人教版選修3-4第十一章機械振動單元測試3

1、第十一章測評（時間：60分鐘滿分：100分）一、選擇題（每小題5分，共計50分）1 關(guān)于做簡諧運動的物體完成一次全振動的意義有以下幾種說法，其中正確的是（ ）。A 回復(fù)力第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程B 速度第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程C .動能或勢能第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程D 速度和加速度第一次同時恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程2做簡諧運動的物體，由最大位移處向平衡位置運動的過程中，速度越來越大，這是 由于（）。A .加速度越來越大B .物體的加速度和運動方向一致C.物體的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽蹹 .回復(fù)力對物體做正功3. 質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法中正

2、確的是（）。A .質(zhì)點振動頻率是 4 HzB .在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是 20 cmC.第4 s末質(zhì)點的速度為零D .在t= 1 s和t= 3 s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相同4. 一根彈簧原長為10,掛一質(zhì)量為 m的物體時伸長X。當(dāng)把這根彈簧與該物體套在 光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時，物體振動的最大加速度為 （）。a. AgB.AgIoXC.xgI。5. 在水平方向上做簡諧運動的質(zhì)點其振動圖象如圖所示，假設(shè)向右為正方向，則物體 加速度向右且速度向右的時間是（）。4 x/cmA . 01 s內(nèi)B. 12 s內(nèi)C. 23 s內(nèi)D. 34 s內(nèi)6. 設(shè)人自然步行時的跨步頻率與

3、手臂自然擺動的頻率一致（人手臂自然擺動的頻率與臂長的關(guān)系，類似于單擺固有頻率與擺長的關(guān)系），人的臂長正比于身高，且人的步幅與身高成正比，由此估測人的步行速度v與身高h的關(guān)系為（）。A . v x h2B. v x hD.7個彈簧振子在 A、B間做簡諧運動，0為平衡位置，如圖甲所示，以某一時刻作1為計時起點（t為0）,經(jīng)1 T ,振子具有正方向最大的加速度，那么在圖乙所示的幾個振動圖4象中，正確反映振子振動情況（以向右為正方向）的是（）。&有一懸線長為I的單擺，其擺的外殼為一個有一定質(zhì)量的金屬空心球。球底有一小 孔，球內(nèi)盛滿水。在擺動過程中，水從小孔慢慢流出。從水開始流到水流完的過程中，此擺 的

4、周期的變化是（）。A .由于懸線長I和重力加速度g不變，所以周期不變B. 由于水不斷外流，周期不斷變大C. 周期先變大，后又變小D. 周期先變小，后又變大9. 下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率 為f固，則（）。驅(qū)動力頻率/Hz304050607080受迫振動的振幅/m10.216.827.1228.116.58.3A . f 固=60 HzB . 60 Hzf 固70 HzC. 50 Hzf 固70 HzD .以上三個選項都不對10. 某同學(xué)做用單擺測定重力加速度的實驗時，測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值。造成這一情況的可能原因是（）

5、。A 測量擺長時，把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成擺長B 測量周期時，當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表，此后擺球第30次通過平衡位置時制動秒表，讀出經(jīng)歷的時間為t,并由計算式T = t求得周期30C.開始擺動時振幅過小D .所用擺球的質(zhì)量過大二、填空題（每小題6分，共計12分）11. 大海中航行的輪船，受到大風(fēng)大浪沖擊時，為了防止傾覆，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的 。12在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：（1）老師提供了體積相同且均為實心的木球、鋁球和鋼球，你認(rèn)為應(yīng)選擇球用來制作單擺進行實驗。（2）若在某次實驗中，測得單擺擺長為I，單擺完成n次全振動的時間為t，則利用上述測量量和常

6、數(shù)求重力加速度g的表達式為g =。三、計算題（第13題、14題每小題12分，第15題14分，共計38分）13. 汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的勁度系數(shù)k= 1.5X 105N/m，汽車開始運動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f= （l為2 n l彈簧的壓縮長度）。若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2 Hz。已知汽車的質(zhì)量為600 kg,每個人的質(zhì)量為 70 kg,則這輛車乘坐幾個人時，人感到最難受？14. 如圖所示，在O點懸有一細繩，繩上串有一個小球B，并能順著繩子滑下來，在 O點正下方有一個光滑半圓弧軌道，圓心位置正好在O點，在圓弧軌道接近 O處有

7、另外一個小球A,令A(yù)、B兩球同時開始無初速度釋放，假如A球第一次到達平衡位置時，正好能夠和B球相撞，則B球與繩子之間的摩擦力與B球重力的比值是多少？（計算時10, g取 10 m/s2）OrO點為單擺15將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力。如圖甲中的固定懸點，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺 球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi) A、B、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置， / AOB = Z COB =0, B小于5且未知。圖乙表示由計算機得到的細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，且圖中t=0時刻為擺球從 A點開始運動的時刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題

8、中(包括圖中)所給的信息求：(g取10 m/s2)(1)單擺的振動周期和擺長;(2)擺球的質(zhì)量;(3) 擺球運動過程中的最大速度。參考答案1. 答案：D 物體完成一次全振動，是一次完整的振動過程。完成一次全振動，物體回到原位置，位移、速度、回復(fù)力的大小和方向與原來的大小和方向都相同。因此D項正確。2. 答案：D 從運動學(xué)關(guān)系來看，當(dāng)加速度和運動方向一致時，物體做加速運動。但這 不是速度變大的原因，其原因是回復(fù)力對物體做正功。3. 答案：B 振動圖象表示質(zhì)點在不同時刻相對平衡位置的位移，由圖象可看出，質(zhì)點運動的周期 T = 4 s,其頻率f= - = 0.25 Hz ；0 s內(nèi)質(zhì)點運動了 -T，

9、其運動路程為 s= 5 X 4AT22=5 X 4X 2 cm = 20 cm ;第4 s末質(zhì)點在平衡位置，其速度最大；t = 1 s和t= 3 s兩時刻,2由圖象可看出，位移大小相等，方向相反，由以上分析可知，B項正確。4. 答案：B振子的最大加速度a= kA，而mg=心，解得a = -A , B選項正確。mx5. 答案：D 由圖象可知：34 s內(nèi)質(zhì)點正從負向最大位移向平衡位置振動，結(jié)合振動示意圖（如圖），知該過程為從 Bt0,速度向右，由于簡諧運動回復(fù)力總指向平衡位置，故該過程加速度方向也向右。.丄1B0C6. 答案：C設(shè)人的步幅為A,臂長為I。，則跨步頻率f1=-，手臂的自然擺動頻率 f

10、2AA * h, f1 = f2,則 v7. 答案：D 振子具有正方向最大加速度的位置應(yīng)該在甲圖中的A點處，因為該處合外力最大，且方向向右，與規(guī)定的正方向相同，可以判斷是以 0點（平衡位置）為計時起點經(jīng) 過1周期向左到達 A點，振子的位移為負的最大，所以選項 D正確。48. 答案：C 單擺的擺長是懸點到小球重心的距離。開始時，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；擺長先變大，后變小，C選項正確。9. 答案：C 由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)驅(qū)動力的頻率由50 Hz增大到70 Hz的過程中，受迫振動的振幅先增大后減小，說明振動系統(tǒng)的固有頻率 f固應(yīng)為50 Hz Vf固V 70

11、Hz , C項正確，B項錯誤。在60 Hz時振幅最大，但是并不一定是受迫振動的最大振幅，從表中不能得到這 一結(jié)論，所以A項錯誤。10. 答案：B 由單擺周期公式 T = 2 n 1，得g= 丨，g值偏大，說明I偏大或T偏小。把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成擺長會使I偏小，g值偏小，A項錯誤；擺球第30次通過平衡位置實際上單擺完成 14.5次全振動，周期 T= t ，而誤認(rèn)為是30次全振動，T變小引14.5起g明顯偏大，B項正確；單擺周期與振幅和質(zhì)量無關(guān)，C、D項錯誤。11.解析：當(dāng)大風(fēng)大浪沖擊船的驅(qū)動力的頻率等于船的固有頻率時，船的振動最劇烈，船極易傾覆，而風(fēng)浪的沖擊力作為驅(qū)動力的頻率，是無法人為改變的

12、， 應(yīng)當(dāng)改變航行方向和船速，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的頻率。答案：速度頻率12解析：（1）單擺的擺球應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小的球，以減小空氣阻力對實驗結(jié)果的影響，故應(yīng)選用鋼球。2 2 2由單擺的周期公式T = 2 n 1 ,有5 =4 n2丄，得g=4n2nl。Ygngt答案：（1）鋼2 2 4 n2n l13解析：人體的固有頻率f固=2 Hz ,當(dāng)汽車的振動頻率與其相等時，人體與之發(fā)生共振，人感覺最難受，即f=丄g = f固，得1= 代入數(shù)據(jù)I = 0.062 5 m，由胡克定律得2n l4 n fkl = (m1 + n m2)g，從而得kl mggg1.5 105 0.0625 -600 9.870 78=5（人）。答案：5人14.解析：根據(jù)題意，A和B的運動時間相等，設(shè)為 t，對A有對 b 有 r= latimXt222 mf 1解得丄顯。mg 5答案：1515.解析：（1）在 A、C兩點細線拉力最小，由題圖可得周期為 0.4 n,再根據(jù)T= 2 nJ*求出擺長I = 0.4 m。設(shè)擺球質(zhì)量為 m