机械振动练习题两套

机械振动（一）1．[简谐振动的基本特征]做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是()A．位移B．速度C．加速度D．回复力2．[简谐振动的图象]如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()A．t＝0.8s时，振子的速度方向向左B．t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处C．t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小3．[单摆]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4．[受迫振动](多选)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ff0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当ff0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f0D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f5．(多选)水平弹簧振子，每隔时间t，振子的位移总是大小和方向都相同，每隔t2的时间，振子的速度总是大小相等、方向相反，则有()A．弹簧振子的周期可能小于t2B．每隔t2的时间，振子的加速度总是相同的C．每隔t2的时间，振子的动能总是相同的D．每隔t2的时间，弹簧的长度总是相同的6．(多选)一个质点在平衡位置O点附近做机械振动。若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点(如图所示)；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点还需要的时间是()A．8sB．4sC．14sD.103s7．[2016·温州模拟]在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz。将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是()A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz，且适当增大其输出功率8．[2016·北京高考]如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为()9．[2015·山东高考](多选)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判断正确的是()A．h＝1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程是0.2mD．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反10.如图所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱落；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________(填“”“”或“＝”)A0，T________(填“”“”或“＝”)T0弹簧振子的周期T＝2πmk。11．[2016·连云港模拟]如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期________(填“大于”“等于”或“小于”)d摆的周期。图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，则a摆的摆长为________。12．[2016·盐城模拟]一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动的频率如图所示。当圆盘的频率为0.4Hz时，小球振动的周期是________s；当圆盘停止转动后，小球自由振动时，它的振动频率是________Hz。13．有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2­l图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是____(选填“A”或“B”)。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比lalb＝_____，在t＝1s时，b球振动的方向是__________________。14．(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是________(填“甲”或“乙”)。(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一光敏电阻与激光光源，如图丙所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示，则该单摆的振动周期为________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将________(填“变大”“不变”或“变小”)，图丁中的Δt将________(填“变大”“不变”或“变小”)。15．[2017·邹城模拟]甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。(1)甲组同学采用图甲所示的实验装置。A．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L。然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g＝________(用所测物理量表示)。B．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动。速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v­t图线。A．由图丙可知，该单摆的周期T＝________s；B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机做出T2­L(周期平方—摆长)图线，并根据图线拟合得到方程T2＝4.04L＋0.035。由此可以得出当地的重力加速度g＝________m/s2。(取π2＝9.86，结果保留3位有效数字)16．[2016·合肥模拟](1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是________。A．约1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小铁球B．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小铁球C．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小塑料球D．约1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小塑料球(2)测量小球直径时游标卡尺的读数为________cm。(3)某同学在处理数据的步骤中，以L为纵坐标，以周期T为横坐标，作出如图所示的图象，已知该图线的斜率为k＝0.500，则重力加速度为________m/s2。(结果保留三位有效数字，π＝3.14)17．[2015·天津高考]某同学利用单摆测量重力加速度。(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________。A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆。实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。18．[2015·北京高考]用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。(1)组装单摆时，应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)。A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L、n、t表示)。(3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的T＝_______s，g＝______m/s2。(4)用多组实验数据作出T2­L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2­L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是________(选填选项前的字母)。A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值(5)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图3所示。由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺。于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示)。19．如图所示为一沿水平方向振动的弹簧振子的振动图象。求：(1)从计时开始，什么时刻第一次达到动能最大？(2)在第2s末到第3s末这段时间内振子的加速度、速度、动能、弹性势能各怎样变化？(3)该振子在前100s内总位移是多少？总路程是多少？机械振动（一）答案1.解析在简谐振动中的位移是指从平衡位置到所在位置的有向线段，它每次经过同样的位置，故位移相同；而回复力与位移成正比、方向相反，故回复力也相同；由牛顿第二定律可知加速度也相同；而速度是矢量，有方向，每次过同一位置时速度方向可能相同，可能相反，所以速度可能不同。故选B。2.解析t＝0.8s时弹簧振子处于平衡位置，并正在向左运动，故速度方向向左，A正确；由题中图象得振子的位移x＝12sin5π4tcm，故t＝0.2s时，x＝62cm，故B错误；t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的位移方向相反，由a＝－kxm知，加速度方向相反，C错误；t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D错误。3.解析由单摆周期公式T＝2πlg知，周期只与l、g有关，与m和v无关，周期不变，频率不变。改变质量前，设摆球运动的最低点与最高点的高度差为h，最低点速度为v，则mgh＝12mv2；质量改变后，4mgh′＝12×4m×v22，可知h′≠h，振幅改变，故选C。4.解析由共振曲线可知：当驱动力的频率f等于固有频率f0时受迫振动的振幅最大，二者不等时驱动力的频率越接近固有频率时，受迫振动的振幅越大，当ff0时受迫振动的振幅随f增大而增大，故A选项错误，B选项正确；振动系统的振动稳定后，受迫振动的频率等于驱动力的频率f，故C选项错误，D选项正确。5.解析水平弹簧振子每隔时间t，振子的位移总是大小和方向都相同，说明时间t为周期的整数倍，每隔t2时间，振子的速度总是大小相等、方向相反，说明t2是半个周期的奇数倍，故t为周期的