人教版选修3-4第十一章机械振动单元测试3

1、第十一章测评（时间：60分钟满分：100分）一、选择题（每小题5分，共计50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几种说法，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做简谐运动的物体，由最大位移处向平衡位置运动的过程中，速度越来越大，这是 由于（）。A .加速度越来越大B .物体的加速度和运动方向一致C.物体的势能转变为动能D .回复力对物体做正功3. 质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法中正

2、确的是（）。A .质点振动频率是 4 HzB .在10 s内质点经过的路程是 20 cmC.第4 s末质点的速度为零D .在t= 1 s和t= 3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同4. 一根弹簧原长为10,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 光滑水平的杆上组成弹簧振子，且其振幅为A时，物体振动的最大加速度为 （）。a. AgB.AgIoXC.xgI。5. 在水平方向上做简谐运动的质点其振动图象如图所示，假设向右为正方向，则物体 加速度向右且速度向右的时间是（）。4 x/cmA . 01 s内B. 12 s内C. 23 s内D. 34 s内6. 设人自然步行时的跨步频率与

3、手臂自然摆动的频率一致（人手臂自然摆动的频率与臂长的关系，类似于单摆固有频率与摆长的关系），人的臂长正比于身高，且人的步幅与身高成正比，由此估测人的步行速度v与身高h的关系为（）。A . v x h2B. v x hD.7个弹簧振子在 A、B间做简谐运动，0为平衡位置，如图甲所示，以某一时刻作1为计时起点（t为0）,经1 T ,振子具有正方向最大的加速度，那么在图乙所示的几个振动图4象中，正确反映振子振动情况（以向右为正方向）的是（）。&有一悬线长为I的单摆，其摆的外壳为一个有一定质量的金属空心球。球底有一小 孔，球内盛满水。在摆动过程中，水从小孔慢慢流出。从水开始流到水流完的过程中，此摆 的

4、周期的变化是（）。A .由于悬线长I和重力加速度g不变，所以周期不变B. 由于水不断外流，周期不断变大C. 周期先变大，后又变小D. 周期先变小，后又变大9. 下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率 为f固，则（）。驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的振幅/m10.216.827.1228.116.58.3A . f 固=60 HzB . 60 Hzf 固70 HzC. 50 Hzf 固70 HzD .以上三个选项都不对10. 某同学做用单摆测定重力加速度的实验时，测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值。造成这一情况的可能原因是（）

5、。A 测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成摆长B 测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表，此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为t,并由计算式T = t求得周期30C.开始摆动时振幅过小D .所用摆球的质量过大二、填空题（每小题6分，共计12分）11. 大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的 。12在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）老师提供了体积相同且均为实心的木球、铝球和钢球，你认为应选择球用来制作单摆进行实验。（2）若在某次实验中，测得单摆摆长为I，单摆完成n次全振动的时间为t，则利用上述测量量和常

6、数求重力加速度g的表达式为g =。三、计算题（第13题、14题每小题12分，第15题14分，共计38分）13. 汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的劲度系数k= 1.5X 105N/m，汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f= （l为2 n l弹簧的压缩长度）。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz。已知汽车的质量为600 kg,每个人的质量为 70 kg,则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？14. 如图所示，在O点悬有一细绳，绳上串有一个小球B，并能顺着绳子滑下来，在 O点正下方有一个光滑半圆弧轨道，圆心位置正好在O点，在圆弧轨道接近 O处有

7、另外一个小球A,令A、B两球同时开始无初速度释放，假如A球第一次到达平衡位置时，正好能够和B球相撞，则B球与绳子之间的摩擦力与B球重力的比值是多少？（计算时10, g取 10 m/s2）OrO点为单摆15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 A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置， / AOB = Z COB =0, B小于5且未知。图乙表示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

8、中(包括图中)所给的信息求：(g取10 m/s2)(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。参考答案1. 答案：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. 答案：D 从运动学关系来看，当加速度和运动方向一致时，物体做加速运动。但这 不是速度变大的原因，其原因是回复力对物体做正功。3. 答案：B 振动图象表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移，由图象可看出，质点运动的周期 T = 4 s,其频率f= - = 0.25 Hz ；0 s内质点运动了 -T，

9、其运动路程为 s= 5 X 4AT22=5 X 4X 2 cm = 20 cm ;第4 s末质点在平衡位置，其速度最大；t = 1 s和t= 3 s两时刻,2由图象可看出，位移大小相等，方向相反，由以上分析可知，B项正确。4. 答案：B振子的最大加速度a= kA，而mg=心，解得a = -A , B选项正确。mx5. 答案：D 由图象可知：34 s内质点正从负向最大位移向平衡位置振动，结合振动示意图（如图），知该过程为从 Bt0,速度向右，由于简谐运动回复力总指向平衡位置，故该过程加速度方向也向右。.丄1B0C6. 答案：C设人的步幅为A,臂长为I。，则跨步频率f1=-，手臂的自然摆动频率 f

10、2AA * h, f1 = f2,则 v7. 答案：D 振子具有正方向最大加速度的位置应该在甲图中的A点处，因为该处合外力最大，且方向向右，与规定的正方向相同，可以判断是以 0点（平衡位置）为计时起点经 过1周期向左到达 A点，振子的位移为负的最大，所以选项 D正确。48. 答案：C 单摆的摆长是悬点到小球重心的距离。开始时，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心。因此，重心先降低，后升高；摆长先变大，后变小，C选项正确。9. 答案：C 由表中数据可知，当驱动力的频率由50 Hz增大到70 Hz的过程中，受迫振动的振幅先增大后减小，说明振动系统的固有频率 f固应为50 Hz Vf固V 70

11、Hz , C项正确，B项错误。在60 Hz时振幅最大，但是并不一定是受迫振动的最大振幅，从表中不能得到这 一结论，所以A项错误。10. 答案：B 由单摆周期公式 T = 2 n 1，得g= 丨，g值偏大，说明I偏大或T偏小。把悬挂状态的摆线长当成摆长会使I偏小，g值偏小，A项错误；摆球第30次通过平衡位置实际上单摆完成 14.5次全振动，周期 T= t ，而误认为是30次全振动，T变小引14.5起g明显偏大，B项正确；单摆周期与振幅和质量无关，C、D项错误。11.解析：当大风大浪冲击船的驱动力的频率等于船的固有频率时，船的振动最剧烈，船极易倾覆，而风浪的冲击力作为驱动力的频率，是无法人为改变的

12、， 应当改变航行方向和船速，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的频率。答案：速度频率12解析：（1）单摆的摆球应选用质量大、体积小的球，以减小空气阻力对实验结果的影响，故应选用钢球。2 2 2由单摆的周期公式T = 2 n 1 ,有5 =4 n2丄，得g=4n2nl。Ygngt答案：（1）钢2 2 4 n2n l13解析：人体的固有频率f固=2 Hz ,当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即f=丄g = f固，得1= 代入数据I = 0.062 5 m，由胡克定律得2n l4 n fkl = (m1 + n m2)g，从而得kl mggg1.5 105 0.0625 -600 9.870 78=5（人）。答案：5人14.解析：根据题意，A和B的运动时间相等，设为 t，对A有对 b 有 r= latimXt222 mf 1解得丄显。mg 5答案：1515.解析：（1）在 A、C两点细线拉力最小，由题图可得周期为 0.4 n,再根据T= 2 nJ*求出摆长I = 0.4 m。设摆球质量为 m