江西省高安二中高二物理机械振动单元过关测试
一、本题共10小题;每小题4分,共计40分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选得0分.
1、关于简谐运动,以下说法正确的是( ) A.只要回复力的方向总是指向平衡位置,物体就做简谐运动
B.加速度的方向总是与位移的方向相反 C.质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律
D.速度方向有时与位移方向相反,有时与位移方向相同
2、卡车在水平道路上行驶,货物随车厢底板上下振动而不脱离底板,设货物的振动为简谐运动,以向上的位移为正,其振动图象如图所示,在图象上取a、b、c、d四点,则下列说法中正确的是( )A.a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小 B.b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大
C.c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小 D.d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力
3、一弹簧振子做简谐运动,周期为8s.已知在t=2s和t=6s时刻,振子正好位于其平衡位置,则下列说法中正确的是( ) A.在t=0和t=10s时,振子的速度都为零 B.在t=4s和t=12s时,振子的加速度都达到最大值
C.在t=6s和t=14s时,振子的势能都为最小值 D.在t=8s和t=10s时,振子的位移都达到最大值
4、一个打磨得很精细的小凹镜,其曲率很小可视为面.将镜面水平放置如图所示.一个小球从镜边缘开始释放,小球在镜面上将会往复运动,以下说法中正确的是( )
A.小球质量越大,往复运动的周期越长 B.释放点离最低点距离越大,周期越短
C.凹镜曲率半径越大,周期越长 D.周期应由小球质量、释放点离平衡位置的距离,以及曲率半径共同决定
5、如图所示,为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图像,在实验误差范围内,从图像可以知道( ) A.两个摆球的质量一定不相等,但摆长一定相等
B.两个摆球在平衡位置的速率一定不相等 C.甲单摆的振动方程为
D.两个单摆不同相,甲比乙超前л/2
6、如图所示是光滑水平面上的一个弹簧振子,把振子由平衡位置拉到位置B,再放开,它就沿着水平面在B、C之间振动,振动周期是0.4s。若振子由C向B运动经平衡位置O点时开始计时,则t=0.15s时( )
A、振子正在从C向O运动 B、振子正在从O向B运动
C、振子正在从B向O运动 D、振子正在从O向C运动
7、在北京走时准确的摆钟,移至北极,摆钟的周期如何变化?要使它恢复准确应怎样调节( )
A.变慢了,应增长摆长 B.变慢了,应缩短摆长 C.变快了,应增长摆长 D.变快了,应缩短摆
8、作简谐运动物体, 在每次通过同一位置时, 振幅、势能、动能、速度、加速度、位移、回复力七个量中,总是相同的量是( ) A.速度、位移与回复力 B.加速度与位移、势能与动能、 振幅
C.速度、回复力和加速度 D.回复力、动能、速度、加速度、 振幅
9、水平放置的弹簧振子做简谐振运动的周期为T。t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零。t2时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相同,t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等、方向相反。若t2-t1=t3-t2,则( )
A、t1、t2与t3时刻,弹性势能都相等 B、t1与t3时刻,弹簧的长度相等
C、t3-t1=(n+1/4)T (n=0,1,2…) D、 t3-t1=(n+1/2)T (n=0,1,2…)
10、一质点作简谐运动的图象如图所示,则该质点( )
A.在0.015s时,速度和加速度都为-x方向
B.在0.01至0.03s内,速度与加速度先反方向后同方向,且速度是先减小后增大,加速度是先增大后减小。
C.在第八个0.01s内,速度与位移方向相同,且都在不断增大 D.在每1s内,回复力的瞬时功率有100次为零。
二、填空题:本题共5小题,共20分。把答案填写在题后括号内或横线上。
11、在大海中航行的轮船,船速为8.0km/h,水速为1.0km/h,船速与水速同向,每个波浪的浪尖到下一个波浪的浪尖的距离为12m,这时船振动得最厉害,这是由于 的缘故,那么轮船的固有周期是 。
12、水平放置的弹簧振子,质量为0.2kg,当它做简谐运动时,运动到平衡位置左侧2cm处时,受到的回复力是4N,那么当它运动到平衡位置右侧4cm处时,它的加速度大小为 方向 .
13、有一摆长为L的单摆,悬点正下方某处有一小钉,当摆球经过平衡位置向左摆动时,摆线的上部将被小钉挡住,使摆长发生变化,现使摆球做小幅度摆动,摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片,如右图所示,(悬点和小钉未被摄入),P为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等,由此可知,小钉与悬点的距离为
14、如图所示,李辉、张伟两人合作,模拟振动曲线的记录。先在白纸中央画一条直线OO1,使它平行于纸的长边,作为图象的横坐标轴。李辉用铅笔在白纸上沿垂直于OO1的方向振动,张伟沿OO1的方向匀速拖动白纸,纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的图象,如图甲所示,李辉保持铅笔尖的振动情况不变,张伟改变拖动白纸的速度,在纸上画出了另一条振动图象,如图乙所示,甲、乙两个图象相比,对应拖动白纸速度较大的是
15. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得摆线长为101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。则: (1)他测得的重力加速度g = m/s2.(计算结果取三位有效数字)
(2) 他测得的g值偏小,可能原因是: A.测摆线长时摆线拉得过紧。B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了。 C.开始计时时,秒表过迟按下。 D.实验中误将49次全振动计为50次。
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l和T的数值,再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率K。则重力加速度g = 。(用K表示)
三、计算题:本大题共4小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16、两个简谐运动的振动方程分别为, 。求它们的振幅之比,各自的频率,相位差并说明同相还是反相。
17、弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动.B、C相距20 cm.某时刻振子处于B点.经过0.5 s,振子首次到达C点.求: (1)振动的周期和频率; (2)振子在5 s内通过的路程及位移大小; (3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值
18、我国探月的“嫦娥工程”已启动,在不久的将来,我国的宇航员将登上月球.假设宇航员在月球上测得摆长为l单摆做小幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀,半径为r的球体,则月球的密度为多大
19、如下图所示,做简谐运动的单摆,摆球质量为m摆长为l,振动的最大偏角为θ,当它运动到最高位置A时,恰好有一质量为M的物体在水平恒力F作用下沿光滑水平面由静止开始向右运动.求:欲使m和M的动量相同,作用力F应满足什么条
20、如图所示,AB为竖直平面半径R=4m的光滑圆弧形轨道,轨道A点的切线为水平方向,且AB弧所对圆心角为37°,质量m1=100g的小球自B点由静止开始下滑,滑至A点与原静止的质量为m2的小球发生正碰,碰后m2获得2m/s的速度,而m1则以碰前速率的1/10反向弹回,求: (1)小球m2的质量; (2)若A点距地面为H=1.8m,则两球落地的时间差约为多少秒 (sin37°=0.6,cos37°=0.8)
一.选择: 1.BCD 2.A 3. BC 4.C 5.BD 6.C 7.C 8.B 9.AD 10.BD
二.填空与实验: 11.共振 4.8 12.40m/s2,向左 13.3L/4 14.甲 15.(1) 9.76 (2)CD (3) 4π2/K 。
三.计算:
16. (1)T=1S, f=1HZ (2)S总=2m, X=0 (3)5/2
17. 答案:振幅之比2/1,各自的频率2b, 相位差π、反相。
18.3πl/Gr T2 19. 2mg /(4n+1)π (n=0,1,2…)
20.m2 = 0.22kg △t ≈ 2 s
N
P
M