2025年高職機(jī)械工程（機(jī)械振動分析）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.機(jī)械振動中，下列關(guān)于簡諧振動的描述正確的是（）A.回復(fù)力大小與位移成正比，方向相反B.加速度大小與位移成正比，方向相同C.速度大小與位移成正比，方向相反D.動能與位移成正比2.一個(gè)單擺，擺長為L，擺球質(zhì)量為m，最大擺角為θ。當(dāng)擺球從最大位移處向平衡位置擺動過程中，下列說法正確的是（）A.擺球的重力勢能逐漸增大B.擺球的動能逐漸減小C.擺球的機(jī)械能守恒D.擺球的回復(fù)力逐漸減小3.對于受迫振動，當(dāng)驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時(shí)，會發(fā)生（）A.共振現(xiàn)象，振幅最小B.共振現(xiàn)象，振幅最大C.振幅不變D.無法確定4.兩彈簧振子，彈簧勁度系數(shù)分別為k1和k2，若它們的周期相同，則（）A.k1=k2B.k1與k2無關(guān)C.k1k2=常數(shù)D.無法判斷5.阻尼振動中，隨著時(shí)間推移，振動的（）A.頻率逐漸增大B.振幅逐漸增大C.頻率逐漸減小D.振幅逐漸減小6.一物體做簡諧振動，其位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為x=5sin(2πt+π/3)，則該振動的周期為（）A.0.5sB.1sC.2sD.4s7.下列關(guān)于機(jī)械振動能量的說法，錯誤的是（）A.振動系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B.振幅越大，振動能量越大C.頻率越高，振動能量不一定越大D.動能和勢能相互轉(zhuǎn)化8.如圖所示，一個(gè)彈簧振子在光滑水平面上振動，O為平衡位置，A、B為最大位移處。當(dāng)振子從A向O運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）A.加速度逐漸增大B.速度逐漸減小C.彈性勢能逐漸減小D.動能逐漸減小9.兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，在相同的彈簧作用下做簡諧振動，它們的（）A.周期相同B.頻率不同C.振幅相同D.最大加速度相同10.對于簡諧振動的圖像，下列說法正確的是（）A.圖像表示位移隨時(shí)間的變化關(guān)系B.圖像的斜率表示速度C.圖像的振幅等于位移的最大值D.以上說法都正確第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。把答案填在題中的橫線上。11.機(jī)械振動按振動規(guī)律可分為______振動、______振動和______振動。12.單擺的周期公式為T=______，其中g(shù)為重力加速度，L為擺長。13.簡諧振動的表達(dá)式為x=Asin(ωt+φ)，其中A表示______ω表示______，φ表示______。14.受迫振動的頻率等于______的頻率。15.阻尼振動中，阻尼越大，振動衰減得越______。三、簡答題（共15分）答題要求：簡要回答下列問題。16.簡述簡諧振動的特點(diǎn)。（5分）17.說明共振在實(shí)際中的應(yīng)用和危害。（5分）18.分析彈簧振子振動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。（5分）四、計(jì)算題（共20分）答題要求：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。19.一彈簧振子，彈簧勁度系數(shù)k=200N/m，振子質(zhì)量m=0.1kg。求：（1）該彈簧振子的固有頻率；（2）若將振子拉離平衡位置0.05m后釋放，求振子的最大加速度。（10分）20.一物體做簡諧振動，其位移隨時(shí)間變化的表達(dá)式為x=0.1sin(5πt)，求：（1）該振動的周期和頻率；（2）t=0.1s時(shí)物體的位移。（10分）五、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：在機(jī)械制造中，經(jīng)常會遇到各種機(jī)械振動問題。例如，一臺機(jī)床在工作時(shí)，出現(xiàn)了明顯的振動現(xiàn)象，影響了加工精度。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，機(jī)床的某個(gè)部件發(fā)生了共振。21.請分析共振產(chǎn)生的原因。（5分）22.針對該機(jī)床共振問題，提出至少兩種解決方法。（10分）答案：1.A2.C3.B4.C5.D6.B7.A8.C9.A10.D11.簡諧、阻尼、受迫12.2π√(L/g)13.振幅、角頻率、初相位14.驅(qū)動力15.快16.回復(fù)力大小與位移成正比，方向相反；加速度大小與位移成正比，方向相反；速度大小和方向隨時(shí)間周期性變化；動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。17.應(yīng)用：共振篩、共振轉(zhuǎn)速計(jì)等利用共振提高效率。危害：橋梁、建筑物等可能因共振而損壞。18.彈簧振子從平衡位置向最大位移處運(yùn)動時(shí)，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；從最大位移處向平衡位置運(yùn)動時(shí)，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。19.（1）固有頻率f=1/(2π)√(k/m)=1/(2π)√(200/0.1)=5Hz。（2）最大加速度a=kmx/m=kx=200×0.05=10m/s2。20.（1）周期T=2π/ω=2π/5π=0.4s，頻率f=1/T=2.5Hz。（2）t=0.1s時(shí)，x=0.1sin(5π×0.1)=0.1sin(0.5π)=