《机械振动单元测试卷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械振动单元测试卷（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、圆学子梦想铸金字品牌- 1 - 机械振动单元质量评估( 一) (90 分钟100 分) 一、 选择题 ( 本大题共 10 小题, 每小题 4 分, 共 40 分。每小题至少一个答案正确) 1.(2013 泉州高二检测 )关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义, 有以下几种说法 , 其中正确的是( ) A.回复力第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程B.速度第一次恢复为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为原来的大小所经历的过程D.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程2.(2013 广元高二检测 ) 一个做简谐运动的质点 , 其振幅是 4cm,频率是 2.
2、5Hz,该质点从平衡位置起经过2.5s 后的位移和路程的大小是( ) A.4cm,24 cm B.4cm,100 cm C.0,24cm D.0,100cm 3. 做简谐运动的单摆 , 在摆动的过程中( ) A.只有在平衡位置时 , 回复力才等于重力和细绳拉力的合力B.只有在最高点时 , 回复力才等于重力和细绳拉力的合力C.摆球在任意位置处 , 回复力都等于重力和细绳拉力的合力D.摆球在任意位置处 , 回复力都不等于重力和细绳拉力的合力4.(2013 合肥高二检测 ) 一根弹簧原长为l0, 挂一质量为 m的物体时伸长 x。当把这根弹簧与该物体套在一光滑水平的杆上组成弹簧振子, 且其振幅为A 时
3、, 物体振动的最大加速度为( ) A.0AglB.C. 0xglD.0g Al圆学子梦想铸金字品牌- 2 - 5. 一个摆长约 1m的单摆 ,在下列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( ) 6. 某质点做简谐运动 , 其位移随时间变化的关系式为x=Asint, 则质点( ) A.第 1s 末与第 3s 末的位移相同B.第 1s 末与第 3s 末的速度相同C.3s 末至 5s 末的位移方向都相同D.3s 末至 5s 末的速度方向都相同7. 如图所示为某物体做简谐运动的图像,下列说法中正确的是( ) A.物体在 0.2s 时刻与 0.4s 时刻
4、的速度相同B.物体在 0.6s 时刻与 0.4s 时刻的动能相同C.0.7 0.9s 时间内物体的加速度在减小D.0.9 1.1s 时间内物体的势能在增加8.(2013 南昌高二检测 ) 如表所示为某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关圆学子梦想铸金字品牌- 3 - 系, 若该振动系统的固有频率为f固,则固有频率可能为( ) 驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固=40Hz B.70Hz C.50Hzf固60Hz D.以上选项都不对9.(2013 济南高二检测 )如图所示为同一实验室中甲、乙两个
5、单摆的振动图像,从图像可知( ) A.两摆球质量相等B.两单摆的摆长相等C.两单摆相位相差D.在相同的时间内 , 两摆球通过的路程总有s甲=2s乙10.(2013 洛阳高二检测 ) 在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯, 可以听到清脆的声音 , 测得这声音的频率为500Hz。 将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间, 操作人员通过调整其发出的声波, 就能使酒杯碎掉。下列说法正确的是( ) A.操作人员一定要把声波发生器的功率调到最大圆学子梦想铸金字品牌- 4 - B.操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波C.操作人员一定是同时增大了声波发生器发出的声波的频率和功率D
6、.操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz 二、实验题 ( 本大题共 2 小题, 共 16 分) 11.(6分)某实验小组拟用图甲所示装置研究滑块的运动。实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板, 以及由漏斗和细线组成的单摆等。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, 漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。(1) 在图乙中 , 从纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致。(2) 用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有: 、。(写出 2 个即可 ) 12.(10分)(1) 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如
7、下操作, 请判断是否恰当(选填“是”或“否” ) 。把单摆从平衡位置拉开约5释放 : 。在摆球经过最低点时启动秒表计时: 。用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期: 。(2) 该同学改进测量方法后, 得到的部分测量数据如表所示。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示。该球的直径为mm 。根据表中数据可圆学子梦想铸金字品牌- 5 - 以初步判断单摆周期随的增大而增大。数据组编号摆长/mm 摆球质量 /g 周期/s 1 999.3 32.2 2.0 2 999.3 16.5 2.0 3 799.2 32.2 1.8 4 799.2 16.5 1.8 5 501.1 32.2 1.4 6 5
8、01.1 16.5 1.4 三、计算题 ( 本大题共 4 小题, 共 44 分。要有必要的文字说明和解题步骤, 有数值计算的要注明单位 ) 13.(10分)(2013 厦门高二检测 ) 如图所示 , 一块涂有炭黑的玻璃板,质量为 2kg, 在拉力 F 的作用下 , 在 t=0 时由静止开始竖直向上做匀加速运动。 一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线, 量得 OA=1.5cm,BC=3.5cm 。求: 自玻璃板开始运动 , 经过多长时间才开始接通电动音叉的电源?接通电源时 ,玻璃板的速度是多大 ?(g 取 10m/s2) 14.(10 分)(2013 洛阳高二
9、检测 )如图所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况。甲图是振子静止在平衡位置的照片, 乙图是振子被拉圆学子梦想铸金字品牌- 6 - 伸到左侧距平衡位置20mm 处, 放手后向右运动周期内的频闪照片。已知频闪的频率为 10Hz。求: (1) 相邻两次闪光的时间间隔t0、弹簧振子振动的周期T0。(2) 若振子的质量为 20g, 弹簧的劲度系数为50N/m,则振子的最大加速度是多少? 15.(12 分)如图所示 , 轻弹簧的下端系着A、B两球,mA=100g, mB=500g,系统静止时弹簧伸长量x=15cm,未超出弹性限度。若剪断 A、B间绳, 则 A在竖直方向做简谐运动。求:
10、 (1)A 的振幅多大 ? (2)A 球的最大加速度多大 ?(g=10m/s2) 16.(12 分)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。如图甲中O点为单摆的固定悬点 , 现将小摆球 (可视为质点 ) 拉至 A点,此时细线处于张紧状态, 释放摆球 , 则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动 , 其中 B点为运动中的最低位置 , AOB= COB= , 小于 10且是未知量。图乙是由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间 t 变化的曲线 ,且图中 t=0 时刻为摆球从 A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中( 包括图中 ) 所给的信息求:(g取10m/s2) 圆学子梦想铸
11、金字品牌- 7 - (1) 单摆的振动周期和摆长 ; (2) 摆球的质量 ; (3) 摆球运动过程中的最大速度。答案解析1. 【解析】 选 D。物体完成一次全振动 ,是一次完整的振动过程。完成一次全振动, 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项正确。2. 【解析】 选 B。质点做简谐运动的频率为2.5Hz, 所以周期 T= =s=0.4 s, 质点从平衡位置经过2.5s, 即 6 个周期 , 因此位移大小为 4cm;路程为 s=n 4A=6 44cm=100 cm,故 B正确。3. 【解析】 选 B。单摆在一个圆弧上来回运动, 摆球做圆周运动的向
12、心力由重力沿悬线方向的分力和悬线拉力的合力提供, 而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力。摆球在平衡位置速度不为零, 向心力不为零 , 而回复力为零 , 所以合力不是回复力 ; 摆球在最高点时 , 速度为零 , 向心力为零 , 合力等于回复力。故选项B正确。4. 【解析】 选 B。振子的最大加速度a=, 而 mg=kx,解得 a=,B 项正确。5. 【解析】 选 C。单摆的周期为T2s, 驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率,C 对。6. 【解析】 选 A、D。由 x=Asint 知周期 T=8s。第 1s 末、第 3s 末、第 5s 末分别相差 2s, 恰好是 个周期。根据简谐运动图像中的对
13、称性可知A、D选项正确。圆学子梦想铸金字品牌- 8 - 7. 【解析】 选 A、 B。 0.2s 时刻与 0.4s 时刻关于平衡位置对称 , 速度相同 ,A 对;0.6s时刻与 0.4s 时刻在同一位置 , 动能相同 ,B 对;0.7 0.9s 时间内位移增大 , 则加速度增大 ,C 错;0.9 1.1s 时间内物体的位移减小 , 则势能在减小 ,D 错。【总结提升】 利用简谐运动的对称性解决问题做简谐运动的物体其运动具有“对称性” 。 “对称性”表现在 : (1) 速率的对称性 : 系统在关于平衡位置对称的两位置处具有相等的速率。(2) 加速度的对称性 : 系统在关于平衡位置对称的两位置处具
14、有等大反向的加速度和回复力。8.【解析】选 C。由共振曲线可判断出f驱与 f固相差越大 , 受迫振动的振幅越小 , f驱与 f固越接近, 受迫振动的振幅越大 , 并从表格中看出频率为4050Hz时振幅还在不断增大 , 固有频率不可能等于40Hz,A 错; 另从表格中看出频率为70Hz 时的振幅小于频率为60Hz 时的振幅 , 固有频率不可能等于70Hz,B 错; 比较各组数据知 f固可能在 5060 Hz 范围内 ,C 对。9.【解析】选 B、 C。 由题图知 :T甲=T乙, 则摆长相等 , 但 A甲=2A乙,x甲=2sin( t+), x乙=sin t, 故 B、C项正确。而单摆周期与质量无
15、关,A 项错误。由题图可知 , 在任何相等的时间内位移不一定具有s甲=2s乙的关系 , 故 D错误。10. 【解析】 选 D。用手指弹酒杯后 , 酒杯做机械振动 , 其固有频率为500Hz。使用声波发生器时 , 声波的频率等于酒杯的固有频率时, 酒杯发生共振 , 此时酒杯最容易碎掉 , 故选项 A、B、C错,D 对。11.【解析】 (1) 纸带做匀加速直线运动 ,故单摆摆动一个周期内纸带运动的距离越来越大 , 所以 B纸带符合题意。(2) 引起误差的因素有 : 摆长测量、漏斗重心变化 ,液体的痕迹较粗、各处阻力变圆学子梦想铸金字品牌- 9 - 化等。答案 : (1)B (2) 摆长测量漏斗重心
16、变化液体痕迹偏粗阻力变化 ,( 写出 2 个即可 ) 12. 【解析】 (1) 单摆在最大摆角不超过10时可看作是简谐运动。摆球经过最低点时速度最大,滞留的时间最短 , 计时误差最小。为减小测量周期时的误差, 应测单摆完成3050 次全振动所用的时间来求出周期。(2) 螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5 mm,可动部分的读数约为18.50.01 mm,则测量结果为 20.5 mm+18.50.01 mm=20.685 mm 。分析表中数据可以看出,摆长不变时周期不变 , 摆长变化时周期才发生变化。答案:(1) 是是否(2)20.685(20.68320.687 均可) 摆长13. 【解析】 由题意可得 , 振针振动周期 T0=0.2s, 经过 OA与 BC所用的时间均匀T=0.1s, (2 分) 则对玻璃板 :sBC-sOA=2aT2, (2 分) 得 a=1m/s2。vA=0.2m/s, (2 分) 再求 O点速度 vO=vA-aT=0.1m/s, (2 分) 由 vO=at 得时
