1、 高二物理机械振动单元测试题 一、单项选择题（每小题 3 分，共 42 分） 1、 关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是 ( ) A位移减少时，加速度减少，速度也减少 B位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向跟位移方向相同 D物体向负方向运动时，加速度方向跟速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向跟速度方向相反 2、 弹簧振子以 O 点为平衡位置，在水平方向上的 A、 B 两点间做简 谐运动，以下说法正确的是 ( ) A振子在 A、 B 两点时的速度和位移均为零 B振子在通过 O 点时
2、速度的方向将发生改变 C振子所受的弹力方向总跟速度方向相反 D振子离开 O 点的运动总是减速运动，靠近 O 点的运动总是加速运动 3、 有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩 x 后释放让它振动，第二次把弹簧压缩 2x 后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为 ( ) A 1 1 1 1 B 1 1 C 1 1 D 1 1 4、 如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距 10 cm 的 A、 B 两点，历时 0.5 s。过 B 点后再经过 t 0.5 s 质点以大小相等、方向相反的速度再次通过 B 点，则质点振动的周期是 ( ) A 0.5 s B
3、 1.0 s C 2.0 s D 4.0 s 5、 如图所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为 O，把振子拉到 A 点， OA 1 cm，然后释放振子，经过 0.2 s 振子第 1 次到达 O 点，如果把振子拉到 A 点， OA 2 cm，则释放振子后，振子第 1 次到达 O 点 所需的时间为 ( ) A 0.2 s B 0.4 s C 0.1 s D 0.3 s 6、 如图所示为一水平弹簧振子的振动图象，由此可知 ( ) A在 t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大 B在 t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小 C在 t3时刻，振子的动能量大，所受的弹力最小 D在 t4时刻，振子
4、的动能最大，所受的弹力最大 7、 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置 O 在 A、 B 间振动，如图 3 4 所示，下列结论正确 的是 ( ) A小球在 O 位置时，动能最大，加速度最小 B小球在 A、 B 位置时，动能最大，加速度最大 C小球从 A 经 O 到 B 的过程中，回复力一直做正功 D小球从 B 到 O 的过程中，振动的能量不断增加 8、 公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为 T。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即 t 0，
5、其振动图象如图所示，则 ( ) A t 14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B t 12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C t 34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D t 34T 时，货物对车厢底板的压力最小 9、 一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了 ( ) A减小对桥的压力 B使桥受力均匀 C减小对桥的冲力 D避免使桥发生共振 10、 如图所示装置中，已知弹簧振子的固有频率 f 固 2 Hz，电动机皮带轮的直径 d1是曲轴皮带轮 d2的 12。为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为 ( ) A 60 r/min B 120 r/min C 30 r/min D 240 r/min
6、 11、 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的 1/2，则单摆振动的 ( ) A频率不变，振幅不变 B频率不变，振幅改变 C频率改变，振幅改变 D频率改变，振幅不变 12、 要使单摆的振动频率加大，可采用下列哪些做法 ( ) A使摆球的质量减小 B使单摆的摆线变长 C将单摆从赤道移到北极 D将单摆从平原移到高山上 13、 如图所示是半径很大的光滑凹球面的一部分，有一个小球第一次自 A 点由静止开始滑下，到达最低点 O 时的速度为 v1，用时为 t1；第二次自 B 点由静止开始滑下，到达最低点 O 时的速度为 v2，用时为 t2，下列关系正确的是
7、 ( ) A t1 t2， v1v2 B t1t2， v1v2 D t1t2， v1v2 14、 我国探月的 “ 嫦娥 ” 工程已启动，在不久的将来，我 国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为 l 的单摆做 小振幅振动的周期为 T，将月球视为密度均匀、半径为 r 的 球体， 则月球的密度为 ( ) A. l3GrT2 B. 3lGrT2 C. 16l3GrT2 D. 3l16GrT2 二、双项选择题（每小题 4 分，共 24 分。全对得 4 分，不全得 2 分，错选或不选得 0 分）。 15、 一个质点做简谐运动，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是 ( ) A速度 B加速度
8、C速率 D动量 16、 一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，在 0.2 s 0.3 s 这段时间内质点的运动情况是 ( ) A沿 x 负方向运动，速度不断增大 B沿 x 负方向运动，位移不断增大 C沿 x 正方向运动，速度不断增大 D沿 x 正方向运动，位移不断减小 17、 如图所示为一个质点做简谐运动的图线，在 t1、 t2 时刻这个质点的 ( ) A加速度相同 B位移相同 C速度相同 D机械能相同 18、 关于简谐运动的频率，下列说法正确的是 ( ) A频率越高，振动质点运动的速度越大 B频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多 C频率是 50 Hz 时， 1 s 内振动物体速度方向
9、改变 100 次 D弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关 19、 如图所示， A、 B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置 A 为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中 ( ) A位于 B 处的动能最大 B位于 A 处时势能最大 C在位置 A 的势能大于在位置 B 的动能 D在位置 B 的机械能大于在位置 A 的机械能 20、 如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上， A 是摆球质量较大的摆， 让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是 ( ) A其他各摆的振动周期与 A 摆的相同 B其他各摆的振幅都相等 C
10、其他各摆的振幅不同， E 摆的振幅最大 D其他各摆的振动周期不同， D 摆周期最大 班别： _ 姓名： _ 得分 _ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 42 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 二、双项选择题（每小题 4 分，共 24 分。全对得 4 分，不全得 2 分，错选或不选得 0 分）。 题 号 15 16 17 18 19 20 答 案 三、填空题（每空 2 分，共 20 分） 21、 在用单摆测重力加速度实验中，操作时，必须注意下面的问题。请在横线上填上题设中的关键问题。 A摆球要选用密度较 _而直径较 _的小球。摆线要选取较 _且
11、线径较 _和不易伸长的线。 B在固定摆线上端时应用铁夹夹紧， 不要缠绕，悬点要固定不变，以免在摆动过程中_发生变化。 C摆长是从 _到 _的距离，测量时要尽量准确。 D实验时必须控制摆角的大小，并且要让单摆在 _内摆动。 E测量单摆周期时，等单摆自由振动几次稳定之后，从摆球经过 _位置开始计时，因为这时摆球的速度 _，容易观察，可以减小误差。 四、计算题（第 22 题 6 分，第 23 题 8 分，共 14 分） 22、 一质点在平衡位置 O 附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经 0.13 s质点第一次通过 M 点，再经 0.1 s 第二次通过 M 点，则质点振动周期的可能值为多大？
12、 23、 甲、乙两只相同的摆钟同时计时，当甲钟指示 45 min 时，乙钟已指示 1 h，则甲、乙两钟的摆长之比为多少？ 高二物理机械振动单元测试参与答案 一、单项选择题（每小题 3 分，共 42 分） 1、 解析： 位移减少时，加速度减小，速度增大， A 项错误；位移方向总是跟加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反， B、 D 项错误， C 项正确。 答案： C 2、 解析： 振子在 A、 B 两点时的速度为零，但位移为最大，故 A错；振 子经过 O 点时速度方向不变，故 B错；弹力的方向有时也与速度方向相同，故 C错。 答案： D 3、 解析： 弹簧的压缩量即为振子振动过程中偏离平衡
13、位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为 1 。而对同一振动系统，其周期与振幅无关，则周期之比为 1 。 答案： B 4、 解析： 根据题意，由振动的对称性可知： AB 的中点 (设为 O)为平衡位置， A、 B 两点对称分布于 O点两侧。质点从平衡位置 O向右运动到 B的时间应为 tOB 12 0.5 s 0.25 s。质点从 B 向右到达右方极端位置 (设为 D)的时间 tBD 12 0.5 s 0.25 s，所以，质点从 O 到 D的时间： tOD 14T 0.25 s 0.25 s 0.5 s，所以 T 2 s。 答案： C 5、 解析： 简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无
14、关，两种情况下振子第 1 次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的 14，它们相等。 答案： A 6、 解析： 从图象的横坐标和纵坐标可以知道此图是机械振动图象，将它与机械波的图象区分开。它所描述的是一个质点在不同时刻的位置， t2和 t4是在平衡位置处， t1和 t3是 在最大振幅处，头脑中应出现一张弹簧振子振动的实物图象。根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹力为零；在最大位置处，速度为零，加速度最大，即弹力为最大，所以 B项正确。 答案： B 7、 解析： 小球在平衡位置 O 时，弹簧处于原长，弹性势能为零，动能最大，位移为零，加速度为零， A项正确；在最
15、大位移处 A、 B，动能为零，加速度最大， B项错误；由 A O回复力做正功，由 O B，回复力做负功， C项错误；由 B O 动能减少，弹性势能增加，总能量不变， D 项错误。 答案： A 8、 解析： 要使货物对车厢底板 的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在 34T 时，货物向上的加速度最大， C 选项正确；货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在 14T 时，货物向下的加速度最大，所以选项 A、 B、 D 错误。 答案： C 9、 解析： 部队过桥时，战士整齐的步伐会给桥一个周期
16、性的驱动力，使桥做受迫振动。当该驱动力的周期 (或频率 )与桥的固有周期 (或频率 )一致时，会使桥面振幅越来越大，形成共振，对桥造 成危害，因此部队过桥时应便步走。 答案： D 10、 解析： 若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为 f 2 Hz，即 2 r/s，由于 d1d2 r1r2 12，1r1 2r2，故 1/2 2/1，所以电动机转速为 4 r/s，即 240 r/min。 答案： D 11、 解析： 单摆的周期与单摆的质量、振幅无关，即改变质量和振幅，周期不变；到达平衡位置时速度减小，说明单摆摆角减小，即振幅减小，故 B项正确。 答案： B 12、 解析： 由 f 1T 12 gl知
17、，要使 f 加大，则 g 加大或 l减小，可知只有 C正确。 答案： C 13、 解析： 从 A、 B 点均做单摆模型运动， t1 TA4 2 Rg， t2 TA4 2 Rg， R 为球面半径，故 t1 t2； A 点离开平衡位置远些，高度差大，故从 A 点滚下到达平衡位置 O 时速度大，即 v1 v2。 答案： A 14、 解析： 根据单摆周期公式 T 2 lg，在月球上重力等于万有引力， mg GMmr2 ，月球密度 MV， V 43r3，所以 3lGrT2，选项 B正确。 答案： B 二、双项选择题（每小题 4分，共 24分。全对得 4分，不全得 2分，错选或不选得 0 分）。 15、
18、解析： 每次经过同一点 x 相同，弹力相同，但 v、 p 只是大小一定相同。 答案： B、 C 16、 解析： 在 0.2 s 0.3 s 这段时间内，质点沿 x 轴正向运动，位移不断减小，速度不断增大，故 C、 D 正确。 答案： C、 D 17、 解析： 位移不一样，弹力不一样，但速度相同，机械能是守恒的。 答案： C、 D 18、 解析： 简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系，描写物体运动的快慢用速度，而速度是变化的，假如说物体振动过程中最大速度越大，也不能说明它的频率越大。振动的越快和运动的越快意义是不同的，故 A 错误；简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次，频率越高，单位时
19、间内所包含的周期个数越多，速度方向变化的次数就越多，故 B、C正确；弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置的速度没有关系，它由振动系统的固有量：质量 m 和弹 簧的劲度系数 k 决定，故 D 错误。 答案： B、 C 19、 解析： 单摆摆动过程中，机械能守恒，在最高点重力势能最大，最低位置时动能最大，故 B正确， A错误；在 B 点 EB EkB EpB EpA，故 C正确， D错误。 答案： B、 C 20、 解析： 受迫振动的周期都应等于驱动力的周期 (A摆的周期 )。 A、 E两摆为双线摆，其等效摆长相等， LA LE， A摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由于 E摆的固有
20、周期与驱动力 A摆的周期相同，所以 E摆的振幅最大， B、 C、 D 三个摆的固有周期偏离驱动力 A摆的周期各不相同，所以它们振动的振 幅各不相同。 答案： A、 C 三、填空题（每空 2 分，共 20 分） 21、 解析： A项操作的目的是尽量使摆球时运动接近理想中的单摆； B项操作的目的是尽量保证摆长在振动中保持不变； C项强调测量摆长时不要将摆球的半径漏掉； D 项操作的目的是防止摆球做圆锥摆运动，要求释放摆球时既不得使摆球旋转，又不能给它以水平方向的初速度； E项操作的目的是保证测单摆振动周期时既方便观察、方便记录全振动次数，又能减小计时误差。 答案： A.大 小 长 细 B摆长 C摆
21、线悬点 摆球球心 D竖直平面 (防止摆球做圆锥运动 ) E平衡 最大 四 、计算题（第 22 题 6 分，第 23 题 8 分，共 14 分） 22、 解析： 质点振动周期共存在两种可能性。设质点在 AA 范围内运动。 (1)如图甲所示，由 O M A 历时 0.13 s 0.05 s 0.18 s，则周期 T1 4 0.18 s 0.72 s。(2)如图乙所示，由 O A M 历时 t1 0.13 s，由 M A M 历时 t2 0.1 s，设由 O M 或由 M O 需时为 t，则 0.13 t 2t 0.1，故 t 0.01 s，所以周期 T t1 t2 t 0.24 s。 答案： 0.72 s 或 0.24 s 23、 解析： 设甲、 乙两钟经过的时间为 t，周期分别为 T 甲 、 T 乙 ，标准钟的周期为 TS。则两钟在 t 时间内完成全振动的次数为 N 甲 t/T 甲 ， N 乙 t/T 乙 。 两钟显示的时间为： t 甲 tT甲TS， t 乙 tT乙TS。 所以 t甲t乙 T乙T甲，由 T 2 lg，得 l 甲 l 乙 t2乙 t2甲 16 。 答案： 16
