人教版高二物理第11章 机械振动 单元综合试题及答案4 4页

第11章 机械振动 单元测验 一、单项选择题 ‎1．一个弹簧振子，第一次被压缩x后释放做自由振动，周期为T1，第二次被压缩2x后释放做自由振动，周期为T2，则两次振动周期之比T1∶T2为(　　)‎ A．1∶1　　　　　　　　 B．1∶2‎ C．2∶1 D．1∶4‎ 解析：选A.周期与振幅无关，故A正确．‎ ‎2．(2009年高考上海卷)做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的(　　)‎ A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变 C．频率不变，振幅改变 D．频率改变，振幅不变 解析：选C.由单摆周期公式T＝2π 知周期只与l、g有关，与m和v无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h，最低点速度为v，mgh＝mv2.质量改变后：4mgh′＝·4m·()2，可知h′≠h，振幅改变．故选C.‎ ‎3．(2011年金华模拟)如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的竖直线上的O′点钉一个钉子，使OO′＝L/2，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于10°，则此摆的周期是(　　)‎ A．2π B．2π C．2π( ＋ ) D．π( ＋ )‎ 解析：选D.此摆为复合摆，周期等于摆长为L的半个周期与摆长为的半个周期之和，故D正确．‎ ‎4．(2011年安徽合肥一模)如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a到b历时0.2 s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4 s，则该振子的振动频率为(　　)‎ A．1 Hz B．1.25 Hz C．2 Hz D．2.5 Hz 解析：选B.由简谐运动的对称性可知，tOb＝0.1 s，tbc＝0.1 s，故＝0.2 s，解得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，选项B正确．‎ ‎5．(2011年江苏泰州联考)如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是(　　)‎ A．只有A、C摆振动周期相等 B．A摆的振幅比B摆小 C．B摆的振幅比C摆大 D．A、B、C三摆的振动周期相等 解析：选D.当单摆A振动起来后，单摆B、C 4‎ 做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A错误而D正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C正确而B错误．‎ 二、不定项选择题 ‎6．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内(　　)‎ A．振子的位移越来越大 B．振子正向平衡位置运动 C．振子的速度与位移同向 D．振子的速度与位移反向 解析：选BD.速度越来越大，说明振子正在向平衡位置运动，位移变小，A错B对；速度与位移反向，C错D对．‎ ‎7．如图所示是单摆做阻尼运动的位移－时间图线，下列说法中正确的是(　　)‎ A．摆球在P与N时刻的势能相等 B．摆球在P与N时刻的动能相等 C．摆球在P与N时刻的机械能相等 D．摆球在P时刻的机械能大于N时刻的机械能 解析：选AD.P、N两点表示摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A对；P点的速度大，所以动能大，故B、C错D对．‎ ‎8．(2009年高考宁夏理综卷改编)某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是(　　)‎ A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小 B．当f＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大 C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0‎ D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 解析：选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B正确．‎ ‎9．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．质点振动频率是4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是20 cm C．第4 s末质点的速度是零 D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同 解析：选B.读图可知，该简谐运动的周期为4 s，频率为0.25 Hz，在10 s内质点经过的路程是2.5×4A＝20 cm.第4 s末的速度最大．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相反．‎ 三、计算题 ‎10．如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：‎ 4‎ ‎(1)单摆振动的频率是多大？‎ ‎(2)开始时刻摆球在何位置？‎ ‎(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，这个摆的摆长是多少？‎ 解析：(1)由x－t图可知：T＝0.8 s，所以f＝＝ Hz＝1.25 Hz.‎ ‎(2)t＝0时x＝－4 cm，故开始时刻摆球在B位置．‎ ‎(3)根据T＝2π ，所以l＝＝0.16 m.‎ 答案：(1)1.25 Hz　(2)B点　(3)0.16 m ‎11．(2011年丽水模拟)“嫦娥二号”载人飞船的成功发射，标志着我国航天技术新的突破．如果宇航员将在地面上校准的摆钟拿到月球上去．‎ ‎(1)若此钟在月球上记录的时间是1 h，那么实际的时间是多少？‎ ‎(2)若要在月球上使该钟与在地面上时一样准，摆长应如何调节？(已知g月＝)‎ 解析：(1)设在地球上该钟的周期为T0，在月球上该钟的周期为T，设在月球上指示的时间为t，则在月球上该钟在时间t内振动的次数N＝.设在地面上振动次数N时所指示的时间为t0，则有N＝，所以＝ 又T＝2π 所以t0＝·t＝ ·t＝×1 h＝ h 所以地面上的实际时间为 h.‎ ‎(2)要使其与在地面上时走得一样准应使T＝T0，即＝，‎ l月＝·l地＝l地．应将摆长调为原来的.‎ 答案：(1) h　(2)调为原来的 ‎12．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带运动方向与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图乙所示．‎ 4‎ ‎ (1)若匀速拉动纸带的速度为1 m/s，则由图中数据算出振子的振动周期为多少？‎ ‎(2)作出P的振动图象．‎ ‎(3)若拉动纸带做匀加速运动，且振子振动周期与原来相同，由图丙中的数据求纸带的加速度大小．‎ 解析：(1)由题图乙可知，当纸带匀速前进20 cm时，弹簧振子恰好完成一次全振动，由v＝，可得t＝＝ s，‎ 所以T＝0.2 s；‎ ‎(2)由题图乙可以看出P的振幅为2 cm，振动图象如图所示；‎ ‎(3)当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.2 s，由丙图可知，两个相邻0.2 s时间内，纸带运动的距离分别为0.21 m、0.25 m，由Δx＝aT2，得 a＝ m/s2＝1.0 m/s2.‎ 答案：(1)0.2 s　(2)见解析　(3)1.0 m/s2‎ ‎ ‎ 4‎