《第11章 机械振动 单元综合试题及答案5（整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第11章 机械振动 单元综合试题及答案5（整理）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 第十一章第十一章 机械振动机械振动 章末综合检测章末综合检测 时间 90 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 5 分 共 50 分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 5 分 选对但不全的得 3 分 有 选错或不答的得 0 分 1 关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法 其中正确的是 A 回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 B 速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 C 动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程 D 速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程
2、 解析 选 D 物体完成一次全振动 是一次完整的振动过程 物体回到原位置 位移 速度 回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同 因此 D 正确 2 一个弹簧振子在 A B 间做简谐运动 如图 11 3 所示 O 是平衡位置 以某时刻作 为计时零点 t 0 经过1 4周期 振子具有正方向的最大加速度 那么图 11 4 中的四个 x t 图象能正确反映运动情况的是 图 11 3 图 11 4 解析 选 D 由题意可知当 t 1 4T 时 振子具有正向最大加速度 也就是位移负向最大 所以 D 正确 3 2011 年烟台高二检测 如图 11 5 所示是一做简谐运动物体的振动图象 由图象可知 物体速度
3、最大的时刻是 图 11 5 A t1 B t2 C t3 D t4 答案 B 4 原创题 2011 年 3 月 11 日 14 时 46 分 日本宫城县和岩手县等地发生 9 0 级地震 导致很多房屋坍塌 场景惨不忍睹 就此事件 下列说法正确的有 A 所有建筑物振动周期相同 学 海 无 涯 B 所有建筑物振幅相同 C 建筑物的振动周期由其固有周期决定 D 所有建筑物均做受迫振动 解析 选 AD 地面上的所有建筑物都在同一驱动力下做受迫振动 它们的振动周期都与 驱动力的周期相同 与其固有周期无关 故 A D 正确 C 错误 由于不同的建筑物固有周 期不尽相同 所以做受迫振动时 它们的振幅不一定相同
4、 B 错误 5 如图 11 6 所示为水平面内振动的弹簧振子 O 是平衡位置 A 是最大位移处 不 计小球与轴的摩擦 则下列说法正确的是 图 11 6 A 每次经过 O 点时的动能相同 B 从 A 到 O 的过程中加速度不断增加 C 从 A 到 O 的过程中速度不断增加 D 从 O 到 A 的过程中速度与位移的方向相反 解析 选 AC 简谐运动中机械能守恒 故振子每次过 O 点时动能相同 A 对 从 A 到 O 过程中位移逐渐减小 而振子的加速度大小与位移大小成正比 故加速度也逐渐减小 B 错 A 到 O 过程中振子的合力 回复力 做正功 振子速度增加 C 对 O 到 A 过程中 振子向右 运
5、动 位移也向右 故速度与位移方向相同 D 错 6 2011 年沈阳高二检测 如图 11 7 所示 虚线和实线分别为甲 乙两个弹簧振子做 简谐运动的图象 已知甲 乙两个振子质量相等 则 图 11 7 A 甲 乙两振子的振幅分别为 2 cm 1 cm B 甲 乙两个振子的相位差总为 C 前 2 秒内甲 乙两振子的加速度均为正值 D 第 2 秒末甲的速度最大 乙的加速度最大 解析 选 AD 两振子的振幅 A甲 2 cm A乙 1 cm A 对 两振子的频率不相等 相 位差为一变量 B 错 前 2 s 内 甲的加速度为负值 乙的加速度为正值 C 错 第 2 s 末 甲在平衡位置 速度最大 乙在最大位移
6、处加速度最大 D 对 7 如图 11 8 所示 光滑槽半径远大于小球运动的弧长 今有两个小球同时由图示位 置从静止释放 O 点为槽的最低点 则它们第一次相遇的地点是 图 11 8 A O 点 B O 点左侧 学 海 无 涯 C O 点右侧 D 无法确定 解析 选 A 两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型 其周期 T 2 R g 从释放到最低点 O 的时间 t T 4相同 所以在 O 点相遇 选项 A 正确 8 如图 11 9 所示 一质点做简谐运动 先后以相同的速度依次通过 M N 两点 历 时 1 s 质点通过 N 点后再经过 1 s 又第 2 次通过 N 点 在这 2 s 内
7、质点通过的总路程为 12 cm 则质点的振动周期和振幅分别为 图 11 9 A 3 s 6 cm B 4 s 6 cm C 4 s 9 cm D 2 s 8 cm 解析 选 B 因质点通过 M N 两点时速度相同 说明 M N 两点关于平衡位置对称 由时间的对称性可知 质点由 N 到最大位移 与由 M 到最大位移的时间相等 即 t1 0 5 s 则T 2 tMN 2t1 2 s 即 T 4 s 由过程的对称性可知 质点在这 2 s 内通过的路程恰为 2A 即 2A 12 cm A 6 cm 故 B 正确 9 弹簧振子在 AOB 之间做简谐运动 如图 11 10 所示 O 为平衡位置 测得 AB
8、 间距 为 8 cm 完成 30 次全振动所用时间为 60 s 则 图 11 10 A 振动周期是 2 s 振幅是 8 cm B 振动频率是 2 Hz C 振子完成一次全振动通过的路程是 16 cm D 振子过 O 点时计时 3 s 内通过的路程为 24 cm 答案 CD 10 一个摆长为 l1的单摆 在地面上做简谐运动 周期为 T1 已知地球质量为 M1 半 径为 R1 另一摆长为 l2的单摆 在质量为 M2 半径为 R2的星球表面做简谐运动 周期为 T2 若 T1 2T2 l1 4l2 M1 4M2 则地球半径与星球半径之比 R1 R2为 A 2 1 B 2 3 C 1 2 D 3 2 解
9、析 选 A 在地球表面单摆的周期 T1 2 l1 g 在星球表面单摆的周期 T2 2 l2 g 又因为GM1 R21 g GM2 R22 g 学 海 无 涯 联立得R1 R2 M1 M2 l2 l1 T1 T2 2 1 二 实验题 本题共 2 小题 11 题 6 分 12 题 8 分 共 14 分 把答案填在题中横线上 11 2011 年高考福建理综卷 某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中 1 用游标卡尺测定摆球的直径 测量结果如图 11 11 所示 则该摆球的直径为 cm 图 11 11 2 小组成员在实验过程中有如下说法 其中正确的是 填选项前的字母 A 把单摆从平衡位置拉开 3
10、0 的摆角 并在释放摆球的同时开始计时 B 测量摆球通过最低点 100 次的时间 t 则单摆周期为 t 100 C 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长 代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值 偏大 D 选择密度较小的摆球 测得的重力加速度值误差较小 解析 1 游标卡尺读数为 0 9 cm 7 0 1 mm 0 97 cm 2 单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过 10 并从平衡位置计时 故 A 错误 若 第一次过平衡位置计为 0 则周期 T t 50 若第一次过平衡位置计为 1 则周期 T t 49 5 B 错误 由 T 2 l g得 g 4 2l T2 其中 l 为摆长 即悬线长加摆球半径
11、若为悬线长加摆球直 径 由公式知 g 偏大 故 C 正确 为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差 应选密度较大体积较小的摆球 故 D 错误 答案 1 0 97 2 C 12 2011 年大同高二检测 1 在 用单摆测重力加速度 的实验中 下列措施中可以提 高实验精度的是 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 如果测得的 g 值偏小 可能的原因是 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
12、振动记为 50 次 3 为了提高实验精度 在实验中可改变几次摆长 l 并测出相应的周期 T 从而得出一组 对应的 l 与 T 的数据 再以 l 为横坐标 T2为纵坐标 将所得数据连成直线如图 11 12 所 示 并求得该直线的斜率为 k 则重力加速度 g 用 k 表示 学 海 无 涯 图 11 12 答案 1 ABC 2 B 3 4 2 k 三 计算题 本题共 4 小题 共 36 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和重要的 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 13 6 分 2011 年高考江苏卷 将一劲度系数为 k 的轻质弹簧竖直悬挂 下端系上
13、质量 为 m 的物块 将物块向下拉离平衡位置后松开 物块上下做简谐运动 其振动周期恰好等 于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期 请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐 运动的周期 T 解析 单摆周期公式 T 2 l g 且 kl mg 解得 T 2 m k 答案 见解析 14 8 分 一水平弹簧振子做简谐运动 其位移和时间关系如图 11 13 所示 图 11 13 1 求 t 0 25 10 2 s 时的位移 2 从 t 0 到 t 8 5 10 2 s 的时间内 质点的路程 位移各为多大 解析 1 由图象可知 T 2 10 2 s 横坐标 t 0 25 10 2 s 时 所对应的纵坐标
14、x Acos t 2cos100 0 25 10 2 cm 1 414 cm 2 因振动是变速运动 因此只能利用其周期性求解 即一 个周期内通过的路程为 4 个振幅 本题中 t 8 5 10 2 s 17 4 T 所以通过的路程为17 4 4A 17A 17 2 cm 34 cm 经17 4 个周期振子回到平衡位置 位移为零 答案 1 1 414 cm 2 34 cm 0 15 10 分 有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度 已知该单摆在海平 面处的周期是 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的 高度 h 把地球看成质量均匀分布的半径为 R 的球体
15、 解析 设单摆的摆长为 L 地球的质量为 M 则据万有引力定律可得地面的重力加速度 和高山上的重力加速度分别为 g GM R2 gh G M R h 2 据单摆的周期公式可知 T0 2 L g T 2 L gh 由以上各式可求得 h T T0 1 R 学 海 无 涯 答案 T T0 1 R 16 12 分 如图 11 14 所示 两个完全相同的弹性小球 A 和 B 分别挂在 l 和 l 4 的细线 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 向右拉开一个不大的距离后 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 11 14 解析 球 A 运动的周期 TA 2 l g 球 B 运动的周期 TB 2 l 4 g l g 则该振动系统的周期 T 1 2TA 1 2TB 1 2 TA TB 3 2 l g 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 g 发生 12 次碰撞 且第 12 次碰撞后 A 球又回到最大位置处所用时间为 t TA 4 所以从释放 A 到发生第 12 次碰撞所用时间为 t 6T t 9 l g 2 l g 17 2 l g 答案 17 2 l g
