2025年高职机械工程（机械振动分析）试题及答案

2025年高职机械工程（机械振动分析）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.机械振动中，下列关于简谐振动的描述正确的是（）A.回复力大小与位移成正比，方向相反B.加速度大小与位移成正比，方向相同C.速度大小与位移成正比，方向相反D.动能与位移成正比2.一个单摆，摆长为L，摆球质量为m，最大摆角为θ。当摆球从最大位移处向平衡位置摆动过程中，下列说法正确的是（）A.摆球的重力势能逐渐增大B.摆球的动能逐渐减小C.摆球的机械能守恒D.摆球的回复力逐渐减小3.对于受迫振动，当驱动力频率等于系统固有频率时，会发生（）A.共振现象，振幅最小B.共振现象，振幅最大C.振幅不变D.无法确定4.两弹簧振子，弹簧劲度系数分别为k1和k2，若它们的周期相同，则（）A.k1=k2B.k1与k2无关C.k1k2=常数D.无法判断5.阻尼振动中，随着时间推移，振动的（）A.频率逐渐增大B.振幅逐渐增大C.频率逐渐减小D.振幅逐渐减小6.一物体做简谐振动，其位移随时间变化的表达式为x=5sin(2πt+π/3)，则该振动的周期为（）A.0.5sB.1sC.2sD.4s7.下列关于机械振动能量的说法，错误的是（）A.振动系统的机械能守恒B.振幅越大，振动能量越大C.频率越高，振动能量不一定越大D.动能和势能相互转化8.如图所示，一个弹簧振子在光滑水平面上振动，O为平衡位置，A、B为最大位移处。当振子从A向O运动过程中，下列说法正确的是（）A.加速度逐渐增大B.速度逐渐减小C.弹性势能逐渐减小D.动能逐渐减小9.两个质量不同的物体，在相同的弹簧作用下做简谐振动，它们的（）A.周期相同B.频率不同C.振幅相同D.最大加速度相同10.对于简谐振动的图像，下列说法正确的是（）A.图像表示位移随时间的变化关系B.图像的斜率表示速度C.图像的振幅等于位移的最大值D.以上说法都正确第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5小题，每空2分。把答案填在题中的横线上。11.机械振动按振动规律可分为______振动、______振动和______振动。12.单摆的周期公式为T=______，其中g为重力加速度，L为摆长。13.简谐振动的表达式为x=Asin(ωt+φ)，其中A表示______ω表示______，φ表示______。14.受迫振动的频率等于______的频率。15.阻尼振动中，阻尼越大，振动衰减得越______。三、简答题（共15分）答题要求：简要回答下列问题。16.简述简谐振动的特点。（5分）17.说明共振在实际中的应用和危害。（5分）18.分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况。（5分）四、计算题（共20分）答题要求：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。19.一弹簧振子，弹簧劲度系数k=200N/m，振子质量m=0.1kg。求：（1）该弹簧振子的固有频率；（2）若将振子拉离平衡位置0.05m后释放，求振子的最大加速度。（10分）20.一物体做简谐振动，其位移随时间变化的表达式为x=0.1sin(5πt)，求：（1）该振动的周期和频率；（2）t=0.1s时物体的位移。（10分）五、材料分析题（共15分）答题要求：阅读材料，回答问题。材料：在机械制造中，经常会遇到各种机械振动问题。例如，一台机床在工作时，出现了明显的振动现象，影响了加工精度。经检测发现，机床的某个部件发生了共振。21.请分析共振产生的原因。（5分）22.针对该机床共振问题，提出至少两种解决方法。（10分）答案：1.A2.C3.B4.C5.D6.B7.A8.C9.A10.D11.简谐、阻尼、受迫12.2π√(L/g)13.振幅、角频率、初相位14.驱动力15.快16.回复力大小与位移成正比，方向相反；加速度大小与位移成正比，方向相反；速度大小和方向随时间周期性变化；动能和势能相互转化，机械能守恒。17.应用：共振筛、共振转速计等利用共振提高效率。危害：桥梁、建筑物等可能因共振而损坏。18.弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动时，动能转化为弹性势能；从最大位移处向平衡位置运动时，弹性势能转化为动能。19.（1）固有频率f=1/(2π)√(k/m)=1/(2π)√(200/0.1)=5Hz。（2）最大加速度a=kmx/m=kx=200×0.05=10m/s²。20.（1）周期T=2π/ω=2π/5π=0.4s，频率f=1/T=2.5Hz。（2）t=0.1s时，x=0.1sin(5π×0.1)=0.1sin(0.5π)=