《机械振动》单元测试题含答案(1)

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D.t=3s时,振子经过O点向上运动
E.t=4s时,振子加速度大小为g
19.如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力,g取10m/s2。对于这个单摆的振动过程,下列说法中正确的是( )
A.单摆的位移x随时间t变化的关系式为
(1)关于实验的操作或者误差的分析,下列说法正确的是(______)
A.让摆线长适当大些,并从平衡位置开始计时有助于减小实验误差
B.操作中提前按下秒表,但准确结束计时,将会导致实验结果偏大
C.若实验者在计算摆长时忘记加上球的半径,则实验结果一定会偏小
D.若实验中不小心让摆球在水平面内做圆锥摆运动而实验者没有发现,将会导致实验结果偏大
A. B.
C. D.
(3)某同学利用单摆测重力加速度,测得的g值与真实值相比偏大,可能的原因是________.
A.测摆长时记录的是摆线的长度
B.开始计时时,秒表过早按下
C.摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了
D.实验中误将29次全振动数记为30次
23.在“用单摆测重力加速度”的实验中:
(4)正确操作后,根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值,比较后发现:此值比北京的重力加速度值略小,则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是_________________________(写出一条即可)。
22.物理实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验.
(1)实验室有如下器材可供选用:
C.动能与电势能之和的最大值是qE0d
D.一个周期内,在x 0区域的运动时间t 2
11.如图所示,两根完全相同的轻质弹簧和一根绷紧的轻质细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上.已知物块甲的质量是物块乙质量的4倍,弹簧振子做简谐运动的周期 ,式中 为振子的质量, 为弹簧的劲度系数.当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中,下列说法正确的是________.
25.甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度.
甲组同学采用图甲所示的实验装置.该组同学先测量出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.请写出重力加速度的表达式g=____________(用所测物理量表示).在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值_________.(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示.将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系,如图丙所示的v-t图线.由图丙可知,该单摆的周期T=___________s.在多次改变摆线长度测量后,根据实验数据,利用计算机作出 (周期平方-摆长)图线,并根据图线拟合得到方程 .由此可以得出当地的重力加速度g=___________ .(取 ,结果保留3位有效数字)
《机械振动》单元测试题含答案(1)
一、机械振动选择题
1.如图所示为某物体系统做受迫振动的振幅A随驱动力频率f的变化关系图,则下列说法正确的是
A.物体系统的固有频率为f0
B.当驱动力频率为f0时,物体系统会发生共振现象
C.物体系统振动的频率由驱动力频率和物体系统的固有频率共同决定
D.驱动力频率越大,物体系统的振幅越大
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为 ,式中T0为摆角θ趋近于0º时的周期,a为常数,为了用图像法验证该关系,需要测量的物理量有_____________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示_________.
24.有两组同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,各自利用先进的DIS系统用单摆测量当地重力加速度g。
D.直径约5 cm的均匀木球
E.秒表
F.时钟
G.10分度的游标卡尺
H.最小刻度为毫米的米尺
用了游标卡尺和米尺后,还需要从上述器材中选择__________(填写器材前面的字母)。
(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d,测量的示数如图2所示,读出小球直径的值为_________mm。
(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,将其上端固定,下端自由下垂。用米尺测量摆线长度为l。小球在竖直平面内小角度平稳摆动后,测得小球完成n次全振动的总时间为t请写出重力加速度的表达式g=______。(用l,d,n,t表示)
(1)某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
b.用米尺量得细线长度l;
c.在摆线偏离竖直方向5º位置释放小球;
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n;
e.用公式g= 计算重力加速度.
按上述方法得出的重力加速度与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)在南京大学做探究的同学利用计算机绘制了当地两个单摆的振动图象(如图),由图可知,两单摆摆长之比 =_______;
(3)若去北大的那组同学是这样操作的:当小球经过平衡位置时按下秒表开始计时,并计数“1”,当第n次经过平衡位置时结束计时,所用时间为t,摆长为L,则计算当地重力加速度g的表达式为g=______(用所给物理量表示)
C.在某段时间内,两物块速度增大时,加速度可能增大,也可能减小
D.两物块运动到最大位移处时,若轻轻取走m,则M的振幅不变
9.如图所示,为一质点做简谐运动的振动图像,则( )
A.该质点的振动周期为0.5s
B.在0~0.1s内质点的速度不断减小
C.t=0.2 s时,质点有正方向的最大加速度
D.在0.1s~0.2s内,该质点运动的路程为10cm
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约为2 cm的均匀铁球
D.直径约为5 cm的均匀木球
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米的刻度尺
实验小组的同学需要从上述器材中选择________(填写器材前面的字母).
(2)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点O为计时起点,A、B、C、D均为30次全振动的图象,已知sin 5°=0.087,sin 15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号).
A. B.
C. D.
8.如图所示,物块M与m叠放在一起,以O为平衡位置,在 之间做简谐振动,两者始终保持相对静止,取向右为正方向,其振动的位移x随时间t的变化图像如图,则下列说法正确的是( )
A.在 时间内,物块m的速度和所受摩擦力都沿负方向,且都在增大
B.从 时刻开始计时,接下来 内,两物块通过的路程为A
A.同一摆球在运动过程中前后两次经过轨迹上的同一点,加速度是相同的
B.甲、乙两个摆的频率之比为1︰2
C.甲、乙两个摆的摆长之比为1︰2;
D.从t=0时起,乙第一次到达右方最大位移处时,甲位于平衡位置,速度方向向左
E.t=2s时,甲摆的重力势能最小,乙摆的动能为零;
14.如图所示,一个弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动,其中O为平衡位置,某时刻物体正经过C点向上运动,速度大小为vc,已知OC=a,物体的质量为M,振动周期为T,则从此时刻开始的半个周期内
B.单摆的摆长约1m
C.从 到 的过程中,摆球的重力势能逐渐增大
D.从 到 的过程中,摆来自百度文库所受绳子拉力逐渐减小
20.如图所示,一根不计质量的弹簧竖直悬吊铁块M,在其下方吸引了一磁铁m,已知弹簧的劲度系数为k,磁铁对铁块的最大吸引力等于3mg,不计磁铁对其它物体的作用并忽略阻力,为了使M和m能够共同沿竖直方向作简谐运动,那么( )
A.它处于平衡位置时弹簧的伸长量等于
B.振幅的最大值是
C.弹簧弹性势能最大时,弹力的大小等于
D.弹簧运动到最高点时,弹簧的弹力等于0
二、机械振动 实验题
21.利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
(1)实验室有如下器材可供选用:
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约2 cm的均匀铁球
10.沿某一电场方向建立 轴,电场仅分布在 d x d的区间内,其电场场强与坐标x的关系如图所示。规定沿 x轴方向为电场强度的正方向,x=0处电势为零。一质量为m、电荷量为 q的带点粒子只在电场力作用下,沿x轴做周期性运动。以下说法正确的是( )
A.粒子沿x轴做简谐运动
B.粒子在x= d处的电势能为 qE0d
6.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提出以下几点建议,可行的是( )
A.适当加长摆线
B.质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的
C.单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些
D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期
7.如图所示,弹簧振子在A、B之间做简谐运动.以平衡位置O为原点,建立Ox轴.向右为x轴的正方向.若振子位于B点时开始计时,则其振动图像为()
A.物块甲的振幅是物块乙振幅的4倍
B.物块甲的振幅等于物块乙的振幅
C.物块甲的最大速度是物块乙最大速度的
D.物块甲的振动周期是物块乙振动周期的2倍
E.物块甲的振动频率是物块乙振动频率的2倍
12.如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心,D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于CM).已知在同一时刻,a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点;c球由C点自由下落到M点;d球从D点静止出发沿圆环运动到M点.则:
A. B. C. D.
5.如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图象,下列判断正确的是
A.t=2×10-3s时刻纸盆中心的速度最大
B.t=3×10-3s时刻纸盆中心的加速度最大
C.在0〜l×10-3s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向相同
D.纸盆中心做简谐运动的方程为x=1.5×10-4cos50πt(m)
A.若t时刻和 时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则 一定等于 的整数倍
B.若 ,则在t时刻和 时刻弹簧的长度一定相同
C.研究木板的运动,弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力
D.当整体离开平衡位置的位移为x时,物块与木板间的摩擦力大小等于
4.用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度,用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆,水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。物体带动纸带一起向左运动时,让单摆小幅度前后摆动,于是在纸带上留下如图所示的径迹。图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图,径迹与中央虚线的交点分别为A、B、C、D,用刻度尺测出A、B间的距离为x1;C、D间的距离为x2。已知单摆的摆长为L,重力加速度为g,则此次实验中测得的物体的加速度为()
A.c球最先到达M点
B.b球最先到达M点
C.a球最先到达M点
D.d球比a球先到达M点
13.如图所示是两个理想单摆的振动图象,纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移,以向右为正方向.下列说法中正确的是___________(填入正确选项前的字母.选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分,每选错一个扣3分,得分为0分)
2.如图所示,一端固定于天花板上的一轻弹簧,下端悬挂了质量均为m的A、B两物体,平衡后剪断A、B间细线,此后A将做简谐运动。已知弹簧的劲度系数为k,则下列说法中正确的是( )
A.细线剪断瞬间A的加速度为0
B.A运动到最高点时弹簧弹力为mg
C.A运动到最高点时,A的加速度为g
D.A振动的振幅为
3.如图所示,质量为m的物块放置在质量为M的木板上,木板与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,周期为T,振动过程中m、M之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ,
A.重力做功2mga
B.重力冲量为
C.回复力做功为零
D.回复力的冲量为0
15.如图所示是单摆做阻尼振动的振动图象,下列说法正确的是()
A.摆球 时刻的动能等于 时刻的动能
B.摆球 时刻的势能等于 时刻的势能
C.摆球 时刻的机械能等于 时刻的机械能
D.摆球 时刻的机械能大于 时刻的机械能
16.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图所示,由图可知( )
D.若t时刻和 时刻振子运动速度的大小相等,方向相同,则 一定等于 的整数倍
18.如图甲为竖直弹簧振子,物体在A、B之间做简谐运动,O点为平衡位置,A点为弹簧的原长位置,从振子经过A点时开始计时,振动图象如图乙所示,下列说法正确的是
A.t=1s时,振子加速度最大
B.t=2s时,弹簧弹性势能最大
C.t=1s和t=2s两个时刻,弹簧弹性势能相等
A.频率是2Hz
B.振幅是5cm
C.t=1.7s时的加速度为正,速度为负
D.t=0.5s时,质点所受合外力为零
E.t=0.5s时回复力的功率为零
17.一水平弹簧振子做简谐运动,周期为T,则
A.若 ,则t时刻和 时刻振子运动的加速度一定大小相等
B.若 ,则t时刻和 时刻弹簧的形变量一定相等
C.若t时刻和 时刻振子运动位移的大小相等,方向相反,则 一定等于 的奇数倍
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