高中物理选修34第十一章 《机械振动》单元测试题（解析版）

1、.第十一章 ?机械振动?单元测试题一、单项选择题每题只有一个正确答案 1.在1 min内甲振动30次，乙振动75次，那么A 甲的周期0.5 s，乙的周期1.25 sB 甲的周期0.8 s，乙的周期2 sC 甲的频率0.5 Hz，乙的频率1.25 HzD 甲的频率0.5 Hz，乙的频率0.8 Hz2.一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如下图，在t4 s时，质点的A 速度为正的最大值，加速度为零B 速度为负的最大值，加速度为零C 速度为零，加速度为正的最大值D 速度为零，加速度为负的最大值3.弹簧振子在做简谐运动，振动图象如下图，那么以下说法正确的选项是At1、t2时刻振子加速度大小相

2、等，方向相反Bt1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反Ct2、t4时刻振子加速度大小相等，方向一样Dt2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反4.一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开场振动，第二次把弹簧压缩2x后开场振动，那么两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为A 1212B 1111C 1112D 12115.在同一地点，单摆甲的周期是单摆乙的周期的4倍，以下说法正确的选项是A 甲的频率是乙的4倍B 甲的摆长是乙的16倍C 甲的振幅是乙的4倍D 甲的振动能量是乙的4倍6.如下图，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成

3、单摆，那么这个单摆的周期为AT2BT2C 大于TD 小于T27.关于机械振动，以下说法正确的选项是 A 往复运动就是机械振动B 机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用C 机械振动是受回复力作用D 回复力是物体所受的合力8.一个摆长约1 m的单摆，在以下的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是ABCD9.如下图，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑程度面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体分开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于A 0BkxCkxDkx10.在做“用单摆测

4、定重力加速度的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是A 适当加长摆线B 质量一样，体积不同的摆球，应选用体积较大的C 单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D 当单摆经过平衡位置时开场计时，经过一次全振动后停顿计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期11.两个一样的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以程度初速度v1、v2v1v2在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，那么Af1f2，A1A2Bf1f2，A1A2Cf1f2，A1A2Df1f2，A1A212.做简谐运动的物体，其加速度a随位移x变化的规律应是以下图中的ABCD13.根据图可知，关于一次全振动，以下说法中正确的选

5、项是A 从B经O运动到C的过程B 从任意一点出发再回到该点的过程C 从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程D 从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程14.以下选项中，属于对过程建立物理模型的是A 质点B 简谐运动C 点电荷D 理想气体15.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的选项是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 速度不一定为负值，加速度不一定为正值D 速度不一定为负值，加速度一定为正值二、多项选择题每题至少有两个正确答案 16.多项选择单摆在竖直平面内往复运动，以下说法正确的选项是A 其最大摆角小于5B 其回复力是由摆球的重力和悬线拉力的

6、合力提供的C 测量周期时应该从摆球经过平衡位置开场计时D “秒摆是摆长为1 m、周期为1 s的单摆17.多项选择如下图，弹簧振子在光滑程度杆上的A、B之间做往复运动，O为平衡位置，以下说法正确的选项是A 弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B 弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C 振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D 振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置18.多项选择以下说法中正确的选项是A 有阻力的振动叫做受迫振动B 物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动C 物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动D 物体在周期性外力作用下振动，它的振动

7、频率最终等于驱动力频率19.多项选择如下图，一轻弹簧上端悬于顶壁，下端挂一物体，在AB之间作简谐运动，其中O点为它的平衡位置，物体在A时弹簧处于自然状态假设v、x、F、a、Ek、Ep分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和势能，那么A 物体在从O点向A点运动过程中，v、Ep减小向而x、a增大B 物体在从B点向O点运动过程中，v、Ek增大而x、F、Ep减小C 当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均一样D 当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek的大小均一样，但Ep大小不同20.多项选择以下几种运动中属于机械振动的是A 乒乓球在

8、地面上的上下运动B 弹簧振子在竖直方向的上下运动C 秋千在空中来回的运动D 竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动三、实验题 21.物理小组的同学们用如图甲所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器其中光电门1更靠近小球释放点，小型电磁铁一个用于吸住或释放小钢珠、网兜实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的间隔 h.甲 乙1使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，那么小球直径为_cm.2如图甲，改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速

9、度g，那么h、t、g、v四个物理量之间的关系为h_.3根据实验数据作出t图线，假设图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为_四、计算题 22.如下图是一个质点做简谐运动的图象，根据图象答复下面的问题：1振动质点分开平衡位置的最大间隔 ；2写出此振动质点的运动表达式；3在00.6 s的时间内质点通过的路程；4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？五、填空题 23.一个质点做简谐运动，振幅为4 cm，频率为2.5 Hz，假设质点从

10、平衡位置开场向正方向运动时开场计时，经过2 s，质点完成了_次全振动，通过的路程为_m,1.1 s末振子的位移_m.24.某同学在做“利用单摆测重力加速度实验中，用20分度的游标卡尺测小球直径如图乙所示；小球的直径为_mm.假设某次测量时间结果如图甲所示，那么秒表的读数是_s.甲乙25.在做“用单摆测定重力加速度的实验中，某同学先测得摆线长为92.50 cm，然后用秒表记录了单摆做45次全振动的时间，摆球的直径和秒表的读数如下图，该单摆的摆长为_cm，单摆的周期为_s.26.将一程度放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开4 cm后放手，让它做振动假如从放手到第一次回到平衡位置的时间为0.1 s，那么

11、弹簧振子在2 s内完成_次全振动，振子在5 s内通过的路程为_m.27.一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸当振子上下振动时，以速率v程度向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如下图的图象y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标由此图求振动的周期为_和振幅为_六、简答题 28.如下图是某质点做简谐运动的振动图象根据图象中的信息，答复以下问题：1质点分开平衡位置的最大间隔 有多大？2质点在10 s末和20 s末的位移是多少？3质点在15 s和25 s末向什么方向运动？4质点在前30 s内的运动路程是多少？答案解析1.【答案】C【解析】T甲s2 s，f甲0.5 Hz，

12、T2s0.8 s，f乙1.25 Hz.2.【答案】B【解析】在t4 s时，质点在平衡位置，所以回复力等于0，物体的加速度等于0；此时物体正在向x的负方向运动所以速度为负向最大，应选项B正确，选项A、C、D错误3.【答案】B【解析】t1与t2两时刻振子经同一位置向相反方向运动，加速度一样，速度方向相反，A错，B对；t2与t4两时刻振子经过关于平衡位置的对称点，加速度大小相等、方向相反，C错；t2、t3时刻振子的速度一样，D错4.【答案】C【解析】弹簧振子的周期由振动系统本身的特性决定，与振幅无关所以两次振动的周期之比为11；由简谐运动的特征：a得：最大加速度的大小之比am1am2x2x12，应选

13、C.5.【答案】B【解析】由单摆的周期公式T2可知L，故B选项正确；甲的频率是乙的频率的，故A选项错误；虽然甲、乙两单摆的摆长有L甲4L乙，但两个单摆的摆角不确定，两摆球质量不确定，故C、D选项错误6.【答案】D【解析】处于竖直向下的匀强电场中的摆球，竖直方向受到的合力：F合mgqE摆球在摆动的过程中切线方向的分力：F切mgqEsinmgsin由于切线方向的分力增大，所以单摆的周期减小，TT2.7.【答案】C【解析】机械振动应该是以某一点为中心对称的运动，不是所有的往复运动都是机械振动，A错误；机械振动是需要力来维持的，B项错误、C项正确；回复力不一定是合力，也可能是合力的一部分，D项错误8.

14、【答案】C【解析】单摆的周期为T2 s，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，C对9.【答案】D【解析】当物体分开平衡位置的位移为x时，弹簧弹力的大小为kx，以整体为研究对象，此时A与B具有一样的加速度，根据牛顿第二定律得kxmMa，故a.以A为研究对象，使A产生加速度的力即为B对A的静摩擦力F，由牛顿第二定律可得Fmakx，故正确答案为D.10.【答案】A【解析】单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长，便于测量周期，故A正确要减小空气阻力的影响，应选体积较小的摆球，故B错误单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，那么单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5，故C错误单摆周期较小，把一次全振

15、动的时间作为周期，测量误差较大，应采用累积法，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误11.【答案】C【解析】根据单摆周期公式T2，一样的单摆，周期一样，频率f，所以频率一样根据机械能守恒得，速度大者摆角大，那么振幅也大，所以A1A2，故C正确12.【答案】B【解析】以弹簧振子为例，Fkxma，所以a，即akx，故正确选项为B.13.【答案】C【解析】小球在做简谐运动，是一种重复性的运动，从B经O运动到C的过程不是该重复性运动的最小单元，故A错误；假设从任意一点出发再回到该点的速度方向相反，说明不是该重复性运动的最小单元，故B错误；从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程，是该重复性运

16、动的最小单元，故C正确；从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程是半个全振动，故D错误14.【答案】B【解析】质点是理想模型，点电荷研究的是带电体，理想气体研究的是气体，研究的都是物体，故A、C、D错误；简谐运动研究的是振动过程，故B正确，应选B.15.【答案】D【解析】假设位移为负，由a可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误16.【答案】AC【解析】单摆做简谐运动时，单摆的最大摆角应小于5，否那么不能看成简谐振动，故A正确；单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，故B错误；经过平衡位置球的速度最快，故测量误差

17、最小，故C正确；“秒摆是摆长为1 m、周期为2 s的单摆，故D错误17.【答案】AD【解析】回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的详细的力，它是由物体受到的详细的力所提供的，在题图中弹簧的弹力充当回复力，故A正确，B错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程中回复力逐渐减小，C错误；回复力总是指向平衡位置，故D正确18.【答案】CD【解析】物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动，选项C对，B错；这个周期性的外力能给振动物体补充能量，而阻力不行，选项A错；受迫振动的频率最终等于驱动力频率，选项D对19.【答案】BC【解析】物体在从O点向A点运动过

18、程中，物体分开平衡位置，v减小，Ep增大，x、a增大，故A错误；物体在从B点向O点运动过程中，物体靠近平衡位置，v、Ek增大而x、F、Ep减小，故B正确；根据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均一样，故C正确，D错误20.【答案】BCD【解析】机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动21.【答案】11.1702gt2vt32k【解析】1游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标读数为0.0514 mm0.70 mm，那么小球的直径为11.70 mm1.170 cm.2采用逆向思维，结合匀变速直线运动的位移时间公

19、式得：hgt2vt.3根据hvtgt2得：vgt，可知t图线的斜率kg，那么g2k.22.【答案】15 cm2x5sin2.5t cm315 cm4正方向负方向负方向正方向5速度越来越大加速度的方向指向平衡位置越来越小6零【解析】1由振动图象可以看出，质点振动的振幅为5 cm，此即质点分开平衡位置的最大间隔 2由图象可知A5 cm，T0.8 s，0.所以xAsintAsint5sint cm5sin2.5t cm.3由振动图象可以看出，质点振动的周期为T0.8 s,0.6 s3，振动质点是从平衡位置开场振动的，故在00.6 s的时间内质点通过的路程为s3A35 cm15 cm.4在t0.1 s

20、时，振动质点处在位移为正值的某一位置上，但假设从t0.1 s起取一段极短的时间间隔tt0的话，从图象中可以看出振动质点的正方向的位移将会越来越大，由此可以判断得出质点在t0.1 s时的振动方向是沿题中所设的正方向的同理可以判断得出质点在t0.3 s、0.5 s、0.7 s时的振动方向分别是沿题中所设的负方向、负方向和正方向5由振动图象可以看出，在0.6 s0.8 s这段时间内，振动质点从最大位移处向平衡位置运动，故其速度是越来越大的；而质点所受的回复力是指向平衡位置的，并且逐渐减小的，故其加速度的方向指向平衡位置且越来越小6由图象可以看出，在0.4 s0.8 s这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置，尽管初、末两个时刻的速度方向相反，但大小是相等的，故这段时间内质点的动能变化为零23.【答案】50.80.04【解析】由题得质点振动的周期为：Ts0.4 s，时间t2 s5T，所以质点完成了5次全振动在2 s内振子通过的路程为：s54A204 cm80 cm0.8 m.因t1.1 s2T，故1.1 s末振子的位移为4 cm0.04 m.24.【答案】129.9096.8【解析】游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标读数为0.0518 mm0.90 mm，那么最终读数为29.90 mm