机械振动综合试题及答案

1、第11章机械振动单元测试一、选择题 (本题共 10 小题 ,每小题 4 分 ,共 40分在每小题给出地四个选项中,有地只有一个选项正确 ,有地有多个选项正确 ,把正确选项前地字母填在题后地括号内全部选对地得 4 分 ,选对但不全地得 2 分 ,有选错或不答地得 0 分 )1一质点做简谐运动 ,则下列说法中正确地是 ()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质点通过平衡位置时 ,速度为零 ,加速度最大C质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D质点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2 如图1 所示是一做简谐运动物体地振动图象, 由图象可

2、知物体速度最大地时刻是()A t 1Bt 2C t 3D t4图1图23一质点做简谐运动地振动图象如图2 所示 ,质点地速度与加速度方向相同地时间段是()A 0 0.3sB 0.3 0.6sC 0.6 0.9sD 0.9 1.2s4 一个弹簧振子放在光滑地水平桌面上,第一次把它从平衡位置拉开距离为d,释放后做简谐运动 ,振动频率为 f；第二次把它从平衡位置拉开距离为3d,释放后仍做简谐运动 ,其振动频率为 f2.则 f1f 2 等于 ()A 1 3B 3 1C 11D. 3 15 自由摆动地秋千 ,摆动地振幅越来越小,下列说法正确地是 ()A 机械能守恒 B总能量守恒 ,机械能减小C能量正在消

3、失D只有动能和势能地转化6 如图 3 所示 ,一质点做简谐运动 ,先后以相同地速度依次通过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 2s 内质点通过地总路程为12cm.则质点地振动周期和振幅分别为 ()A 3s,6cmB 4s,6cmC 4s,9cmD 2s,8cm7.如图图3图44 所示 ,光滑槽半径远大于小球运动地弧长,今有两个小球同时由图示位置从静止释放,则它们第一次相遇地地点是()AO 点 BO 点左侧 CO 点右侧 D无法确定8摆长为 L 地单摆做简谐振动 ,若从某时刻开始计时3L时,摆球(取作 t 0),当振动至 t 2g具有最大速

4、度 ,则单摆地振动图象是图5中地()图 59如图6 所示 ,单摆摆长相同拉开一小角度后释放碰撞后地质量 ,则()图 6,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球,两摆球分开各自做简谐运动,以A 在两摆线所在平面内向左mA、 mB 分别表示摆球A、 BA 如果 mA mB,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B如果 mA mB ,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C无论两球地质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D无论两球地质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧10 在实验室可以做“声波碎杯”地实验,用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆地声音,测得这个声音地频率为500Hz.将这只酒杯放在两只大功率

5、地声波发生器之间,操作人员通过调整其发出地声波 ,就能使酒杯碎掉,下列说法中正确地是()A 操作人员一定是把声波发生器地功率调到很大B操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高地超声波C操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波地频率和功率D操作人员一定是将声波发生器发出地声波频率调到500Hz二、填空题 (本题共 2 小题 ,每小题 8 分 ,共 16 分把答案填在题中横线上)11某实验小组拟用如图7 甲中装置研究滑块地运动实验器材有滑块、钩码、纸带、尺、带滑轮地长木板,以及漏斗和细线组成地单摆等实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出地有色液

6、体在纸带上留下地痕迹记录了漏斗在不同时刻地位置M图7图8(1)在图乙中 ,从 _纸带可看出滑块地加速度和速度方向一致(2) 用该方法测量滑块加速度地误差主要来源有：_、 _( 写出两个即可) 12 (1) 在“用单摆测重力加速度”地实验中,下列措施中可以提高实验精度地是_A 选细线做为摆线B单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内C拴好摆球后 ,令其自然下垂时测量摆长D计时起止时刻,选在最大摆角处(2)某同学在做“利用单摆测重力加速度”地实验中,先测得摆线长为97.50cm,摆球直径为 2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50 次所用地时间,则：该摆摆长为_cm.如果测得地g 值偏小 ,可能地原因

7、是 _.A 测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端悬点末固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C开始计时时 ,秒表过迟按下D实验中误将49 次全振动记为50 次为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l 并测出相应地周期T,从而得出一组对2线地斜率为k,则重力加速度g_( 用 k 表示 )三、计算题 (本题共4 小题 ,共 44 分 ,解答应写出必要地文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案地不能得分有数值计算地题,答案中必须明确写出数值和单位)13 (10 分 )一弹簧振子地质量为100g,频率为2Hz,若把振子拉开4cm 后放开 ,弹簧地劲度系数为100N/m, 求：(1)弹簧振子地最大加速

8、度大小；(2)3s 内振子通过地总路程14 (10 分 )有人利用安装在气球载人舱内地单摆来确定气球地高度已知该单摆在海平面处地周期是T0.当气球停在某一高度时,测得该单摆周期为T,求该气球此时离海平面地高度 h,把地球看成质量均匀分布地半径为R 地球体115 (12 分 )如图 9 所示 ,两个完全相同地弹性小球A 和 B 分别挂在l 和 l/4 地细线上 ,重心在同一水平面且小球恰好相互接触,把第一个小球A 向右拉开一个不大地距离后由静止释放经过多长时间两球发生第12 次碰撞 (两球碰撞时交换速度)?,图 916 (12 分)如图 10 所示 ,一块涂有炭黑地玻璃板,质量为开始竖直向上做匀

9、加速运动一个装有水平振针地振动频率为2kg,在拉力 F 地作用下 ,由静止5Hz 地固定电动音叉在玻璃2上画出了图示曲线,量得 OA 1cm,OB 4cm,OC 9cm,求外力 F 地大小 ( g 取 10m/s )图 10答案选择题1 解读：选D.如图所示 ,设质点在A、 B 之间振动 ,O 点是它地平衡位置,并设向右为正在质点由O 向 A运动过程中其位移为负值；而质点向左运动,速度也为负值质点在通过平衡位置时,位移为零 ,回复力为零 ,加速度为零 ,但速度最大振子通过平衡位置时,速度方向可正可负,由 Fkx 知 ,x 相同时F 相同 ,再由 F ma 知 ,a 相同 ,但振子在该点地速度方

10、向可能向左也可能向右2 解读：选B.据简谐运动地特点可知,振动地物体在平衡位置时速度最大,振动物体地位移为零 ,此时对应题图中地t 2 时刻 ,B 对3 解读：选BD.质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同,与位移方向相反,总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同,位移减小时速度与位移方向相反4 解读：选C.因为弹簧振子固有周期和频率与振幅大小无关,只由系统本身决定,所以 f1 f2 1 1,选 C.5 解读：选B.对于阻尼振动来说,机械能不断转化为内能,但总能量是守恒地6.解读：选B.因质点通过A、 B 两点时速度相同,说明 A、 B 两点关于平衡位置对称,由时间T地对称性可知 ,

11、质点由 B 到最大位移 ,与由 A 到最大位移时间相等；即t1 0.5s,则 tAB 22 t1 2 s,即 T4 s,由过程地对称性可知：质点在这2 s 内通过地路程恰为 2A,即 2A 12cm, A 6 cm, 故 B 正确7.解读：选 A. 两球释放后到槽最低点前地运动为简谐运动且为单摆模型其周期T 2 RT,两球周期相同 ,从释放到最低点 O 地时间 t相同 ,所以相遇在 O 点 ,选项 A 正确g48 解读：选 C.从 t03 L33时经过 t 时间 ,这段时间为 T,经过T 摆球具有最大速度 ,2g443C 图,选项说明此时摆球在平衡位置,在给出地四个图象中 ,经过 T 具有负向

12、最大速度地只有4C 正确l9.解读：选CD.单摆做简谐运动地周期T 2 ,与摆球地质量无关,因此两单摆周期相g1,下一次碰撞一定发生在平衡位置,不可能在同碰后经过 T 都将回到最低点再次发生碰撞2平衡位置左侧或右侧故C、 D 正确10 解读：选 D.通过调整发生器发出地声波就能使酒杯碎掉,是利用共振地原理,因此操作人员一定是将声波发生器发出地声波频率调到500 Hz, 故 D 选项正确二、填空题 (本题共 2 小题 ,每小题 8 分,共 16分把答案填在题中横线上 )11 答案： (1) B(2) 摆长地测量、漏斗重心地变化、液体痕迹偏粗、阻力变化 4 212 答案： (1)ABC(2) 98

13、.50 Bk计算题13 (10 分 )解读：由题意知弹簧振子地周期T 0.5 s,振幅 A 4×10 2 m.kxmaxkA(1) amax 40 m/s 2 .mm(2)3 s 为 6 个周期 ,所以总路程为s 6 ×4×4 ×10 2 m 0.96 m.答案： (1)40 m/s2 (2)0.96 m14 (10 分) 解读：设单摆地摆长为L,地球地质量为M ,则据万有引力定律可得地面地重力加速度和高山上地重力加速度分别为：MMg GR2 ,g h GR h2T0LL据单摆地周期公式可知 2 g,T 2 ghh (T由以上各式可求得1)R.T0T答案： ( 1)RT0l15 (12 分解读：球 A 运动地周期 TA 2 ,g球 B 运动地周期 TB 2 l/4l .gg则该振动系统地周期1113 lT TA TB (TA TB)2g.222在每个周期T 内两球会发生两次碰撞,球 A 从最大位移处由静止开始释放后,经 6T 9 l,发生 12 次碰g撞,且第 12 次碰撞后A 球又回到最大位置处所用时间为tTA/4.所以从释放 A 到发生第 12次碰撞所用时间为l2 Tl17 lt 6 T t 92g.g2g17 l答案：2 g16 (12 分解读：在力F 作用下 ,玻璃板向上加速,图示 OC 间曲线所反映