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1、安全教育学习是提高员工安全防范意识的重要措施。“百日安全活动”开展以来，保卫部从自身着手对本部门所有员工开展集中安全教育培训章末通关演练(一)机械振动(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项正确。)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某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x Asin t，则质点()A第1
2、s末与第4 s末的位移相同B第1 s末与第3 s末的速度相同C. 3 5 s末的位移方向都相同D3 5 s末的速度方向都相同3要增加单摆在单位时间内的摆动次数，可采取的方法是()A增大摆球的质量B缩短摆长C减小摆动的角度 D升高气温4. (重庆高考)装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图1所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图2中可能正确的是()图1图25.如图3所示，光滑轨道的半径为2 m，C点为圆心正下方的点，A、B两点与C点相距分别为6 cm与2 cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时放
3、开，则两小球相碰的位置是()图3AC点 BC点右侧CC点左侧 D不能确定6弹簧的劲度系数为20 N/cm的水平弹簧振子，它的振动图像如图4所示，在图中A点对应的时刻()图4A振子所受的回复力大小为0.5 N，方向指向负方向B振子的速度方向指向正方向CA点对应的时刻为3.75 sD加速度正在变小7一个质点做简谐运动的图像如图5所示，下列叙述正确的是()图5A质点振动频率为4 HzB在前10 s内质点经过的路程是10 cmC在5 s末，质点速度为零，加速度最大Dt1.5 s和t4.5 s两时刻质点的速度相同，加速度相同8一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图6所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。
4、匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图7甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图乙所示。图6图7若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()A由图线可知T06 sB由图线可知T08 sC当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小二、非选择题(共4小
5、题，共52分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(12分)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，先测得摆线长为78.50 cm，摆球直径为2.00 cm，然后将一个力电传感器接到计算机上，实验中测量快速变化的力，悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图8所示。图8(1)该摆的摆长为_ cm；(2)该摆的摆动周期为_ s；(3)测得当地重力加速度g的值为_ m/s2；(4)如果测得g值偏小，可能原因是_。A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端点悬点未固定好，摆动中出现松动C计算摆长时，忘记了加小球半径D读单摆周期时，读数偏大10(12分)(天津高考)某同学
6、用实验的方法探究影响单摆周期的因素。(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图9所示。这样做的目的是_(填字母代号)。图9A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图10所示，则摆球的直径为_ mm，单摆摆长为_m。图10(3)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均
7、为30次全振动的图像，已知sin 50.087，sin 150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_(填字母代号)。图1111(12分)如图12所示为一质点做简谐运动的图像。图12(1)求振幅、周期和频率。(2)何时速度最大？(3)写出此振动质点的运动表达式。12(16分)如图13所示为一单摆及其振动图像，由图回答：图13(1)单摆的振幅、频率、摆长分别是多少？(2)若从E指向G为正方向，为最大摆角，则振动图像中O、A、B、C分别对应单摆中的哪些点？一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是哪段？势能增加且速度为正的时间范围是哪段？(3)若单摆摆球在最大位移处摆线断了，此
8、后摆球做什么运动？若摆球过平衡位置时摆线断了，摆球又做什么运动？答 案1解析：选D做简谐运动的物体，只有以相同的速度相继通过同一位置，所经历的过程才为一次全振动，故D正确，A、B、C错误。2解析：选D由xAsin t知，周期T8 s。第1 s、第3 s、第5 s间分别相差2 s，就是 个周期。根据简谐运动图像中的对称性可知D项正确。3解析：选B由单摆的周期公式T2可知，周期只与l、g有关，而与质量、摆动的幅度无关，当l增大时，周期增大；g增大时，周期减小；l减小时，周期减小，频率增大。所以选B。4解析：选D装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，合力向下。试管释放时，试
9、管处于最高点(正方向最大位移处)，将在合力作用下向下(负方向)做加速运动，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图像中0时刻位移为正方向最大值，只有选项D正确。5解析：选Aa、b两球均做简谐运动(单摆)，且周期相同，两球从A、B两点放手后运动到C点所用时间均为T，所以两球在C点相碰，A项正确。6解析：选B振子在A点时所受回复力方向为负方向，大小为Fkx200.25 N5 N，故A错误；此时振子向正方向运动，B正确；振子的位移表达式为xAcos t，T2 s，x0.5A时，t2k，A点对应的时刻为t3.67 s，故C错误；此时振子的位移增大，加速度增大，故D错误。7解析：选C质点的振动周期为4 s，
10、频率为0.25 Hz，A错；前10 s为2.5T，所以路程为10A20 cm，B错误；5 s末，质点位移最大，加速度最大，速度为零，C正确；t1.5 s和t4.5 s两时刻，质点的加速度相同，而速度大小相等、方向相反，D错。8解析：选C该题是考查机械振动图像和共振现象的题目。细读图中所给情景，可知：图甲是描述弹簧振子在不受驱动力的情况下振动情况的图像，此时的振动周期是该弹簧振子的固有周期，从图中可直接读出固有周期为4 s，A、B错；当驱动力的频率与固有频率相近时，发生共振，振幅显著增大，所以当曲杆的转动周期与弹簧振子的固有周期4 s接近的时候，振幅Y显著增大，其他情况下Y很小，C对，D错。9解
11、析：(1)摆长摆线长小球半径78.50 cm1.00 cm79.50 cm(2)由Ft变化图线可知，T1.8 s。(3)由单摆的周期公式T2得：g cm/s29.68 m/s2(4)由g可知，g值偏小的可能原因是：l的测量值偏小，B、C正确，A错误；也可能是T值偏大，D正确。答案：(1)79.50(2)1.8(3)9.68(4)B、C、D10解析：(1)用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的目的是保证摆动过程中摆长不变，需要改变摆长时便于调节，选项A、C正确。(2)根据游标卡尺读数规则，摆球直径为12.0 mm，单摆摆长为Ld/20.999 0 m0.006 0 m0.993 0 m。(3)单摆测量周
12、期，必须从平衡位置开始计时，且摆角小于10，所以合乎实验要求且误差最小的是A。答案：(1)AC(2)12.00.993 0(3)A11解析：(1)由题图知，A2 cm，T2 s，f0.5 Hz。(2)质点位移为零时，速度最大，即t0,1 s,2 s,3 s时，速度最大。(3)质点振动表达式为xAsin t代入xt图像的数据得：x2sin t (cm)。答案：(1)2 cm2 s0.5 Hz(2)见解析(3)x2sin t (cm)12解析：(1)由振动图像的纵坐标可直接读取振幅为3 cm，从横坐标可直接读取周期T2.0 s，进而算出频率f1/T0.5 Hz，算出摆长l1 m。(2)振动图像中O
13、点位移为零，O到A的过程位移为正，且增大，A处最大，历时T/4，显然摆球是从平衡位置E起振并向G方向运动的，所以O对应E，A对应G；A到B的过程分析方法相同。因而O、A、B、C对应E、G、E、F点。摆动中EF间加速度为正，且靠近平衡位置过程中加速度逐渐减小，所以是从F向E的运动过程。在图像中为C到D的过程，时间范围是1.52.0 s。摆球远离平衡位置势能增加，即从E向两侧摆动，而速度为正，显然是从E向G的过程。在振动图像中为从O到A的过程，时间范围是00.5 s。(3)解答此问的关键是要分析在线断的瞬间，摆球所处的运动状态和受力情况，在最大位移处线断，此时球速度为零，只受重力作用，所以球做自由落体运动。在平衡位置线断，此时球有最大水平速度，又只受重力作用，故做平抛运动。答案：(1)3 cm0.5 Hz1 m(2)E、G、E、F1.52.0 s00.5 s(3)自由落体运动平抛运动在治安防范工作中保卫部要求治安员按照“全覆盖、零容忍”的工作原则，明确责任、清晰目标，坚持对重点要害部位进行“地毯式”巡查
