第二章機械振動單元測試一、單選題1．當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法中正確的是（）A．振子在振動過程中，速度相同時，彈簧的長度一定相等B．振子從最低點向平衡位置運動過程中，彈簧彈力始終做負功C．振子在運動過程中的回復(fù)力由彈簧的彈力提供D．振子在運動過程中，系統(tǒng)的機械能守恒2．如圖所示是一彈簧振子，設(shè)向右為正方向，O為平衡位置，則（）A．A→O時，位移為負，速度為正 B．O→B時，位移為正，加速度為負C．B→O時，位移為負，速度為正 D．O→A時，位移為負，加速度為正3．如圖所示，在一根張緊的繩上掛四個單擺，其中擺球A的質(zhì)量比其它三個擺球的質(zhì)量大很多，它們的擺長關(guān)系為LC>LA=LB>LD。當(dāng)擺球A擺動起來后，通過張緊的繩的作用使其余三個擺球也擺動起來，達到穩(wěn)定后，有（

）A．單擺B、C、D中B擺的振幅最大，但它們振動周期一樣大B．單擺B、C、D中C擺的振幅最大，振動周期也最大C．單擺B、C、D的振幅一樣大，振動周期也一樣大D．單擺B、C、D中各擺的振幅不同，振動周期也不同4．如圖所示，一正方體木塊漂浮在某液體中，將木塊下壓一小段距離后釋放，液面未浸沒木塊上表面，正方體做簡諧運動，則木塊振動的周期（）A．隨下壓距離的增大而減小B．隨木塊質(zhì)量的增大而減小C．隨液體密度的增大而減小D．隨木塊密度的增大而減小5．如圖為一有效擺長為L的單擺，現(xiàn)將質(zhì)量為m的擺球A向左拉高平衡位置一個很小的角度，使得A球升高了h，然后由靜止釋放。A球擺至平衡位置P時，恰與靜止在P處，質(zhì)量為0.2m的B球發(fā)生正碰，碰后A繼續(xù)向右擺動，B球以速度v沿光滑水平面向右運動，與距離為d的墻壁碰撞后以原速率返回，當(dāng)B球重新回到位置P時，A球恰好碰后第一次回到P點，則下列說法不正確的是（）A．單擺的周期為B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹镃．A球釋放到達P經(jīng)歷的時間小于A球碰后再次到達最高點的時間D．A球碰后的速度大小為6．如圖甲所示，彈簧振子以點為平衡位置，在、兩點之間做簡諧運動。振子的位移隨時間的變化圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．時，振子的速度方向向右B．振子做簡諧運動的表達式為C．和時，振子的加速度相同D．從到的時間內(nèi)，振子的位移先增大后減小7．如圖所示小球掛在輕質(zhì)彈簧下端在上下振動，小球B在豎直平面內(nèi)以為圓心做勻速圓周運動，用水平平行光照射小球B，可以觀察到小球B的投影總和小球重合，已知小球的質(zhì)量為，小球B做圓周運動半徑為，角速度為，下列說法正確的是（）A．彈簧的勁度系數(shù)B．小球和小球B的運動周期不相等C．小球在最低點的回復(fù)力大小為D．小球做簡諧運動的加速度最大值為二、多選題8．如圖所示是某一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像，下列說法正確的是（）

A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點速度逐漸增大B．在第1s內(nèi)，質(zhì)點加速度逐漸增大C．在第4s內(nèi)，質(zhì)點的動能逐漸增大D．在第4s內(nèi)，質(zhì)點的勢能逐漸增大9．下列運動中屬于機械振動的是（

）A．樹枝在風(fēng)的作用下運動 B．豎直向上拋出的物體的運動C．說話時聲帶的運動 D．爆炸聲引起窗扇的運動10．在如圖所示裝置中，在曲軸AB上豎直懸掛一個彈簧振子．若不轉(zhuǎn)動把手C，讓彈簧振子上下振動，測得其周期為1s；若將把手C以0.5s的周期勻速轉(zhuǎn)動，振子的振動穩(wěn)定后，其振幅為2cm，則（）A．把手C轉(zhuǎn)動后，彈簧振子的振動周期為0.5sB．為使彈簧振子的振幅增大為3cm，可讓把手C轉(zhuǎn)速減小C．把手C轉(zhuǎn)動后，彈簧振子的振動周期為1sD．為使彈簧振子的振幅減小為1cm，可讓把手C轉(zhuǎn)動周期減小三、實驗題11．注意事項（1）懸線頂端不能晃動，需用夾子夾住，保證懸點固定；（2）單擺必須在同一平面內(nèi)振動，且擺角小于；（3）選擇在擺球擺到處時開始計時，并數(shù)準全振動的次數(shù)；（4）小球自然下垂時，用毫米刻度尺量出懸線長l′，用游標卡尺測量小球的直徑，然后算出擺球的半徑r，則擺長l＝；（5）一般選用一米左右的細線。12．實驗小組的同學(xué)們用如圖1甲所示的裝置做“用單擺測量重力加速度”的實驗。（1）選擇好器材，將符合實驗要求的單擺掛在鐵架臺上，應(yīng)采用圖1中（填“乙”或“丙”）所示的固定方式。（2）將單擺正確懸掛后進行如下操作，其中正確的是（選填選項前的字母）。A．測出擺線長作為單擺的擺長B．把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度釋放，使之做簡諧運動C．在擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時D．用秒表測量單擺完成1次全振動所用時間并作為單擺的周期（3）甲同學(xué)多次改變單擺的擺長并測得相應(yīng)的周期，他根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖2所示的圖像，但忘記在圖中標明橫坐標所代表的物理量，你認為橫坐標所代表的物理量是（選填“l(fā)2”“l(fā)”或“”），若圖線斜率為k，則重力加速度g＝（用k表示）。13．某智能手機中的“磁傳感器”功能可實時記錄手機附近磁場的變化，磁極越靠近手機，磁感應(yīng)強度越大。寧德某中學(xué)的小寧在家里用手機、磁化的小球、支架、塑料夾子等實驗器材組裝成如圖甲所示的裝置來測量重力加速度，實驗步驟如下；①把智能手機正面朝上放在懸點的正下方，接著往側(cè)邊拉開小球，并用夾子夾住。②打開夾子釋放小球，小球運動，取下夾子。③運行手機“磁傳感器”功能，手機記錄磁感應(yīng)強度的變化。④改變擺線長和夾子的位置，測量出各次實驗的擺線長L及相應(yīng)的周期T。（1）如圖乙所示，圖中記錄了實驗中磁感應(yīng)強度的變化情況，測得第1個到第N個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期T的測量值為。（2）實驗中用游標卡尺測量擺球直徑如圖丙所示，則擺球直徑為cm。（3）得到多組擺線長L及相應(yīng)的周期T后，作出了圖形，如圖丁所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（4）查表可知寧德地區(qū)的重力加速度為，則本實驗的相對誤差為%。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）14．在“用單擺測重力加速度”的實驗中，某同學(xué)的操作步驟為：a.取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上；b.用米尺量得細線長度l；c.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球；d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期；e.用公式計算重力加速度。（1）在該實驗中，下列做法有利于減小實驗誤差的是。A．測量擺線長度時多測幾次取平均值B．質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C．單擺偏離平衡位置的角度不能太大D．為計時方便，測量單擺振動周期時選單擺經(jīng)過最大位移處時開始計時（2）按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比（選填“偏大”、“相同”或“偏小”），（3）該同學(xué)為了減少誤差，利用上述未改正錯誤測量中的多組實驗數(shù)據(jù)做出了圖像，該圖像對應(yīng)圖中的圖。15．如圖1所示，某同學(xué)做“用單擺測重力加速度”實驗。

（1）以下步驟中錯誤的是，不必要的是。（選填步驟前字母）A．用米尺測量出懸線的長度L，并將它記為擺長，并用計算重力加速度gB．用天平測量出擺球的質(zhì)量mC．使單擺小角度擺動后，用停表記錄全振動n次的時間，并計算出擺動周期T（2）正確測量擺長完成后，在測量周期時，擺球振動過程中固定擺線的懸點處出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導(dǎo)致所測重力加速度的數(shù)值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（3）實驗時改變擺長正確測出幾組擺長L和對應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖2所示。利用A、B兩點的坐標可求得重力加速度g，請寫出重力加速度g的表達式。（4）本實驗用圖2計算重力加速度，是否可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測量誤差？請說明道理。

《第二章機械振動單元測試》參考答案題號12345678910答案DCACCBDBCACDABD1．D【詳解】A．振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運動，速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，這時彈簧長度明顯不等，故A錯誤；B．振子由最低點向平衡位置運動的過程中，彈簧對振子施加的力指向平衡位置，做正功，故B錯誤；CD．振子運動過程中的回復(fù)力由彈簧振子所受合力提供，且運動過程中機械能守恒，故C錯誤，D正確。故選D。2．C【詳解】位移方向是從平衡位置指向振子所在位置的有向線段，加速度方向總是指向平衡位置，而速度方向要具體看彈簧振子的運動以及正方向的規(guī)定，規(guī)定向右為正方向，A→O位移為正，速度為負；O→B位移為負，加速度為正；O→A位移為正，加速度為負；B→O位移為負，速度為正。故選C。3．A【詳解】擺球A振動后帶動其它3個單擺做受迫振動，而做受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期，故它們振動周期均跟A擺相同，由單擺周期公式可知，B擺的固有周期與驅(qū)動力的周期相等，B擺發(fā)生共振，其振幅最大，C、D擺的振幅較小。故選A。4．C【詳解】A．簡諧振動的周期與振幅無關(guān)，故A錯誤；B．因簡諧振動的周期與振幅無關(guān)，故所有討論均以相同振幅進行，木塊質(zhì)量的增大，即正方體木塊的邊長變大；木塊處于平衡位置時，有設(shè)振幅為，當(dāng)木塊處于最低點時，回復(fù)力大小為則木塊的加速度大小為由于變大，所以加速度變小，將導(dǎo)致周期變大，故B錯誤；C．液體密度增加，相同條件下浮力增大，故木塊的加速度會增大，周期變小，故C正確；D．木塊密度增加，相同條件下，質(zhì)量增加，加速度必將減小，周期變大，故D錯誤。故選C。5．C【詳解】A．B球來回運動時間為單擺的周期為故A正確；B．單擺的周期為解得重力加速度故B正確；C．單擺的周期為碰撞前后周期不變，故A球釋放到達P經(jīng)歷的時間等于A球碰后再次到達最高點的時間，故C錯誤；D．對A球，根據(jù)動能定理碰撞瞬間系統(tǒng)動量守恒解得故D正確。本題選不正確的，故選C。6．B【詳解】A．由圖乙可知，由x?t圖像的斜率表示速度，在時，圖像的斜率是負值，則有振子的速度方向是負方向，即向左，A錯誤；B．由圖乙可知，彈簧振子周期為T=1.6s，振幅為A=12cm，則有振子做簡諧運動的表達式為B正確；

C．由圖乙可知，在和時，振子的位移大小相等，方向相反，由可知振子的加速度大小相同，方向相反，C錯誤；D．由圖乙可知，振子在正方向最大位移處，振子在負方向最大位移處，因此從到的時間內(nèi)，振子先向平衡位置運動，后向負方向最大位移處運動，振子的位移先減小后增大，D錯誤。故選B。7．D【詳解】AB．水平平行光照射小球B，可以觀察到小球B的投影總和小球重合,說明A與B運動周期相等，由彈簧振子周期公式可解得故A、B都錯誤；C．小球在最低點的回復(fù)力大小小球在最低點的回復(fù)力大小為，故C錯誤；D．小球做簡諧運動的加速度最大位置是位移最大處，取最低點處理可得加速度最大值為，故D正確。故選D。8．BC【詳解】AB．在第1s內(nèi)，質(zhì)點由平衡位置向正向最大位移處運動，速度減小，位移增大，回復(fù)力和加速度都增大，故A錯誤，B正確；CD．在第4s內(nèi)，質(zhì)點由負向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，位移減小，動能增大，勢能減小，故C正確，D錯誤。故選BC。9．ACD【詳解】ACD．物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運動屬于機械振動，故ACD正確；B．豎直向上拋出的物體到最高點后返回落地，不具有運動的往復(fù)性，因此不屬于機械振動，故B錯誤。故選ACD。10．ABD【詳解】AC．把手C轉(zhuǎn)動后，彈簧振子做受迫振動，其振動周期等于驅(qū)動力的周期為0.5s，A正確，C錯誤；B．為使彈簧振子的振幅增大為3cm，可讓把手C轉(zhuǎn)速減小，周期增大，當(dāng)把手的轉(zhuǎn)動周期等于1s時，彈簧振子發(fā)生共振，振幅最大，B正確；D．為使彈簧振子的振幅減小為1cm，可讓把手C轉(zhuǎn)動周期減小，使驅(qū)動力的周期遠離彈簧振子的固有周期，D正確。故選ABD。11．5°平衡位置l′＋r【詳解】(2)[1]單擺必須在同一平面內(nèi)振動，且擺角不能過大，應(yīng)小于5°。(3)[2]選擇在擺球擺到平衡位置處時開始計時，因為在此位置擺球速度最大，易于分辨小球過此位置的時刻。(4)[3]根據(jù)擺長的定義可知12．丙；BC；；【詳解】（1）[1]選擇好器材，將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，擺線的懸點要固定，則應(yīng)采用圖丙中所示的固定方式；（2）[2]A．測出擺線長加上擺球的半徑作為單擺的擺長，A錯誤；B．把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度釋放（不超過5°），使之做簡諧運動，B正確；C．在擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時，C正確；D．用秒表測量單擺完成30次或50次全振動所用時間，再計算單擺的周期，D錯誤。故選BC。（3）[3]則則橫坐標所代表的物理量是；[4]由可得13．2.009.961.7【詳解】（1）[1]測得第1個到第N個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期T的測量值為（2）[2]實驗中用游標卡尺測量擺球直徑如圖丙所示，則擺球直徑為（3）[3]據(jù)單擺周期公式可得整理可得其中對比圖丁可得解得（4）[4]查表可知寧德地區(qū)的重力加速度為，則本實驗的相對誤差為14．AC/CA