1、人教版高中物理选修34第十一章 机械振动单元测试题解析版第十一章机械振动单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.在1 min内甲振动30次，乙振动75次，则()A甲的周期0.5 s，乙的周期1.25 sB甲的周期0.8 s，乙的周期2 sC甲的频率0.5 Hz，乙的频率1.25 HzD甲的频率0.5 Hz，乙的频率0.8 Hz2.一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如图所示，在t4 s时，质点的()A速度为正的最大值，加速度为零B速度为负的最大值，加速度为零C速度为零，加速度为正的最大值D速度为零，加速度为负的最大值3.弹簧振子在做简谐运动，振动图象如图所示，则下列说法正
2、确的是()At1、t2时刻振子加速度大小相等，方向相反Bt1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反Ct2、t4时刻振子加速度大小相等，方向相同Dt2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反4.一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为()A 1212B 1111C 1112D 12115.在同一地点，单摆甲的周期是单摆乙的周期的4倍，下列说法正确的是()A甲的频率是乙的4倍B甲的摆长是乙的16倍C甲的振幅是乙的4倍D甲的振动能量是乙的4倍6.如图所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷
3、，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，则这个单摆的周期为()AT2BT2C大于TD小于T27.关于机械振动，下列说法正确的是( )A往复运动就是机械振动B机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用C机械振动是受回复力作用D回复力是物体所受的合力8.一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是()ABCD9.如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于()A 0
4、BkxCkxDkx10.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是()A适当加长摆线B质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期11.两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v1、v2(v1v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则()Af1f2，A1A2Bf1f2，A1A2Cf1f2，A1A2Df1f2，A1A212.做简谐运动的物体，其加速度a随位移x变化的规律应是下图中的()ABCD13.根
5、据图可知，关于一次全振动，下列说法中正确的是()A从B经O运动到C的过程B从任意一点出发再回到该点的过程C从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程D从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程14.下列选项中，属于对过程建立物理模型的是()A质点B简谐运动C点电荷D理想气体15.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是()A速度一定为正值，加速度一定为负值B速度一定为负值，加速度一定为正值C速度不一定为负值，加速度不一定为正值D速度不一定为负值，加速度一定为正值二、多选题(每小题至少有两个正确答案) 16.(多选)单摆在竖直平面内往复运动，下列说法正确的是()A其最大摆角小于5B其回复力是由
6、摆球的重力和悬线拉力的合力提供的C测量周期时应该从摆球经过平衡位置开始计时D “秒摆”是摆长为1 m、周期为1 s的单摆17.(多选)如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是()A弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置18.(多选)下列说法中正确的是()A有阻力的振动叫做受迫振动B物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动C物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动D物体在周期性外力作用下振动，
7、它的振动频率最终等于驱动力频率19.(多选)如图所示，一轻弹簧上端悬于顶壁，下端挂一物体，在AB之间作简谐运动，其中O点为它的平衡位置，物体在A时弹簧处于自然状态若v、x、F、a、Ek、Ep分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和势能，则()A物体在从O点向A点运动过程中，v、Ep减小向而x、a增大B物体在从B点向O点运动过程中，v、Ek增大而x、F、Ep减小C当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同D当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek的大小均相同，但Ep大小不同20.(多选)下列几种运动中属于机械振动的是()A乒乓
8、球在地面上的上下运动B弹簧振子在竖直方向的上下运动C秋千在空中来回的运动D竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动三、实验题21.物理小组的同学们用如图甲所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点)，小型电磁铁一个(用于吸住或释放小钢珠)、网兜实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.甲乙(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球直径为_cm.(2)如图甲，改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重
9、力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h_.(3)根据实验数据作出t图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为_四、计算题22.如图所示是一个质点做简谐运动的图象，根据图象回答下面的问题：(1)振动质点离开平衡位置的最大距离；(2)写出此振动质点的运动表达式；(3)在00.6 s的时间内质点通过的路程；(4)在t0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向；(5)振动质点在0.6 s0.8 s这段时间内速度和加速度是怎样变化的？(6)振动质点在0.4 s0.8 s这段时间内的动能变化是多少？五、填空题23.一个质点做简谐运动，振幅为4 cm，频率
10、为2.5 Hz，若质点从平衡位置开始向正方向运动时开始计时，经过2 s，质点完成了_次全振动，通过的路程为_m,1.1 s末振子的位移_m.24.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，用20分度的游标卡尺测小球直径如图乙所示；小球的直径为_mm.若某次测量时间结果如图甲所示，则秒表的读数是_s.甲乙25.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学先测得摆线长为92.50 cm，然后用秒表记录了单摆做45次全振动的时间，摆球的直径和秒表的读数如图所示，该单摆的摆长为_cm，单摆的周期为_s.26.将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开4 cm后放手，让它做振动如果从放手到第一次回到平衡位
11、置的时间为0.1 s，则弹簧振子在2 s内完成_次全振动，振子在5 s内通过的路程为_m.27.一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图象y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标由此图求振动的周期为_和振幅为_六、简答题28.如图所示是某质点做简谐运动的振动图象根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少？(3)质点在15 s和25 s末向什么方向运动？(4)质点在前30 s内的运动路程是多少？答案解析1.【答案】C
12、【解析】T甲s2 s，f甲0.5 Hz，T2s0.8 s，f乙1.25 Hz.2.【答案】B【解析】在t4 s时，质点在平衡位置，所以回复力等于0，物体的加速度等于0；此时物体正在向x的负方向运动所以速度为负向最大，故选项B正确，选项A、C、D错误3.【答案】B【解析】t1与t2两时刻振子经同一位置向相反方向运动，加速度相同，速度方向相反，A错，B对；t2与t4两时刻振子经过关于平衡位置的对称点，加速度大小相等、方向相反，C错；t2、t3时刻振子的速度相同，D错4.【答案】C【解析】弹簧振子的周期由振动系统本身的特性决定，与振幅无关所以两次振动的周期之比为11；由简谐运动的特征：a得：最大加速
13、度的大小之比am1am2x2x12，故选C.5.【答案】B【解析】由单摆的周期公式T2可知L，故B选项正确；甲的频率是乙的频率的，故A选项错误；虽然甲、乙两单摆的摆长有L甲4L乙，但两个单摆的摆角不确定，两摆球质量不确定，故C、D选项错误6.【答案】D【解析】处于竖直向下的匀强电场中的摆球，竖直方向受到的合力：F合mgqE摆球在摆动的过程中切线方向的分力：F切(mgqE)sinmgsin由于切线方向的分力增大，所以单摆的周期减小，TT2.7.【答案】C【解析】机械振动应该是以某一点为中心对称的运动，不是所有的往复运动都是机械振动，A错误；机械振动是需要力来维持的，B项错误、C项正确；回复力不一
14、定是合力，也可能是合力的一部分，D项错误8.【答案】C【解析】单摆的周期为T2 s，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，C对9.【答案】D【解析】当物体离开平衡位置的位移为x时，弹簧弹力的大小为kx，以整体为研究对象，此时A与B具有相同的加速度，根据牛顿第二定律得kx(mM)a，故a.以A为研究对象，使A产生加速度的力即为B对A的静摩擦力F，由牛顿第二定律可得Fmakx，故正确答案为D.10.【答案】A【解析】单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长，便于测量周期，故A正确要减小空气阻力的影响，应选体积较小的摆球，故B错误单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，
15、一般不超过5，故C错误单摆周期较小，把一次全振动的时间作为周期，测量误差较大，应采用累积法，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误11.【答案】C【解析】根据单摆周期公式T2，相同的单摆，周期相同，频率f，所以频率相同根据机械能守恒得，速度大者摆角大，则振幅也大，所以A1A2，故C正确12.【答案】B【解析】以弹簧振子为例，Fkxma，所以a，即akx，故正确选项为B.13.【答案】C【解析】小球在做简谐运动，是一种重复性的运动，从B经O运动到C的过程不是该重复性运动的最小单元，故A错误；若从任意一点出发再回到该点的速度方向相反，说明不是该重复性运动的最小单元，故B错误；从任意一点出
16、发再首次同方向经过该点的过程，是该重复性运动的最小单元，故C正确；从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程是半个全振动，故D错误14.【答案】B【解析】质点是理想模型，点电荷研究的是带电体，理想气体研究的是气体，研究的都是物体，故A、C、D错误；简谐运动研究的是振动过程，故B正确，故选B.15.【答案】D【解析】若位移为负，由a可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误16.【答案】AC【解析】单摆做简谐运动时，单摆的最大摆角应小于5，否则不能看成简谐振动，故A正确；单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，故B错误
17、；经过平衡位置球的速度最快，故测量误差最小，故C正确；“秒摆”是摆长为1 m、周期为2 s的单摆，故D错误17.【答案】AD【解析】回复力是根据效果命名的力，不是做简谐运动的物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供的，在题图中弹簧的弹力充当回复力，故A正确，B错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动过程中位移的大小在减小，故此过程中回复力逐渐减小，C错误；回复力总是指向平衡位置，故D正确18.【答案】CD【解析】物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动，选项C对，B错；这个周期性的外力能给振动物体补充能量，而阻力不行，选项A错；受迫振动的频率最终等于驱动力频率，选项D对19.【答
18、案】BC【解析】物体在从O点向A点运动过程中，物体离开平衡位置，v减小，Ep增大，x、a增大，故A错误；物体在从B点向O点运动过程中，物体靠近平衡位置，v、Ek增大而x、F、Ep减小，故B正确；根据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同，故C正确，D错误20.【答案】BCD【解析】机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动21.【答案】(1)1.170(2)gt2vt(3)2k【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标读数为0.0514 mm0.70 mm，则小球的直径为11.70 mm1.170
19、 cm.(2)采用逆向思维，结合匀变速直线运动的位移时间公式得：hgt2vt.(3)根据hvtgt2得：vgt，可知t图线的斜率kg，则g2k.22.【答案】(1)5 cm(2)x5sin(2.5t) cm(3)15 cm(4)正方向负方向负方向正方向(5)速度越来越大加速度的方向指向平衡位置越来越小(6)零【解析】(1)由振动图象可以看出，质点振动的振幅为5 cm，此即质点离开平衡位置的最大距离(2)由图象可知A5 cm，T0.8 s，0.所以xAsin(t)Asin(t)5sin(t) cm5sin(2.5t) cm.(3)由振动图象可以看出，质点振动的周期为T0.8 s,0.6 s3，振
20、动质点是从平衡位置开始振动的，故在00.6 s的时间内质点通过的路程为s3A35 cm15 cm.(4)在t0.1 s时，振动质点处在位移为正值的某一位置上，但若从t0.1 s起取一段极短的时间间隔t(t0)的话，从图象中可以看出振动质点的正方向的位移将会越来越大，由此可以判断得出质点在t0.1 s时的振动方向是沿题中所设的正方向的同理可以判断得出质点在t0.3 s、0.5 s、0.7 s时的振动方向分别是沿题中所设的负方向、负方向和正方向(5)由振动图象可以看出，在0.6 s0.8 s这段时间内，振动质点从最大位移处向平衡位置运动，故其速度是越来越大的；而质点所受的回复力是指向平衡位置的，并
21、且逐渐减小的，故其加速度的方向指向平衡位置且越来越小(6)由图象可以看出，在0.4 s0.8 s这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置，尽管初、末两个时刻的速度方向相反，但大小是相等的，故这段时间内质点的动能变化为零23.【答案】50.80.04【解析】由题得质点振动的周期为：Ts0.4 s，时间t2 s5T，所以质点完成了5次全振动在2 s内振子通过的路程为：s54A204 cm80 cm0.8 m.因t1.1 s2T，故1.1 s末振子的位移为4 cm0.04 m.24.【答案】(1)29.9096.8【解析】游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标读数为0.0518 mm
22、0.90 mm，则最终读数为29.90 mm.秒表小盘读数为90 s，大盘读数为6.8 s，则秒表读数为96.8 s.25.【答案】93.5151.95【解析】(1)球的直径：主尺：2.0 cm，游标尺对齐格数：第6个格，读数：60.30 mm0.030 cm，所以直径为：2.00.0302.030 cm摆长：L绳长小球半径92.501.01593.515 cm(2)秒表读数：内圈：1.0min60 s，外圈：27.5 s，所以读数为：87.5 s单摆的周期为Ts1.95 s.26.【答案】5 2【解析】简谐运动中，振幅是振子与平衡位置的最大距离，故振幅为4 cm；从最大位移回到平衡位置的时间
23、为0.1 s，故周期为0.4 s；周期为0.4 s，故2 s内完成5次全振动；周期为0.4 s，故5 s内完成12.5次全振动，一个全振动内通过的路程等于4倍振幅，故5 s内路程为振幅的50倍，即s50A200 cm2 m.27.【答案】【解析】记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期T.根据图象可知，振幅为A28.【答案】(1)20 cm(2)20 cm0(3)负方向负方向(4)60 cm【解析】(1)质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由图看出，此距离为20 cm.(2)质点在10 s末的位移x120 cm,20 s末的位移x20.(3)15 s末质点位移为正，15 s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25 s末质点也向负方向运动(4)前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20 cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，故30 s内的总路程为60 cm.
