1、機(jī)械振動(dòng)單元質(zhì)量評(píng)估（一）（90分鐘100分）一、選擇題（本大題共10小題,每小題4分,共40分。每小題至少一個(gè)答案正確）1. （2013泉州咼二檢測(cè)）關(guān)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義,有以下幾種說法,其中正確的是（）A. 回復(fù)力第一次恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程B. 速度第一次恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程C. 動(dòng)能或勢(shì)能第一次恢復(fù)為原來的大小所經(jīng)歷的過程D. 速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程2. （2013廣元高二檢測(cè)）一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振幅是4cm,頻率是2.5Hz,該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置起經(jīng)過2.5s后的位移和路程的大小是（）A. 4cm,24

2、cmB.4cm,100cmC.0,24cmD）.0,100cm3. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺，在擺動(dòng)的過程中（）A. 只有在平衡位置時(shí),回復(fù)力才等于重力和細(xì)繩拉力的合力B. 只有在最高點(diǎn)時(shí),回復(fù)力才等于重力和細(xì)繩拉力的合力C. 擺球在任意位置處,回復(fù)力都等于重力和細(xì)繩拉力的合力）.擺球在任意位置處,回復(fù)力都不等于重力和細(xì)繩拉力的合力4. （2013合肥高二檢測(cè)）一根彈簧原長(zhǎng)為l0,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. AgB.蘭C.空D.啓l:lA00-5-5. 一個(gè)擺長(zhǎng)約1m的單擺，在下列的四個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)

3、動(dòng)力作用下振動(dòng)，要使單擺振動(dòng)的振幅盡可能增大,應(yīng)選用的驅(qū)動(dòng)力是（）6. 某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x二Asin巴t,則質(zhì)點(diǎn)（）4A. 第1s末與第3s末的位移相同B. 第1s末與第3s末的速度相同C. 3s末至5s末的位移方向都相同D. 3s末至5s末的速度方向都相同7. 如圖所示為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,下列說法中正確的是（）A. 物體在0.2s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻的速度相同B. 物體在0.6s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻的動(dòng)能相同C. 0.70.9s時(shí)間內(nèi)物體的加速度在減小D. 0.91.1s時(shí)間內(nèi)物體的勢(shì)能在增加8. （2013南昌高二檢測(cè)）如表所示為某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變

4、化的關(guān)系,若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固,則固有頻率可能為（）驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固=40HzB. 70HzC. 50Hz<f<60Hz固D. 以上選項(xiàng)都不對(duì)9. （2013濟(jì)南高二檢測(cè)）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. 兩單擺相位相差工D. 在相同的時(shí)間內(nèi)，兩擺球通過的路程總有s=2s甲乙10. （2013洛陽(yáng)高二檢測(cè)）在實(shí)驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn)。用手指輕彈一只酒杯，可以聽到清脆的聲音,測(cè)得這聲音的頻率為500H

5、z。將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,就能使酒杯碎掉。下列說法正確的是（）A.操作人員一定要把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到最大親曲圓學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌B. 操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波C. 操作人員一定是同時(shí)增大了聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波的頻率和功率D. 操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題,共16分）11. （6分）某實(shí)驗(yàn)小組擬用圖甲所示裝置研究滑塊的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板,以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等。實(shí)驗(yàn)中,滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)

6、方向擺動(dòng),漏斗漏出的有色液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置。（1）在圖乙中,從紙帶運(yùn)動(dòng)方向<紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致。（2）用該方法測(cè)量滑塊加速度的誤差主要來源有:（寫出2個(gè)即可）12. （10分）（1）某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時(shí)有如下操作,請(qǐng)判斷是否恰當(dāng)（選填“是”或“否”）。 把單擺從平衡位置拉開約5°釋放:。 在擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí):。 用秒表記錄擺球一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期:。（2）該同學(xué)改進(jìn)測(cè)量方法后,得到的部分測(cè)量數(shù)據(jù)如表所示。用螺旋測(cè)微器測(cè)量其中一個(gè)擺球直徑的示數(shù)如圖所示。該球的直徑為mm。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可-13-以初步判斷單

7、擺周期隨的增大而增大。數(shù)據(jù)組編號(hào)擺長(zhǎng)/mm擺球質(zhì)量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4三、計(jì)算題（本大題共4小題，共44分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）13. （10分）（2013廈門高二檢測(cè)）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，在t=0時(shí)由靜止開始豎直向上做勻加速運(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)音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得0A=1.5cm,BC=3.5cm。求:自玻璃板開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過多

8、長(zhǎng)時(shí)間才開始接通電動(dòng)音叉的電源?接通電源時(shí),玻璃板的速度是多大？（g取10m/s2）14. （10分）（2013洛陽(yáng)高二檢測(cè)）如圖所示為用頻閃照相的方法拍到的一個(gè)水平放置的彈簧振子振動(dòng)情況。甲圖是振子靜止在平衡位置的照片,乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20mm處,放手后向右運(yùn)動(dòng)二周期內(nèi)的頻閃照片。已知頻閃的斗頻率為10Hz。求：相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔t、彈簧振子振動(dòng)的周期T。00（2）若振子的質(zhì)量為20g,彈簧的勁度系數(shù)為50N/m,則振子的最大加速度是多少?15. （12分）如圖所示，輕彈簧的下端系著A、B兩球,m=100g,Am=500g,系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量x=15cm,未超出彈性限度

9、。若剪B斷A、B間繩，則A在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。求：（1）A的振幅多大？（2）A球的最大加速度多大？（g=10m/s2）16. （12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O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之間來回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，ZAOB=ZCOB=a,a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

10、的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng);(2)擺球的質(zhì)量;(3)擺球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度答案解析1.【解析】選D。物體完成一次全振動(dòng)，是一次完整的振動(dòng)過程。完成一次全振動(dòng),物體回到原位置,位移、速度、回復(fù)力的大小和方向與原來的大小和方向都相同。因此D項(xiàng)正確。2【解析】選B。質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率為2.5Hz,所以周期丁=二=二s=0.4s,質(zhì)點(diǎn)f2.5從平衡位置經(jīng)過2.5s，即6二個(gè)周期，因此位移大小為4cm;路程為s=n4A=6二x4x444cm=100cm,故B正確。3. 【解析】選B。單擺在一個(gè)圓弧上來回運(yùn)動(dòng)，擺球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力沿懸線方向的分力和懸線拉力的合力提供，而回復(fù)力是指重力沿圓弧切線方向的分力

11、。擺球在平衡位置速度不為零,向心力不為零,而回復(fù)力為零,所以合力不是回復(fù)力;擺球在最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，向心力為零，合力等于回復(fù)力。故選項(xiàng)B正確。4. 【解析】選B。振子的最大加速度a=二而mg=kx，解得a=空,B項(xiàng)正確。mx5. 【解析】選C。單擺的周期為T=2s，驅(qū)動(dòng)力的頻率應(yīng)盡可能接近系統(tǒng)的固有頻率,C對(duì)。6. 【解析】選A、D。由x=AsinX知周期T=8s。第1s末、第3s末、第5s末4分別相差2s,恰好是二個(gè)周期。根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像中的對(duì)稱性可知A、D選項(xiàng)正確。47【解析】先A、Bo0.2s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻關(guān)于平衡位置對(duì)稱，速度相同,A對(duì);0.6s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻在同一位置，動(dòng)能

12、相同,B對(duì);0.70.9s時(shí)間內(nèi)位移增大,則加速度增大,C錯(cuò);0.91.1s時(shí)間內(nèi)物體的位移減小，則勢(shì)能在減小,D錯(cuò)?！究偨Y(jié)提升】利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性解決問題做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體其運(yùn)動(dòng)具有“對(duì)稱性?！薄皩?duì)稱性”表現(xiàn)在:(1) 速率的對(duì)稱性:系統(tǒng)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置處具有相等的速率。(2) 加速度的對(duì)稱性:系統(tǒng)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置處具有等大反向的加速度和回復(fù)力。8.【解析】選C。由共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動(dòng)的振幅越小,f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大，并從表格中看出頻率為4050Hz時(shí)振幅還在不斷增大，固有頻率不可能等于40Hz,A錯(cuò);另從表格中看出頻率為70Hz時(shí)

13、的振幅小于頻率為60Hz時(shí)的振幅,固有頻率不可能等于70Hz,B錯(cuò);比較各組數(shù)據(jù)知f固可能在5060Hz范圍內(nèi),C對(duì)。9【解析】選B、C。由題圖知:T甲=丁乙，則擺長(zhǎng)相等，但A甲=2A乙,x甲=2sin(3t+=),x乙=sinwt，故B、C項(xiàng)正確。而單擺周期與質(zhì)量無關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖可知，在任何相等的時(shí)間內(nèi)位移不一定具有s甲=2s乙的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。10.【解析】選D。用手指彈酒杯后，酒杯做機(jī)械振動(dòng),其固有頻率為500Hz。使用聲波發(fā)生器時(shí),聲波的頻率等于酒杯的固有頻率時(shí),酒杯發(fā)生共振,此時(shí)酒杯最容易碎掉,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò),D對(duì)。11【解析(1)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故單擺擺動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)

14、紙帶運(yùn)動(dòng)的距離越來越大，所以B紙帶符合題意。(2)引起誤差的因素有:擺長(zhǎng)測(cè)量、漏斗重心變化,液體的痕跡較粗、各處阻力變化答案:(1)B(2)擺長(zhǎng)測(cè)量漏斗重心變化液體痕跡偏粗阻力變化(寫出2個(gè)即可)12. 【解析】(1)單擺在最大擺角不超過10。時(shí)可看作是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)速度最大，滯留的時(shí)間最短，計(jì)時(shí)誤差最小。 為減小測(cè)量周期時(shí)的誤差，應(yīng)測(cè)單擺完成3050次全振動(dòng)所用的時(shí)間來求出周期。(2)螺旋測(cè)微器上的固定刻度讀數(shù)為20.5mm,可動(dòng)部分的讀數(shù)約為18.5x0.01mm,則測(cè)量結(jié)果為20.5mm+18.50.01mm=20.685mm。分析表中數(shù)據(jù)可以看出，擺長(zhǎng)不變時(shí)周期不變，擺長(zhǎng)

15、變化時(shí)周期才發(fā)生變化。答案:(1)是是否(2)20.685(20.68320.687均可)擺長(zhǎng)13. 【解析】由題意可得,振針振動(dòng)周期T0=0.2s,經(jīng)過OA與BC所用的時(shí)間均勻T=0.1s,（2分）則對(duì)玻璃板:SBc-s°A=2aT2,得a=1m/s2。(2分)vA=0.2m/s,再求O點(diǎn)速度vO=vA-aT=0.1m/s,由vO=at得時(shí)間t=0.1s.（2分）（2分）（2分）即經(jīng)過0.1s才開始接通電動(dòng)音叉的電源，且接通時(shí)玻璃板的速度為0.1m/s。答案:0.1s0.1m/s14. 【解題指南】解答本題時(shí)要把握以下三點(diǎn):(1)頻率與周期的關(guān)系。圓學(xué)子夢(mèng)想鑄金字品牌(2)從最大位

16、移處計(jì)時(shí)到運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間內(nèi)共有四張照片。(3) 從最大位移處到平衡位置的時(shí)間與周期的關(guān)系。【解析】(1)T=：=0.1s,即相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為t0=0.1s。振子從最大位移處運(yùn)動(dòng)到平衡位置經(jīng)歷時(shí)間為0.3s，故振子振動(dòng)周期T0=1.2so(5分)（5分）(2)am=H=50m/S2。答案:(1)0.1s1.2s(2)50m/S215.【解析】(1)設(shè)只掛A時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量x產(chǎn)言（2分）由（mA+mB）g=kx。得k='（2分）艮卩x=rx=2.5cmmA+mE振幅A二X-X=12.5cm。(2)剪斷細(xì)繩瞬間,A受彈力最大，合力最大,加速度最大。（2分）（1分）F=（mA+mB）g-mAg=mBg=mAamam=5g=50m/s2。答案:（1）12.5cm（2）50m/s216.【解析】(1)由題圖乙可知單擺的周期T=0.4ns,由