機(jī)械振動期末試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.簡諧振動的回復(fù)力與位移的關(guān)系是（）A.成正比B.成反比C.無關(guān)答案：A2.單擺的周期公式中與周期無關(guān)的量是（）A.擺長B.重力加速度C.擺球質(zhì)量答案：C3.簡諧振動的速度最大值出現(xiàn)在（）A.平衡位置B.最大位移處C.任意位置答案：A4.阻尼振動中，振動系統(tǒng)的能量（）A.不變B.增加C.減少答案：C5.受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后，振動頻率等于（）A.固有頻率B.驅(qū)動力頻率C.兩者都不是答案：B6.當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時(shí)發(fā)生（）A.共振B.阻尼振動C.自由振動答案：A7.彈簧振子的固有頻率取決于（）A.振幅B.彈簧勁度系數(shù)和振子質(zhì)量C.振動時(shí)間答案：B8.一物體做簡諧振動，其位移表達(dá)式為\(x=A\sin(\omegat+\varphi)\)，\(\varphi\)是（）A.相位B.初相位C.頻率答案：B9.簡諧振動的加速度最大值出現(xiàn)在（）A.平衡位置B.最大位移處C.位移一半處答案：B10.擺長為\(L\)的單擺，在重力加速度為\(g\)的地方，其周期\(T\)為（）A.\(2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\)B.\(2\pi\sqrt{\frac{g}{L}}\)C.\(\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\)答案：A二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于簡諧振動的是（）A.彈簧振子B.單擺（小角度）C.蕩秋千答案：AB2.描述簡諧振動的物理量有（）A.振幅B.周期C.頻率答案：ABC3.影響單擺周期的因素有（）A.擺長B.重力加速度C.擺球體積答案：AB4.簡諧振動的能量包括（）A.動能B.重力勢能C.彈性勢能答案：ABC5.阻尼振動的特點(diǎn)有（）A.振幅逐漸減小B.周期逐漸減小C.能量逐漸損耗答案：AC6.受迫振動的特性有（）A.穩(wěn)定后頻率等于驅(qū)動力頻率B.一定與固有頻率相同C.振幅可能會變化答案：AC7.共振的條件是（）A.驅(qū)動力頻率等于固有頻率B.驅(qū)動力頻率大于固有頻率C.驅(qū)動力頻率小于固有頻率答案：A8.彈簧振子的振動過程中（）A.位移與回復(fù)力方向相反B.速度與加速度方向有時(shí)相同C.能量守恒答案：ABC9.以下關(guān)于相位的說法正確的是（）A.反映振動狀態(tài)B.相位差表示兩振動狀態(tài)的差異C.初相位固定不變答案：AB10.簡諧振動的圖像可以表示（）A.位移隨時(shí)間的變化B.速度隨時(shí)間的變化C.加速度隨時(shí)間的變化答案：ABC三、判斷題（每題2分，共10題）1.物體做簡諧振動時(shí)，加速度方向始終與位移方向相同。（×）2.單擺的周期與振幅無關(guān)。（√）3.簡諧振動的能量只與振幅有關(guān)。（√）4.阻尼振動一定是減幅振動。（√）5.受迫振動的振幅只取決于驅(qū)動力大小。（×）6.共振時(shí)，振動系統(tǒng)的振幅最大。（√）7.彈簧振子的固有頻率與振幅有關(guān)。（×）8.簡諧振動的位移隨時(shí)間按正弦或余弦規(guī)律變化。（√）9.兩個簡諧振動相位差為\(\pi\)時(shí)，振動情況完全相反。（√）10.單擺擺球質(zhì)量越大，周期越大。（×）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述簡諧振動的特征。答案：回復(fù)力與位移成正比且方向相反，運(yùn)動方程為正弦或余弦函數(shù)，振動具有周期性，能量在動能和勢能間相互轉(zhuǎn)化且總能量守恒。2.單擺周期公式推導(dǎo)依據(jù)是什么？答案：單擺小角度擺動時(shí)，回復(fù)力\(F=-mg\sin\theta\)，小角度\(\sin\theta\approx\frac{x}{L}\)，即\(F=-\frac{mg}{L}x\)，符合簡諧振動回復(fù)力公式，由此推導(dǎo)出周期\(T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\)。3.阻尼振動中能量為什么會減少？答案：阻尼振動中存在阻力，阻力做負(fù)功，消耗振動系統(tǒng)的機(jī)械能，使其轉(zhuǎn)化為其他形式能量，所以振動系統(tǒng)能量不斷減少。4.簡述受迫振動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的特點(diǎn)。答案：受迫振動穩(wěn)定后，振動頻率等于驅(qū)動力頻率，與固有頻率無關(guān)；振幅保持不變，振動狀態(tài)穩(wěn)定，能量的輸入與消耗達(dá)到平衡。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論在生活中如何利用共振和避免共振？答案：利用共振如樂器共鳴箱增強(qiáng)聲音；微波爐利用共振加熱食物。避免共振如建筑物設(shè)計(jì)避開地震頻率；機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整轉(zhuǎn)速防止共振損壞設(shè)備。2.分析彈簧振子在一個周期內(nèi)動能和勢能的變化情況。答案：在平衡位置動能最大，勢能為零；在最大位移處勢能最大，動能為零。從平衡位置到最大位移處，動能減小，勢能增大；從最大位移處到平衡位置則相反，一個周期內(nèi)如此循環(huán)變化。3.比較簡諧振動、阻尼振動和受迫振動的異同。答案：相同點(diǎn)：都是振動形式。不同點(diǎn)：簡諧振動無阻力，能量守恒；阻尼振動有阻力，振幅減小，能量損耗；受迫振動在驅(qū)動力作用下，穩(wěn)定后頻