高中物理鞏固練習(xí)機(jī)械振動(dòng)復(fù)習(xí)與鞏固提高

【鞏固練習(xí)】一、選擇題1．一根彈簧原長(zhǎng)為0，掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)伸長(zhǎng)x．當(dāng)把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時(shí)，物體振動(dòng)的最大加速度為（）．A．B．C．D．2．一物體做受追振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率小于該物體的同有頻率．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率逐漸增大到一定數(shù)值的過(guò)程中，該物體的振幅可能（）．A．逐漸增大B．逐漸減小C．先逐漸增大，后逐漸減小D．先逐漸減小，后逐漸增大3．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度越來(lái)越大，這是由于（）．A．加速度越來(lái)越大B．物體的加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能D．回復(fù)力對(duì)物體做正功4．(2015·濟(jì)南模擬)某彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示，則()A．t1、t2時(shí)刻振子的速度大小相等，方向相反B．t1、t2時(shí)刻振子的加速度大小相等，方向相反C．t2、t3時(shí)刻振子的速度大小相等，方向相反D．t2、t4時(shí)刻振子加速度大小相等，方向相同5．有一懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺，其擺的外殼為一個(gè)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(dòng)過(guò)程中，水從小孔慢慢流出．從水開(kāi)始流到水流完的過(guò)程中此擺的周期的變化是（）．A．由于懸線長(zhǎng)L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6．(2015濟(jì)寧模擬)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)．t＝0時(shí)刻振子的位移x＝－0.1m；時(shí)刻x＝0.1m；t＝4s時(shí)刻x＝0.1m．該振子的振幅和周期可能為()A．0.1m，B．0.1m，8sC．0.2m，D．0.2m，8s7．如圖所示為同一實(shí)驗(yàn)室中甲、乙兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖像，從圖像可知（）．A．兩擺球質(zhì)量相等B．兩單擺的擺長(zhǎng)相等C．兩單擺相位相差D．在相同的時(shí)間內(nèi)，兩擺球通過(guò)的路程總有s甲=2s乙8．如圖所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離Δx．釋放后振子在AB間振動(dòng)．設(shè)AB=20cm，振子由A到B時(shí)間為0.1s．則下列說(shuō)法正確的是（）．A．振子的振幅為20cm，周期為0.2sB．振子在A、B兩處受到的回復(fù)力分別為kΔx+mg與kΔx－mgC．振子在A、B兩處受到的回復(fù)力大小都是kΔxD．振子一次全振動(dòng)通過(guò)的路程是40cm二、填空題9．甲、乙兩個(gè)彈簧振子，振子質(zhì)量之比為3：1，彈簧勁度系數(shù)之比為1：3，振幅之比為1：2。則甲、乙兩個(gè)彈簧振子振動(dòng)的周期之比為；若把兩個(gè)彈簧振子移到月球上，其振動(dòng)的周期與它們?cè)诘厍蛏险駝?dòng)周期之比為。10．如圖所示為擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺．現(xiàn)在在懸點(diǎn)的正下方A點(diǎn)固定一顆釘子，使OA=L／3．令單擺由平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)以O(shè)為懸點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)單擺完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間是________．11．如圖所示，一個(gè)偏心輪的圓心為O，重心為C，它們所組成的系統(tǒng)在豎直方向上發(fā)生自由振動(dòng)的頻率為f．若偏心輪以角速度ω繞O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則當(dāng)ω=________時(shí)振動(dòng)最劇烈，這個(gè)現(xiàn)象稱為_(kāi)_______。12．(2015南昌期末)某同學(xué)利用如圖所示的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋畬?shí)驗(yàn)步驟如下：A．按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置B．用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑dC．用米尺測(cè)量懸線的長(zhǎng)度lD．讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動(dòng)．當(dāng)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并計(jì)數(shù)為0，此后小球每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)一次，依次計(jì)數(shù)1，2，3，…當(dāng)數(shù)到20時(shí)，停止計(jì)時(shí)，測(cè)得時(shí)間為tE．多次改變懸線長(zhǎng)度，對(duì)應(yīng)每個(gè)懸線長(zhǎng)度都重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、DF．計(jì)算出每個(gè)懸線長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的t2G．以t2為縱坐標(biāo)、l為橫坐標(biāo)，作出t2－l圖線結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)，完成下列任務(wù)：(1)用游標(biāo)為10分度(測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.1mm)的卡尺測(cè)量小球的直徑．某次測(cè)量的示數(shù)如下圖所示，讀出小球直徑d的值為_(kāi)_______cm.(2)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出t2－l圖線如下圖所示．根據(jù)圖線擬合得到方程t2＝404.0l＋3.5.由此可以得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2(取π2＝9.86，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)從理論上分析圖線沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因，下列分析正確的是________．A．不應(yīng)在小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，應(yīng)該在小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)B．開(kāi)始計(jì)時(shí)后，不應(yīng)記錄小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的次數(shù)，而應(yīng)記錄小球做全振動(dòng)的次數(shù)C．不應(yīng)作t2－l圖線，而應(yīng)作t－l圖線D．不應(yīng)作t2－l圖線，而應(yīng)作圖線三、解答題13．（12分）如圖所示，一個(gè)彈簧振子在光滑水平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O為平衡位置，A、B為最大位移處，當(dāng)振子在A點(diǎn)由靜止開(kāi)始振動(dòng)，測(cè)得第二次經(jīng)過(guò)平衡位置O時(shí)所用時(shí)間為ts，在O點(diǎn)正上方C處有一個(gè)小球，現(xiàn)使振子由A點(diǎn)、小球由C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們恰在D點(diǎn)處相碰，試求小球所在的高度H。14．（8分）如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板，質(zhì)量為2kg，在拉力F的作用下，由靜止開(kāi)始豎直向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)裝有水平振針的振動(dòng)頻率為5Hz的固定電動(dòng)音又在玻璃板上畫(huà)出了如圖11-21所示的曲線，測(cè)得OA=1.5cm，BC=3.5cm．求：自玻璃板開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才開(kāi)始接通電動(dòng)音叉的電源？接通電源時(shí)玻璃板的速度是多大？15．（10分）將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力．如圖甲中D點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)、，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中曰點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置．∠AOB=∠COB=，小于10°且是未知量．圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻．試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息求：（g取10m／s2）（1）單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)；（2）擺球的質(zhì)量；（3）擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度．【答案與解析】一、選擇題1．【答案】B【解析】振子的最大加速度，而mg=kx，解得，B項(xiàng)正確．2．【答案】A、C【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，做受迫振動(dòng)的物體發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大．由于沒(méi)有說(shuō)明驅(qū)動(dòng)力頻率最后的情況。因此A、C兩項(xiàng)都有可能．3．【答案】D【解析】從運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系來(lái)看，當(dāng)加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)．但這不是速度變大的原因，其原因是回復(fù)力對(duì)物體做正功．4．【答案】A【解析】從圖象可以看出，t1、t2時(shí)刻振子處于同一位置，位移大小相等，方向一致，由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義F＝－kx可得回復(fù)力、加速度大小相等，方向一致，由振動(dòng)的對(duì)稱性可知，速度大小相等，方向相反，A正確，B錯(cuò)誤；t2、t3時(shí)刻振子處于平衡位置兩邊的對(duì)稱位置上，速度大小相等，方向相同，C錯(cuò)誤；同理可知，D錯(cuò)誤5．【答案】C【解析】單擺的擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到小球重心的距離．開(kāi)始時(shí)，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；先變大，后變小，由可知，周期也先變大，后變小，C項(xiàng)正確．6．【答案】ACD【解析】若振子的振幅為0.1m，，，則周期最大值為，A正確，B錯(cuò)誤；若振子的振幅為0.2m，由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)振子由x＝－0.1m處運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處再反向運(yùn)動(dòng)到x＝0.1m處，再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為，則，所以周期的最大值為，且t＝4s時(shí)刻x＝0.1m，C正確；當(dāng)振子由x＝－0.1m經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到x＝0.1m處，再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為，則，所以此時(shí)周期的最大值為8s，且t＝4s時(shí)，x＝0.1m，D正確．7．【答案】B、C、D【解析】由題圖知：T甲=T乙，則擺長(zhǎng)相等，但A甲=2A乙，，x乙=sinωt，故B、C項(xiàng)正確．而單擺周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由題圖可知，D正確．8．【答案】C、D【解析】AB之間距離為20cm，所以振幅為10cm，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由F=－kx可知，在A、B兩處回復(fù)力大小都為kΔx，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確．完成一次全振動(dòng)振子通過(guò)的路程為40cm．D項(xiàng)正確．二、填空題9．【答案】3：1，1：1。10．【答案】【解析】此單擺完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間等于以為擺長(zhǎng)的半個(gè)周期和以為擺長(zhǎng)的半個(gè)周期之和．11．【答案】2πf共振【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)最強(qiáng)烈．12．【答案】(1)1.52(2)9.76(3)D【解析】(1)依據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則知，d＝(15＋0.1×2)mm＝15.2mm＝1.52cm(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作可知單擺周期，由單擺周期公式得，所以，參考擬合方程得，所以(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)原理可知D正確．三、解答題13．【答案】見(jiàn)解析【解析】設(shè)振動(dòng)周期為T，則，解得，而小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，所用時(shí)間（n=0，1，2，…），所以（n=0，1，2，…）．/r