高二物理机械振动试题

高二物理机械振动试题
1.振动着的单摆摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力 [ ]
A．指向地面B．指向悬点
C．数值为零D．垂直摆线，指向运动方向
【答案】C
【解析】做简谐运动，回复力F=-kx，与偏离平衡位置的位移成正比，方向与偏离平衡位置位移方向相反．所以在平衡位置是位移为零，回复力为零，故选C。

【考点】简谐运动回复力
点评：物体做简谐运动时，回复力与偏离平衡位置位移的关系是F=-kx．负号表示回复力的方向与偏离平衡位置位移的方向相反．这是较简单的题型。

2.一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的1/4．在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后，此钟分针一整圈所经历的时间实际上是 [ ]
A．B．C．2h D．4h
【答案】C
【解析】先根据万有引力公式先求出该星球的重力加速度与地球重力加速度的比值，再根据单摆的周期公式即可求解．
根据在星球表面万有引力等于重力可知：
某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的，
质量不变，所以该星球的重力加速度g′=g
根据单摆的周期公式，
可知，该星球的周期是地球上周期的两倍，
所以此钟的分针走一整圈所经历的时间实际上是地球上分针走一圈的两倍即2h
故答案为C
【考点】单摆的周期公式的应用
点评：该题关键是万有引力公式即单摆的周期公式的直接应用，难度不大，属于基础题．
3.将单摆摆球拉到悬点后由静止放开，到摆线伸直的时间为t
1
，将摆球拉开使摆线与竖直方向的
夹角为3°，从静止放开摆球回到平衡位置的时间为t
2，则t
1
∶t
2
=____________．
【答案】
【解析】将单摆摆球拉到悬点后由静止放开，摆球做自由落体运动，根据自由落体的运动规律求解时间。

将摆球拉开使摆线与竖直方向的夹角为3°，摆角较小可以认为是单摆，根据单摆的周期公式求解时间。

根据自由落体运动规律：
解得，
又因为摆角小于5°可以看做单摆，
那么摆球从最大位移处回到平衡位置时间为1/4周期
,所以
联立上式：
故答案为：
【考点】自由落体规律单摆周期公式的应用
点评：本题属于简单的运动综合问题，熟记运动学规律便可以轻松解决问题。

4.A、B二单摆，当A振动20次，B振动30次，已知A摆摆长比B摆长40cm，则A、B二摆摆长分别为________cm与________cm．
【答案】72,32
【解析】由于两摆的振动情况，A摆做20次全振动,B摆全振动30次，可求出两摆周期之比，进
而求出摆长之比，再根据两摆长差40 cm，即可求出两摆摆长的大小
设两摆摆长分别为，周期分别为
由题意可知：，
即
得
根据题意：
解得
故答案为72,32
【考点】单摆周期公式的应用
点评：给出振动情况相当于给出了频率之比，从而也就知道了周期的关系，属于基础题型应该熟
练掌握。

5.⑴在用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是______.（选填下列
措施前的序号）
A．为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些
B．摆线长应远远大于摆球直径
C．摆球应选择密度较大的实心金属小球
D．用停表测量周期时，应测量单摆20~30次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期
E.将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然
后将O点作为悬点
⑵某同学在一次用单摆测重力加速度的实验中，测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图所示的坐标系中.图中各坐标点的标号分别对应实验中5种不同摆长的情况.在处理数据时，该同学实验中的第_____数据点应当舍弃.画出该同学记录的T2-l图线.求重
力加速度时，他首先求出图线的斜率k，则用斜率k求重力加速度的表达式为g=___________.【答案】⑴BCD ⑵4，4π2/k
【解析】⑴在用单摆测定重力加速度的实验中，为了正确的计算重力加速度，为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量小些，实验要精确摆线长应远远大于摆球直径，用停表测量周期时，应测量单
摆20~30次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期，摆球应选择
密度较大的实心金属小球。

⑵在做实验时候误差比较大的点应该舍去。

4应该舍去，再根据计算式g=4π2/k。

【考点】单摆测重力加速度
点评：单摆测定重力加速度的实验中，要注意细节的考察。

细节决定成败。

6.下列说法中正确的是 [ ]
A．实际的自由振动必然是阻尼振动
B．在外力作用下的振动是受迫振动
C．阻尼振动的振幅越来越小
D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关
【答案】ACD
【解析】单摆做阻尼振动，振幅越来越小，周期不变，振动过程中，机械能不守恒，物体的振动频率与受迫振动频率相等。

实际的自由振动必然是阻尼振动，阻尼振动的振幅越来越小，受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关。

所以ACD正确。

【考点】阻尼振动
点评：在教学时要加强基础知识的教学，学生容易误认为振动频率与固有频率相等。

7.如图所示是一弹簧振子在水平面内做简谐运动的振动图象,则振动系统在( )
A．t
3和t
4
时刻,振子具有不同的动能和速度
B．t
3和t
5
时刻,振子具有相同的动能和不同的速度
C．t
1和t
4
时刻,振子具有相同的加速度
D．t
2和t
5
时刻,振子所受的回复力大小之比为2:1
【答案】BD
【解析】简谐运动的周期与频率是由系统决定的，速度、加速度是由质点决定的
A．t
3和t
4
时刻,振子具有相同的动能，但是速度大小相等方向不同,所以A错误
B．t
3和t
5
时刻,振子具有相同的动能和不同的速度,正确
C．t
1和t
4
时刻,振子的加速度大小相等，但是方向相反，所以C错误
D．t
2和t
5
时刻,振子所受的回复力大小之比为2:1，正确
【考点】简谐运动的周期与频率是由系统决定的，速度、加速度是由质点决定的
点评：常考题，频率大，学生容易错误在速度、加速度的方向判断上面，其次是回复力与动能的
判断上。

8.做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是 [ ]
A．振子通过平衡位置时，速度最大
B．振子在最大位移处时，加速度最大
C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同
D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，动量相同
【答案】ABC
【解析】做简谐运动的弹簧振子，振子通过平衡位置时，速度最大，振子在最大位移处时，加速
度最大。

振子在连续两次通过同一位置时，位移相同，振子连续两次通过同一位置时，动能相同，
动量不一定相同，因为方向有可能相反。

【考点】简谐运动具有对称性、周期性
点评：高考频率不大，学生容易糊涂物体的运动过程，最好方法是作图帮助分析。

搞清楚回复力、加速度、动能、动量的变化情况是解决这类问题的关键。

9.一弹簧振子作简谐运动，下列说法中正确的有 [ ]
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同
D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
【答案】D
【解析】一弹簧振子作简谐运动，若位移为负值，则速度不一定为正值，加速度一定为正值、振
子通过平衡位置时，速度为零，加速度最小、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度不一
定相同因为方向可能相反、振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同。

所以D正确
【考点】简谐运动具有对称性、周期性
点评：难度一般，常考题，学生容易糊涂物体的运动过程，最好方法是作图帮助分析。

搞清楚回
复力、加速度、动能、动量的变化情况是解决这类问题的关键。

10.一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为 [ ]
A．1∶2，1∶2B．1∶1，1∶1C．1∶1，1∶2D．1∶2，1∶1
【答案】C
【解析】一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为1∶1，1∶2。

因为周期是个定值，加速度与弹簧的形变量成正比。

【考点】简谐运动具有对称性、周期性
点评：难度一般，常考题，学生容易糊涂物体的运动过程，最好方法是作图帮助分析。

搞清楚回
复力、加速度、动能、动量的变化情况是解决这类问题的关键。

并且要掌握各个物理量的具体决
定公式。