机械振动单元综合试题及

机械振动单元综合试题及答案机械振动单元综合试题及答案机械振动单元综合试题及答案第11章机械振动单元测试一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分．在每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，把正确选项前的字母填在题后的括号内．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．一质点做简谐运动，则以下说法中正确的选项是( )．若位移为负值，则速度必然为正当，加快度也必然为正当B．质点经过平衡地点时，速度为零，加快度最大C．质点每次经过平衡地点时，加快度不用然相同，速度也不用然相同D．质点每次经过同一地点时，其速度不用然相同，但加快度必然相同2．如图1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最大的时刻是( )A．t1B．t2C．t3D．t4图1图23．一质点做简谐运动的振动图象如图2所示，质点的速度与加快度方向相同的时间段是( )A．0～0.3sB．0.3～0.6sC．0.6～0.9sD．0.9～1.2s4．一个弹簧振子放在圆滑的水平桌面上，第一次把它从平衡地点拉开距离为d，释放后做简谐运动，振动频次为f；第二次把它从平衡地点拉开距离为3d，释放后仍做简谐运动，其振动频次为f2.则f1∶f2等于()A．1∶3B．3∶1C．1∶1D.3∶15．自由摇动的秋千，摇动的振幅越来越小，以下说法正确的选项是( )A．机械能守恒B．总能量守恒，机械能减小C．能量正在消失D．只有动能和势能的转变6如图3所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次经过A、B两点，历时1s，质点经过B点后再经过1s又第2次经过B点，在这2s内质点经过的总行程为12cm.则质点的振动周期和振幅分别为()A．3s,6cmB．4s,6cmC．4s,9cmD．2s,8cm图3图47.如图4所示，圆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地点从静止释放，则它们第一次相遇的地点是( )A．O点B．O点左侧C．O点右侧D．无法确定3πL8．摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时(取作t＝0)，当振动至t＝2g时，摆球拥有最大速度，则单摆的振动图象是图5中的()图5图69．如图6所示，单摆摆长相同，平衡时两摆球恰巧接触，现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放．碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动，以mA、mB分别表示摆球A、B的质量，则()A．若是mA＞mB，下一次碰撞将发生在平衡地点右侧B．若是mA＜mB，下一次碰撞将发生在平衡地点左侧C．不论两球的质量之比是多少，下一次碰撞都不能能在平衡地点右侧D．不论两球的质量之比是多少，下一次碰撞都不能能在平衡地点左侧10．在实验室能够做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只酒杯，能够听到宏亮的声音，测得这个声音的频次为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，以下说法中正确的选项是()A．操作人员必然是把声波发生器的功率调到很大B．操作人员可能是使声波发生器发出了频次很高的超声波C．操作人员必然是同时增大了声波发生器发出声波的频次和功率D．操作人员必然是将声波发生器发出的声波频次调到500Hz二、填空题(此题共2小题，每题8分，共16分．把答案填在题中横线上)11．某实验小组拟用如图7甲中装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、M尺、带滑轮的长木板，以及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快直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摇动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的印迹记录了漏斗在不相同时刻的地点．图7图8(1)在图乙中，从________纸带可看出滑块的加快度和速度方向一致．(2)用该方法测量滑块加快度的误差主要根源有：________、________(写出两个即可)．12．(1)在“用单摆测重力加快度”的实验中，以下举措中能够提高实验精度的是________．A．选细线做为摆线B．单摆摇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)某同学在做“利用单摆测重力加快度”的实验中，先测得摆线长为直径为2.00cm，尔后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，则：①该摆摆长为________cm.

97.50cm，摆球②若是测得的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，进而得出一组2求得该直线的斜率为k，则重力加快度g＝________(用k表示)．三、计算题(此题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能够得分．有数值计算的题，答案中必定明确写出数值和单位)13．(10分)一弹簧振子的质量为100g，频次为2Hz，若把振子拉开4cm后松开，弹簧的劲度系数为100N/m，求：(1)弹簧振子的最大加快度大小；(2)3s内振子经过的总行程．14．(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，把地球看作质量平均散布的半径为R的球体．115．(12分)如图9所示，两个完好相同的弹性小球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巧相互接触，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(两球碰撞时互换速度)?图916．(12分)如图10所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀加快运动．一个装有水平振针的振动频次为5Hz的固定电动音叉在玻璃上画出了图示曲线，量得OA＝1cm，OB＝4cm，OC＝9cm，求外力F的大小．(g取10m/s2)图10答案选择题1解读：选D.以以下列图，设质点在A、B之间振动，O点是它的平衡地点，并设向右为正．在质点由O向A运动过程中其位移为负值；而质点向左运动，速度也为负值．质点在经过平衡地点时，位移为零，答复力为零，加快度为零，但速度最大．振子经过平衡地点时，速度方向可正可负，由F＝－kx知，x相同时F相同，再由F＝ma知，a相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右．2．解读：选B.据简谐运动的特点可知，振动的物体在平衡地点时速度最大，振动物体的位移为零，此时对应题图中的t2时刻，B对．3．解读：选BD.质点做简谐运动时加快度方向与答复力方向相同，与位移方向相反，老是指向平衡地点；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．4解读：选C.因为弹簧振子固有周期和频次与振幅大小没关，只由系统自己决定，因此f1∶f2＝1∶1，选C.5解读：选B.对于阻尼振动来说，机械能不断转变为内能，但总能量是守恒的．6.解读：选B.因质点经过A、B两点时速度相同，说明A、B两点对于平衡地点对称，由时间的对称性可知，质点由B到最大位移，与由A到最大位移时间相等；即t1＝0.5s，则Tt＝AB＋21＝2s，即＝4s，由过程的对称性可知：质点在这2s内经过的行程恰为22A，即2A＝12cm，A＝6cm，故B正确．7.解读：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＝2πRTO点，选项A，两球周期相同，从释放到最低点O的时间t＝相同，因此相遇在g4正确．3πL338．解读：选C.从t＝0时经过t＝时间，这段时间为T，经过T摆球拥有最大速2g443度，说明此时摆球在平衡地点，在给出的四个图象中，经过T拥有负向最大速度的只有C4图，选项C正确．9.解读：选CD.单摆做简谐运动的周期T＝2πl，与摆球的质量没关，因此两单摆周期g1相同．碰后经过T都将回到最低点再次发生碰撞，下一次碰撞必然发生在平衡地点，不能2能在平衡地点左侧或右侧．故C、D正确．10．解读：选D.经过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员必然是将声波发生器发出的声波频次调到500Hz，故D选项正确．二、填空题(此题共2小题，每题8分，共16分．把答案填在题中横线上)11答案：(1)B(2)摆长的测量、漏斗重心的变化、液体印迹偏粗、阻力变化24π12答案：(1)ABC(2)①98.50②B③k计算题13．(10分)解读：由题意知弹簧振子的周期T＝0.5s，振幅A＝4×10－2m.kxmaxkA(1)amax＝＝＝40m/s2.mm(2)3s为6个周期，因此总行程为s＝6×4×4×10－2m＝0.96m.答案：(1)40m/s2(2)0.96m14．(10分)解读：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快度和巅峰上的重力加快度分别为：MM2g＝G2，g＝GRh＋hRL，T＝2πL据单摆的周期公式可知T0＝2πghgT－1)R.由以上各式可求得h＝(T0T答案：(－1)RT015．(12分解读：球A运动的周期TA＝2πl，g球B运动的周期TB＝2πl/4l＝π.gg则该振动系统的周期111)＝3πlT＝T＋T＝(T＋T.2ABAB2g22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＝9πl，发生12次碰g撞，且第12次碰撞后A球又回到最大地点地方用时间为t′＝TA/4.因此从释放A到发生第12次碰撞所用时间为l2Tl17πlt＝6T－t′＝9π－2g＝.g2g17πl答案：g16．(12分解读：在力F作用下，玻璃板向上加快，图示OC间曲线所反应出的是