物理選修3-4第十一章機械振動試題及答案詳解

單過測----機振本試卷分第I卷選擇題）和第II卷（選擇題）兩部分，第I卷1至4頁，第II卷4至8頁共計分考試時間90分鐘第（擇共40分）一本共10??；小4分共計40分。每題給的個項，一或個項確全部對4分選但全2分有選0分1．彈簧振子作簡諧運動t時刻速度為，時刻也為，且方向相同。已知-）于周期，則（）（）A．可能大于四分之一周期．可能小于四分之一周期

MC．一定小于二分之一周期．可能等于二分之一周期

2．有一擺長的單擺，懸點正下方某處有一小釘，當擺球經過平衡位置向左擺動時，擺線的上部將被小釘擋住，使擺長發(fā)生變化，現(xiàn)使擺球做小幅度擺動，擺球從右邊最高至左邊最高N運動過程的閃光照片，如右圖所示(懸點和小釘未被攝，為擺動中的最低點。已知每相兩次閃光的時間間隔相等，由此可知，小釘與懸點的距離為（）AL/4B．/2C．LD．無法確定3．A、兩個全一樣的彈簧振，把子移到的平衡位置右邊，B振子移到B的衡位置右邊，后同時放手，那）A．A、運的方向總是相同.．、動的方向總是相反.C．A、運的方向有時相同、有時相．無法判斷、B運的方向的關.4．鋪設鐵軌時，每兩根鋼軌接處都必須留有一定的間隙，勻速運行列車經過軌端接縫處時，車輪就會受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的擊做受迫振動。普通鋼軌長為2.6m列車固有振動周期為。下列說法正確的是（）A．列車的危險速率為

40m/

B．列車過橋需要減速，是為了止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運行的振動頻率和列車固有頻率總是相等．增加鋼軌的長度有利于列車高速運行5．一個篩子用四根彈簧支起，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉一周，給篩子一個驅動力，這就做成了一個共振篩，篩子做自由振動時，完成20次全振動用15，某電壓下，電動偏心輪轉速是88r/min.已增大電動偏心輪的電，可以使其轉速提高，增加篩子的質量，可以增大篩子的固有周期，要使篩子的振幅增大，下列做法中，正確的是/min讀“轉每分（）A.降低輸入電壓B.提高輸入壓C.加篩子的質量D.減篩子的質量6．一質點作簡諧運動的圖象如所示，則該質點（）A．在0.015s時速度和加速度都為x方向B．在0.01至0.03s內速度與加速度先反方向后同方向，且速度是先減小后增大，加速度是先增大后減小。1

C．在第八個0.01s內速度與移方向相同，且都在不斷增大D．在每1s內，復力的瞬時功率有次為零。7．擺長為L的單擺做簡諧振動，若從某時刻開計時t振動至

2

g

時，擺球具有負向最大速度，則單擺的振動圖象是圖中的（）8．一個電動傳感器接到計算上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動時懸線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示。某同學由此圖線提供的信息做出了下列判斷（）①ts時擺正經過最低點。②ts擺球正經過最低點。③擺擺動過程中機械能減少。④擺擺動的周期是1.4s。上述判斷中，正確的是A.①B.②C.③D.②④9．甲乙兩人同時觀察同一單擺振動，甲每經過2.0S察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在其平衡位置處；乙每經過3.0S觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在平衡位置右側的最高處，由此可知該擺的周期可能是（）．．1.0S．2.0SD．3.0S10．關于孩子蕩秋千，有下列四種說法：①質量大一些的孩子蕩秋千，它擺動的頻率會更大些②子在秋千達到最低點處有失重的感覺③拉繩被磨損了的秋千子容在最低點斷開④己蕩秋千想蕩高一些須兩側最高點提高重心，增加勢能。上述說法中正確的是（）A.①②B.③④C.④D.②c附加1：如圖所示，一輕質彈簧豎直放置，下端固定在水平面上，上端處a位，當一重球放在彈簧上端靜止時，彈簧上端被壓縮到b位?，F(xiàn)將重球（視為質點）從高于a位的c位置彈簧中軸線自由下落，彈簧被重球壓縮到最低位置以下關于重球運動過程的正確說法應是（）A．重球下落壓縮彈簧由a至d的過中，重球做減速運動。2

a（

B．重球下落至b處得最大速度。C．重球下落至d處得最大加速度。D．由至d過中球克服彈簧彈力做的功等于小球由下落至d處重力勢能減少量。附加2：一質點做簡諧運動的圖象如圖8所示，下列說法正確的是A．質點運動頻率是4HzB．10要質點經過的路程是C．第4末點的速度是零D．在t=1s和t＝3s兩時刻，質位移大小相等、方向相同

2

x/c24681012

t/第II卷非擇58）二填題本共5小題，20分。答填寫題括內橫上11．如圖所示，質量為m的塊放在水平木板上，木板與豎直彈簧相連，彈簧另一端固定在水平面上，今使m隨M一做諧運動，且始終不分離，則物塊m做諧運動的回復力是由提供的，當振動速度達最大時m壓力為。12．如所示為水平放置的兩個彈簧振子

A和B的動像，已知兩個振子質量之比為m:m=2:3彈簧的勁度系數(shù)之比為:=3:2，它們的周期之比T：＝；它們的最大加速度之比為a:＝。13．有一單擺，當它的擺長增加時，周期變?yōu)樵瓉淼?倍。它原來的周期是_________？14．某同學在做“利用單擺測重加速度”的實驗中，先測得擺線長為，球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動次所用的時間為101.5s則：（）測得的重力加速度g=m/s.（計算結果取三有效數(shù)字）(2)他得的值小，可能原因是：A．測擺線長時擺線拉得過緊。B．擺線上端未牢固地系于懸點振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了。C．開始計時時，秒表過遲按下D．實驗中誤將49次全振動計為50次。（）了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并出相應的周期T，從得出一組對應的和T的數(shù)值，再以為坐標、為坐標將所得據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率。則重力加速度g=K表示15.一標卡尺的主尺最小分度為1毫米，游標上有10個等分間隔，現(xiàn)用此卡尺來測量工件的直徑，如圖所示。該工件的直徑_____________毫。3

AB附加3.如圖所示，兩木塊A和疊放在光滑水平面上，質量分別和A與之的最大靜摩擦力，與勁度系數(shù)為的輕質彈簧連接構成彈簧振子。為和B在振動過程中不發(fā)生相對動，則它們的振幅不能大于，們的最大加速度不能大于。三計題本題4小題共分解應出必的字明方式重演步。寫最答的能分有值算題答中須確出值和位．簧振子以O點平位置在BC點之間做簡諧運.C相20cm.時刻振子處于點經0.5s，振子首次到達C點.求：（1振動的周期和頻率振子在內過的路程及位移大小；（3振子在點的加速度大小跟它距O點4點加速度大小的比.．察振動原理的應用：心電圖儀是用來記錄心臟生物電的變化規(guī)律裝置，人的心臟跳動時會產生一股股強弱不同的生物電，生物電的變化可以通過周圍組織傳到身體的表面．醫(yī)生用引導電極放于肢體或軀體的一定部位就可通過心電圖儀記錄出心電變化的波動曲線是電圖去醫(yī)院進行調查究面是甲、乙兩人在同一臺心電圖機上作出的心電圖分別如圖甲、乙所示，醫(yī)生通過測量后記下的心率是次／分．試分析：(1)該心電圖機圖紙移動的速度；(2)乙的心動周期和心率．4

218．如圖所示，一塊涂有炭黑玻板，質量，在拉的作用下，由靜止開始豎直向上運動一個裝2有水平振針的振動頻率為5Hz的定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線得OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm.求外力的小。（g=10m/s,不阻力）

FOABC．人利用安裝在氣球載人艙內的單擺來確定氣球的高度。已知該單在海平面處的周期T當氣球停在某一高度時，測得該單擺周期為T.該氣球此時離海平面的高度h。把地球看作質量均勻分的半徑為R的體。附加4.（）物理課外活動小組用單擺測重力加速度的實驗測出了不同擺長)所應的周期在進行實驗數(shù)據(jù)處理時：A．甲同學以擺長L）為橫坐標周期T）的平方為縱坐標作出了—圖。他同學測擺長時，忘記測擺球的半徑，則他用圖線法求得的重力加速度（填“偏大”或“偏小”或“準確”）B．乙同學根據(jù)公式

L2L得g，計算重T

y

（b力加速度，若他測擺長時，把擺線長當作擺長（忘記加上小

BCDFGH

x球半徑測得的重力加速（選填“偏大”

（a

y或“偏小”或準確”）（2）某同學利用焊有細鋼針的音叉（有頻率f有煤油燈煙灰的均勻金屬片和刻度尺來測定重力加速度。他的實驗步驟有：

y

A（c）B

y

xxA將熏煙灰的金屬片靜止懸掛，調整音叉的位置，使音

y5

C

x

叉不振動時，針尖剛好能水平接觸金屬片，如圖）所示。B、輕敲叉，使它振動，同時燒斷懸線，使金屬片自由下落。C、從金屬片上選取針尖劃痕清晰的一段從時刻起針尖經過平衡置的點依次為BCDFG、H，測它們相鄰之間的距離分別為、、、、、，圖（b）所示。16（1）推導計算重力加速度的表達式：（知固有頻率f）；0（2）金屬片自由下落后（不計針尖與屬片間的摩擦）中圖中，你認為針尖在金屬片上的劃痕正確的是。6

,參考答案：1.AB,

C

l共的條件是驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率，由可求出危險車速40m/，故選項A正。v列車過橋需要減速，是為了防止橋與火車發(fā)生共振現(xiàn)象，故選項B錯。AD

BD

解：從=0時經t

2

g

時間，這段時間為

34

，經過

34

擺球具有負向最大速度，說明擺球在平衡位置給的四個圖象過

34

T

具有最大速度的有C兩具有負向最大速度的只有D所以選項D正確A

AB10.解：千近似為單擺，其周期、頻率由擺長l當?shù)氐闹亓铀俣葲Q定，與質量無關，故知①錯；具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，而在最低點具有向上的向心加速度，故②錯；最低點子承受的拉力最大，故在最低點易斷，故③對；在最高點提高重心，可使體內化學能轉化為機械能（勢可蕩得高一些，可見④亦正確.答：B附1.析與解：重球由a的運動過程中，只受重力作用，做勻速運動；由a至b的運動過程中，受重力和彈力作用，但重力大于彈力，做加速度減小的加速運動；由b至d的運動過程中，受重力和彈力作用，但重力小于彈力，做加速度增大的減速運動。所以重球下落至b處得最大速度，由a至d過程重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下至d處時重力勢能減少量，即可判定B、確。C選很難確定是否正確，但利彈簧振子的特點就可非常容易解決這一難題。重球接觸彈簧以后，以b點平衡位置做簡諧運動，在b點方取一點a,使ab=ab,根簡諧運動的對稱性，可知，重球在a、a的加速度大小相等，方向相反，如圖1所示而在d點的加速度大于在a點加速度，所以重球下落至d獲得最大加速度C選項確。附2：B11.重力和對的支持力的合力4分。12.2：3；：13.解設單擺原來的擺長為L，振動周期為T；擺長增加2m后擺長變?yōu)長=（+2），周期變?yōu)門=2T。由擺周期公式，有

Caa

圖T=

LL2Tgg聯(lián)立上述兩式，可得L=

23

mT（分）14.（）9.762）B（）4

/

。()ffkm16.

（）設振幅，由題意＝2＝，所以＝cm.7

hh振子從所用時間t，為周期T一半，所以T；f=

1T

（2）振子在個周期內通過的路程為，故在′=5T內過的路程s=

tT

×45s內振子振動了5個周期，5s末振子仍處在，所以它偏離平衡位置的位移大小為10（3）振子加速度=-17.（1）

k

x,ax.所