程中 机械能不守恒 周期不变 5 某振动系统的固有频率f1 该振动系统在频率为f2的驱动力的作 用下做受迫振动 系统的振动频率为 A f1 B f2 C f1 f2 D f1 f2 2 6 下列说法中正确的是 A 实际的自由振动必然是阻尼振动 B 在外力作用下的振动是受 迫振动 C 阻尼振动的振幅越来越小 D 受迫振动稳定后的频率与自身 物理条件无关 7 如图2所示是物体受迫振动的共振曲线 其纵坐标表示了物体 A 在不同时刻的振幅 B 在不同时刻的位移 C 在不同驱动力下的振幅 D 在不同驱动力下的位移 8 一平台沿竖直方向作简谐运动 一物体置于振动的平台上随台 一起运动 当振动平台处于什么位置时 物体对台面的正压力最大 A 当振动平台运动到最高点时 B 当振动平台向下运动过振动中 心点时 C 当振动平台运动到最低点时 D 当振动平台向上运动过振动中 心点时 二 填空题 9 若列车车厢与其负荷总质量为m 55 0t 车厢弹簧每受1 0t重就 被压缩S 0 80mm 我国铁路一般轨长为L 12 6m 列车的危险速率 发 生激烈颠簸时的速率 为 10 如图3所示 在曲柄A上悬挂一个弹簧振子 如果转动摇把C可 带动曲轴BAD 用手往下拉振子 再放手使弹簧振子上下振动 测得振 子在10s内完成20次全振动 然后匀速转动摇把 当转速 为 r min 弹簧振子振动最剧烈 稳定后的振动周期 为 s 11 如图4所示 一个偏心轮的圆心为O 重心为C 它们所组成的 系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f 当偏心轮以角速度 绕O轴 匀速转动时 则当 时振动最为剧烈 这个现象称为 三 计算题 12 如图5为一单摆的共振曲线 则该单摆的摆长约为多少 共振 时单摆的振幅多大 共振时摆球的最大加速度和最大速度大小各为多 少 振动的能量 阻尼振动 受迫振动 共振练习题答 案 一 选择题 1 B 2 CD 3 C 4 BD 5 B 6 ACD 7 C 8 C 二 填空题 9 108km h 10 120 0 25 11 2 f 共振 三 计算题 12 8cm 0 8m s2 0 25m s 五 单元练习题 一 选择题 1 关于简谐运动的下列说法中 正确的是 A 位移减小时 加速度减小 速度增大 B 位移方向总跟加速度方向相反 跟速度方向相同 C 物体的运动方向指向平衡位置时 速度方向跟位移方向相反 背向平衡位置时 速度方向跟位移方向相同 D 水平弹簧振子朝左运动时 加速度方向跟速度方向相同 朝右 运动时 加速度方向跟速度方向相反 2 弹簧振子做简谐运动时 从振子经过某一位置A开始计时 则 A 当振子再次与零时刻的速度相同时 经过的时间一定是半周期 B 当振子再次经过A时 经过的时间一定是半周期 C 当振子的加速度再次与零时刻的加速度相同时 一定又到达位 置A D 一定还有另一个位置跟位置A有相同的位移 3 如图1所示 两木块A和B叠放在光滑水平面上 质量分别为m和 M A与B之间的最大静摩擦力为f B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构 成弹簧振子 为使A和B在振动过程中不发生相对滑动 则 4 若单摆的摆长不变 摆球的质量增为原来的4倍 摆球经过平衡 A 频率不变 机械能不变 B 频率不变 机械能改变 C 频率改变 机械能改变 D 频率改变 机械能不变 5 一质点做简谐运动的振动图象如图2所示 质点在哪两段时间内 的速度与加速度方向相同 A 0 0 3s和0 3 0 6s B 0 6 0 9s和0 9 1 2s C 0 0 3s和0 9 1 2s D 0 3 0 6s和0 9 1 2s 6 如图3所示 为一弹簧振子在水平面做简谐运动的位移一时间图 象 则此振动系统 A 在t1和t3时刻具有相同的动能和动量 B 在t3和t4时刻振子具有相同的势能和动量 C 在t1和t4时刻振子具有相同的加速度 D 在t2和t5时刻振子所受回复力大小之比为2 1 7 摆A振动60次的同时 单摆B振动30次 它们周期分别为T1和 T2 频率分别为f1和f2 则T1 T2和f1 f2分别等于 A 2 1 2 1 B 2 1 1 2 C 1 2 2 1 D 1 1 1 2 8 一个直径为d的空心金属球壳内充满水后 用一根长为L的轻质 细线悬挂起来形成一个单摆 如图4所示 若在摆动过程中 球壳内的 水从底端的小孔缓慢泄漏 则此摆的周期 B 肯定改变 因为单摆的摆长发生了变化 C T1先逐渐增大 后又减小 最后又变为T1 D T1先逐渐减小 后又增大 最后又变为T1 9 如图5所示 AB为半径R 2m的一段光滑圆糟 A B两点在同 一水平高度上 且AB弧长20cm 将一小球由A点释放 则它运动到B点 所用时间为 10 一只单摆 在第一个星球表面上的振动周期为T1 在第二个星 球表面上的振动周期为T2 若这两个星球的质量之比M1 M2 4 1 半径之比R1 R2 2 1 则T1 T2等于 11 有甲 乙 丙三个质量相同的单摆 它们的固有频率分别 为f 4f 6f 都在频率4f的同一策动力作用下做受迫振动 比较这三个 单摆 A 乙的振幅最大 丙的其次 甲的最小B 乙的振幅最大 甲的 其次 丙的最小 C 它们的振动频率都是4f D 乙的振动频率是4f 甲和丙的振动频率分别是固有频率和策动 力频率的合成 12 升降机中装一只单摆 当升降机匀速运动时 单摆振动周期 为T 现升降机变速运动 且加速度的绝对值小于g 则 A 升降机向上匀加速运动时 单摆振动周期大于T B 升降机向上匀加速运动时 单摆动力周期小于T C 升降机向下匀加速运动时 单摆振动周期大于T D 升降机向下匀加速运动时 单摆振动周期小于T 二 填空题 13 质点在O点附近做简谐运动 由O点开始计时 质点第一次到 达O点附近的M点需时6s 又经过4s再一次通过M点 则质点第三次通 过M点还要经过 s 14 如图6所示 两个相同的弹性小球 分别挂在不能伸长的细线 上 两线互相平行 两球重心在同一水平线上且互相接触 第1个球摆 长为L1 第2个球摆长为4L1 现将第1个球拉一个很小的角度后释放 在第1个球摆动周期的两倍时间内 两球碰撞的次数为 次 15 有一单摆 在山脚下测得周期为T1 移到山顶测得周期为了 T2 设地球半