高中物理選修34　第十一章《機(jī)械振動》單元檢測題（解析版）

1、.?機(jī)械振動?單元檢測題一、單項(xiàng)選擇題 1.對于做簡諧運(yùn)動的單擺，以下說法中正確的選項(xiàng)是A 在位移為正的區(qū)間，速度和加速度都一定為負(fù)B 當(dāng)位移逐漸增大時，回復(fù)力逐漸增大，振動的能量也逐漸增大C 擺球經(jīng)過平衡位置時，速度最大，勢能最小，擺線所受拉力最大D 擺球在最大位移處時，速度為零，處于平衡狀態(tài)2.如圖甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，可帶動固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個彈簧和小球，共同組成一個振動系統(tǒng)當(dāng)圓盤靜止時，小球可穩(wěn)定振動現(xiàn)使圓盤以4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后，小球振動到達(dá)穩(wěn)定改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期，其共振曲線振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系如圖乙所示，那么甲乙

2、A 此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3 HzB 此振動系統(tǒng)的固有頻率約為0.25 HzC 假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率不變D 假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，共振曲線的峰值將向右挪動3.如下圖，位于豎直平面內(nèi)的固定光滑圓環(huán)軌道與程度面相切于M點(diǎn)，與豎直墻相切于A點(diǎn)，豎直墻上另一點(diǎn)B與M的連線和程度面的夾角為60°，C是圓環(huán)軌道的最高點(diǎn)，D是圓環(huán)上與M靠得很近的一點(diǎn)DM遠(yuǎn)小于在同一時刻：a、b兩球分別由A、B兩點(diǎn)從靜止開場沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動到M點(diǎn)，c球由C點(diǎn)自由下落到M點(diǎn)，d球從D點(diǎn)靜止出發(fā)沿圓環(huán)運(yùn)動到M點(diǎn)那么以下關(guān)于四個小球運(yùn)動時間的關(guān)系，正確的選項(xiàng)是AtbtctatdBtdtb

3、tctaCtbtctatdDtdtbtcta4.如下圖，兩段光滑圓弧軌道半徑分別為R1和R2，圓心分別為O1和O2，所對應(yīng)的圓心角均小于5°，在最低點(diǎn)O平滑連接M點(diǎn)和N點(diǎn)分別位于O點(diǎn)左右兩側(cè)，間隔 MO小于NO.現(xiàn)分別將位于M點(diǎn)和N點(diǎn)的兩個小球A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)同時由靜止釋放關(guān)于兩小球第一次相遇點(diǎn)的位置，以下判斷正確的選項(xiàng)是A 恰好在O點(diǎn)B 一定在O點(diǎn)的左側(cè)C 一定在O點(diǎn)的右側(cè)D 條件缺乏，無法確定5.有一個彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時t0具有正的最大位移，那么它的振動方程是Ax8×103sinmBx8×103sinmCx8×1

4、01sinmDx8×101sinm6.以下運(yùn)動中不屬于機(jī)械運(yùn)動的有A 人體心臟的跳動B 地球繞太陽公轉(zhuǎn)C 小提琴琴弦的顫抖D 電視信號的發(fā)送7.如下圖，一個內(nèi)壁光滑的半球形容器程度固定放置，一小球自容器的球心O點(diǎn)自由下落，經(jīng)時間t1到達(dá)容器的底部B點(diǎn)，小球自A點(diǎn)由靜止開場滑到B點(diǎn)，時間為t2，如改為由離B點(diǎn)很近的C點(diǎn)自由滑下，那么滑到B點(diǎn)歷時t3，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是At2t1 Bt2t1 Ct3t1 Dt3t18.如下圖為某個彈簧振子做簡諧運(yùn)動的振動圖象，由圖象可知A 在0.1 s時，由于位移為零，所以振動能量為零B 在0.2 s時，振子具有最大勢能C 在0.35 s時，振子具有的

5、能量尚未到達(dá)最大值D 在0.4 s時，振子的動能最大9.如下圖是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系，以下說法正確的選項(xiàng)是g10 m/s2，210A 擺長約為10 cmB 擺長約為10 mC 假設(shè)增大擺長，共振曲線的“峰將向右挪動D 假設(shè)增大擺長，共振曲線的“峰將向左挪動10.一彈簧振子由平衡位置開場做簡諧運(yùn)動，并把此時作為計(jì)時零點(diǎn)，其周期為T.那么振子在t1時刻t1與t1時刻相比較，一樣的物理量是A 振子的速度B 振子的加速度C 振子的回復(fù)力D 振子的動能11.惠更斯利用擺的等時性原理制成了第一座擺鐘如下圖為擺的構(gòu)造示意圖，圓盤固定在擺桿上，螺母可以沿?cái)[桿上下挪動在

6、甲地走的準(zhǔn)確的擺鐘移到乙地未做其他調(diào)整時擺動加快了，以下說法正確的選項(xiàng)是A 甲地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下挪動B 甲地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上挪動C 乙地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下挪動D 乙地的重力加速度較大，假設(shè)要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上挪動12.假設(shè)單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時的速度減為原來的，那么單擺的振動跟原來相比A 頻率不變，機(jī)械能不變B 頻率不變，機(jī)械能改變C 頻率改變，機(jī)械能改變D 頻率改變，機(jī)械能不變二、多項(xiàng)選擇題 13. 豎直懸掛的彈簧振子由最低點(diǎn)B開場作簡諧運(yùn)動，O為平衡位置，C為最高點(diǎn)，規(guī)

7、定豎直向上為正方向，振動圖象如下圖那么以下說法中正確的選項(xiàng)是A 彈簧振子的振動周期為2.0 sBt0.5 s時，振子的合力為零Ct1.5 s時，振子的速度最大，且豎直向下Dt2.0 s時，振子的加速度最大，且豎直向下14. 一個由絕緣輕繩和帶電小球組成的單擺豎直懸掛，無外電場時，單擺擺線與豎直方向的夾角隨時間t的變化圖象如圖，現(xiàn)施加一程度方向的勻強(qiáng)電場后，以下圖象中不可能是該單擺的t圖象是A B C D 15 單擺原來的周期為T，以下哪種情況會使單擺周期發(fā)生變化A 擺長減為原來的B 擺球的質(zhì)量減為原來的C 振幅減為原來的D 重力加速度減為原來的16.對“用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確

8、的選項(xiàng)是A 假如有兩個大小相等且都帶孔的鐵球和木球，應(yīng)選用鐵球作擺球B 單擺偏角不超過5°C 為便于改變擺長，可將擺線的一頭繞在鐵架臺上的圓桿上以代替鐵夾D 測量擺長時，應(yīng)用力拉緊擺線17.如圖甲所示，小球在內(nèi)壁光滑的固定圓弧形軌道最低點(diǎn)附近做小角度振動，t0時，小球位于最低點(diǎn)，其振動圖象如圖乙所示，以下說法中正確的選項(xiàng)是At1時刻小球的速度為零Bt2時刻小球的位移為零Ct3時刻小球的速度最大Dt4時刻小球的向心加速度為零三、實(shí)驗(yàn)題 18.下表是“用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：1利用上述數(shù)據(jù)，在圖中描出lT2的圖象2利用圖象，取T25.2 s2時，l_m，重力加速度g_m

9、/s2.19.用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)中：1除了細(xì)線、擺球、鐵架臺、鐵夾、米尺之外，必需的儀器還有_；2為了減小實(shí)驗(yàn)誤差：當(dāng)擺球的直徑約為2 cm時，比較適宜的擺長應(yīng)選_A80 cm B30 cmC10 cm3實(shí)驗(yàn)中，利用g，求得g，其擺長L和周期T的誤差都會使最后結(jié)果產(chǎn)生誤差，兩者相比，_的誤差影響較大；4在某次實(shí)驗(yàn)中，測得單擺振動50次全振動的時間如下圖，那么單擺的周期T_s.四、計(jì)算題 20.如下圖，質(zhì)量為M、傾角為的斜面體斜面光滑且足夠長放在粗糙的程度地面上，底部與地面的動摩擦因數(shù)足夠大，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧使其長

10、為L時將物塊由靜止開場釋放，物塊將在某一平衡位置兩側(cè)做簡諧運(yùn)動，在運(yùn)動過程中斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g.1求物塊處于平衡位置時彈簧的伸長量；2根據(jù)簡諧運(yùn)動的對稱性，求物塊m在運(yùn)動最低點(diǎn)的加速度大??；3假設(shè)在斜面體的正下方安裝一個壓力傳感器，求在物塊m運(yùn)動的全過程中，此壓力傳感器的最大示數(shù)21.如下圖是兩個單擺的振動圖象1甲、乙兩個擺的擺長之比是多少？2以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從t0起，乙第一次到達(dá)右方最大位移處時，甲振動到了什么位置？向什么方向運(yùn)動？22.由密度為的金屬小球組成的單擺，在空氣中振動周期為T0，假設(shè)把小球完全浸入水中成為水下單擺，那么振動周期變

11、為多大？不計(jì)空氣和水的阻力答案解析1.【答案】C【解析】回復(fù)力Fkx，加速度a，假設(shè)位移為正，加速度為負(fù)，但經(jīng)過同一點(diǎn)速度有兩個可能的方向，不一定為負(fù)，故A錯誤；回復(fù)力Fkx，當(dāng)位移逐漸增大時，回復(fù)力逐漸增大，機(jī)械能守恒，不是增加；故B錯誤；擺球經(jīng)過平衡位置時，動能最大，故速度最大，重力勢能最小，擺線所受拉力最大，故C正確；擺球在最大位移處時，速度為零，受重力和拉力，二個力不共線，故不是平衡力，故D錯誤；應(yīng)選C.2.【答案】A【解析】由振子的共振曲線可得，此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3 Hz，故A正確，B錯誤；振動系統(tǒng)的振動頻率是由驅(qū)動力的頻率決定的，所以假設(shè)圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率

12、減小，故C錯誤；共振曲線的峰值表示振子的固有頻率，它是由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定的，與驅(qū)動力的頻率無關(guān)，故D錯誤3.【答案】C【解析】對于AM段，位移x1R，加速度a1g，根據(jù)x1a1t得，t12.對于BM段，位移x22R，加速度a2gsin 60°g，根據(jù)x2a2t得，t2.對于CM段，位移x32R，加速度a3g，由x3gt得，t32.對于D小球，做類單擺運(yùn)動，t4.故C正確4.【答案】C【解析】據(jù)題意，兩段光滑圓弧所對應(yīng)的圓心角均小于5°，把兩球在圓弧上的運(yùn)動看做等效單擺，等效擺長等于圓弧的半徑，那么M、N兩球的運(yùn)動周期分別為：TM2，TN2，兩球第一次到達(dá)O點(diǎn)的時間分別

13、為：tMTM，tNTN，由于R1R2，那么tMtN，故兩小球第一次相遇點(diǎn)的位置一定在O點(diǎn)的右側(cè)5.【答案】A【解析】4 rad/s，當(dāng)t0時，具有正的最大位移，那么xA，所以初相，表達(dá)式為x8×103sinm，A正確6.【答案】D【解析】人體心臟的跳動，心臟位置不斷改變，是機(jī)械運(yùn)動，故A錯誤；地球繞太陽運(yùn)動，相對太陽的位置不斷改變，是機(jī)械運(yùn)動，故B錯誤；小提琴琴弦的顫抖，是機(jī)械振動，屬于機(jī)械運(yùn)動，故C錯誤；電視信號的發(fā)送，是電磁波的傳播，電磁波是場物質(zhì)，不是宏觀物體，故不是機(jī)械運(yùn)動，故D正確7.【答案】B【解析】從O點(diǎn)自由下落做自由落體運(yùn)動，根據(jù)Rgt2得，t1，從A點(diǎn)下滑，做變速圓

14、周運(yùn)動，在整個運(yùn)動的過程中加速度小于g，但是路程大于R，可知時間t2一定大于t1，故A錯誤，B正確小球從C點(diǎn)自由滑下，做單擺的運(yùn)動，可知t3T，可知t1t3，故C、D錯誤8.【答案】B【解析】彈簧振子做簡諧運(yùn)動，振動能量不變，振幅不變，選項(xiàng)A錯；在0.2 s時位移最大，振子具有最大勢能，選項(xiàng)B對；彈簧振子的振動能量不變，在0.35 s時振子具有的能量與其他時刻一樣，選項(xiàng)C錯；在0.4 s時振子的位移最大，動能為零，選項(xiàng)D錯9.【答案】D【解析】由共振曲線可知：當(dāng)驅(qū)動力頻率f0.5 Hz時產(chǎn)生共振現(xiàn)象，那么單擺的固有頻率f0.5 Hz.由單擺的頻率公式f得：Lm1 m故A、B錯誤；由單擺的頻率公

15、式f得知，當(dāng)擺長增大時，單擺的固有頻率減小，產(chǎn)生共振的驅(qū)動力頻率也減小，共振曲線的“峰向左挪動，故C錯誤，D正確10.【答案】D【解析】根據(jù)周期性和對稱性可知，兩時刻的時間間隔為，那么可知兩點(diǎn)的位移大小相等，方向相反，速度大小相等，方向相反，此時加速度大小相等，方向相反，只有動能相等11.【答案】C【解析】由甲到乙地?cái)[動加快那么說明周期變小，因T2，那么重力加速度變大，要使周期不變小，那么應(yīng)增加擺長，即將螺母適當(dāng)向下挪動那么C正確12.【答案】A【解析】單擺擺動的周期公式為T2，故周期與振幅、小球的質(zhì)量均無關(guān)，擺長不變，故周期和頻率均不變；最低點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，動能Ekmv2，質(zhì)量增加為4倍，

16、速度減小為倍，故動能不變，勢能也不變，故機(jī)械能也不變13.【答案】ABC【解析】周期是振子完成一次全振動的時間，由圖知，該振子的周期是2.0 s，故A正確；由圖可知，t0.5 s時，振子位于平衡位置處，所以受到的合力為零，故B正確；由圖可知，t1.5 s時，振子位于平衡位置處，對應(yīng)的速度最大此時刻振子的位移方向從上向下，即振子的速度方向豎直向下，故C正確；由圖可知，彈簧振子在t2.0 s時位于負(fù)的最大位移處，所以回復(fù)力最大，方向向上，那么振子的加速度最大，且豎直向上，故D錯誤14.【答案】BD【解析】在重力場中，單擺的周期公式為：T2，其中的l是單擺的擺長；當(dāng)施加一程度方向的勻強(qiáng)電場后，由幾何

17、關(guān)系可知，程度方向的電場力和豎直方向的重力互相垂直，所以合力：F合此時單擺的周期公式為：T2可知在復(fù)合場中單擺的周期小于只有重力作用時單擺的周期，因此t0時間內(nèi)完成的單擺的次數(shù)增加，所以圖象中不可能是該單擺的t圖象有B、D.假設(shè)所加電場電場力的方向和單擺擺線與豎直方向的夾角的正方向一樣，那么選項(xiàng)A正確；假設(shè)電場力的方向和單擺擺線與豎直方向的夾角的正方向相反，那么選項(xiàng)C正確此題選擇圖象中不可能是該單擺的t圖象，所以選BD.15.【答案】AD【解析】由單擺周期公式可知周期僅與擺長、重力加速度有關(guān)16.【答案】AB【解析】擺球選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的小球，假如有兩個大小相等且都帶孔的鐵球和木球，

18、應(yīng)選用鐵球作擺球，故A正確；當(dāng)擺角小于5°時，單擺的運(yùn)動可以看成是簡諧運(yùn)動，所以單擺的擺角不超過5°，故B正確；不能將擺線的一頭繞在鐵架臺的圓桿上，這樣單擺擺動時，擺長會發(fā)生變化，故C錯誤；測量擺長時，不能用力拉緊擺線，應(yīng)測量掛上擺球后的自然長度，故D錯誤17.【答案】AB【解析】t1時刻小球位于最大位移處，速度為零，故A正確；t2時刻小球處于平衡位置，位移為零，B正確；t3時刻小球處于負(fù)向位移最大處，速度為0，故C錯誤；t4時刻小球處于平衡位置，速度最大，那么向心加速度最大，故D錯誤18.【答案】121.39.86【解析】1描點(diǎn)作圖如下圖2由圖可知當(dāng)T25.2 s2時，l1.3 m，得：gm/s29.86 m/s2.19.【答案】1秒表和游標(biāo)卡尺2A3周期42.02【解析】1在用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)中，需要用秒表測量周期，用米