高二简谐振动习题及答案Word格式文档下载.doc
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4.在一个单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔.当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，则此摆球的摆动周期将
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先增大后减小D.先减小后增大
5.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
6.如图所示是某物体的振动图象，试由图象判断下列说法中哪些是正确的
A.振幅为3m，周期为8s
B.4s末物体速度为负，加速度为零
C.第14s末物体加速度为正，速度最大
D.4s末和8s末时物体的速度相同
7.如图为单摆的振动图象，则由图可知
A.频率为Hz
B.摆长为9.8m
C.回复力方向改变的时刻分别为s、πs、πs
D.速度方向改变的时刻分别为πs、2πs、3πs
8.若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2，则单摆振动的
A.频率不变，振幅不变B.频率不变，振幅改变
C.频率改变，振幅改变D.频率改变，振幅不变
9.正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t，机器反而会发生强烈的振动.此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明
A.在时刻t脱水桶的惯性最大
B.在时刻t脱水桶的转动频率最大
C.在时刻t洗衣机发生共振
D.纯属偶然现象，并无规律
10.如图为同一实验室中的两个单摆的振动图象.从图象中可以知道它们的
A.摆球质量相等B.振幅相等
C.摆长相等D.摆球同时改变速度方向
二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.
11.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，下面所给的器材中不需要的是_______.
A.带毫米刻度的米尺B.天平
C.游标卡尺D.秒表
12.把一个摆长为2m的单摆拿到月球上去，已知在月球上这个单摆的周期为7s，则月球上的自由落体加速度为_______m/s2.
13.汽车的车身是装在弹簧上的，这个系统的固有频率为Hz.汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔_______m，汽车以5.33m/s的速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈.
14.光滑水平面上的弹簧振子，质量为50g，若从弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t=0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s.则在t=1.2s末，弹簧的弹性势能为_______J，该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为_______Hz，1min内，弹簧的弹力对弹簧振子做正功的次数为_______次.
15.一弹簧振子的小球质量m=5kg.弹簧的劲度系数为4.9N/cm，弹簧振子的振动图线如图所示.在t=1.25s时小球加速度的大小为_______，方向_______.
机械振动检测题答案
1．解析：
初始时，弹簧振子被拉到某处停止，此时的拉力F的大小与弹簧弹力的大小相等，即F=kx，所以弹簧伸长量也就是振子的位移大小，为x=.根据平均速度的概念=，故振子的平均速度的大小为.
答案：
D
2．解析：
由振子运动知由C→O→Bv为正，在O点右侧的位移为正，故B正确.
B
3．解析：
M摆振动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆的频率等于驱动力频率，A对；
当m摆的摆长等于M摆摆长时，m摆所受驱动力频率正好等于它的固有频率，达到共振，B对；
当M摆的摆长与m摆的摆长差别越大时，m摆的振幅越小，C对；
若M比m的质量大得较多，很容易使m摆的振幅超过M摆的振幅，故D对.
ABCD
4．解析：
单摆的振动周期公式T=2π，式中l为摆长，其值为从悬点到摆动物体的重心之间的距离.当小球装满水时，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水刚流出时，重心要降低.由此在水的整个流出过程中，重心位置先下降后上升，即摆长先增大后减小.所以摆动周期将先增大后减小.
C
5．解析：
实际的自由振动中阻尼虽足够小，但不是没有，故A对；
但阻尼振动中阻尼做负功损耗振动系统的机械能，即振幅变小，故C对；
受迫振动的定义为在周期性驱动力的作用下的振动，故B错；
受迫振动的特点为振动频率与驱动力频率相等，与固有频率无关，故D对.
ACD
6．解析：
由图象可知振幅A=3cm，周期T=8s，故选项A错误.
4s末图线恰与横轴相交，位移为零，则加速度为零.2s到4s，物体从正向最大位移向平衡位置运动，运动方向为负，所以物体的速度为负.故选项B正确.
根据振动图象的周期性可推知，第14s末物体的运动情况与第6s末的运动情况相同，处于负的最大位移（也可以把图线按原来的形状向后延伸至第14s末），因此物体的加速度为正的最大，但速度为零，故选项C错误.
第4s末和第8s末物体处在相邻的两个平衡位置，则速度方向显然是相反的（或者根据切线斜率判断），所以选项D错误.
7．解析：
由图可知，单摆的振动周期为2πs，所以频率f=Hz，周期T=2π，则l==9.8m.回复力方向改变应是摆球通过平衡位置O的时刻，即s、πs、πs，速度方向改变的时刻摆球处于最大位移处，应是πs、2πs、3πs时刻.
BCD
8．解析：
由T=2π知，单摆的周期、频率仅取决于l和g，与m及v无关，故频率不变.又因为单摆振动过程中机械能守恒，设最大摆角为θ，则mgl（1－cosθ）=mv2得v=，故
答案：
9．解析：
质量是惯性大小的量度，脱水筒转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水筒的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水筒的转动频率减小，因此，t时刻的转动频率不是最大的，在时刻t脱水筒的转动频率与机身的固有频率相等发生共振.
10．解析：
由图中可以看出，Ⅰ摆振幅为1cm，Ⅱ摆振幅为2cm，B错；
Ⅰ、Ⅱ两摆的周期均为4s.由于在同一地点，单摆周期只与摆长有关，故两摆摆长相等，C对；
由于周期与质量无关，摆球质量关系无法判断，A错；
摆球速度方向改变时为通过最大位移处的时刻，从图象中可以看出，二摆改变速度方向不同，D错.
11．解析：
在本实验中不需要测量摆球质量，因此不需要天平.
12．解析：
由单摆周期公式T=2π可得
g==m/s2=1.6m/s2.
1.6
13．解析：
汽车所受驱动力的周期T=，其中v为汽车的速度，l为各凸起处相隔的距离.驱动力的频率f=，当f=f′时，车身起伏最剧烈，故有
，则l=vT=5.33×
1.5m=8m.
8
14．解析：
由题意可知，弹簧振子的振动周期为T=0.2s×
4=0.8s.在t=1.2s末，振子位于最大位移处，所以弹性势能E=mv2=×
50×
10－3×
42J=0.4J.
动能的变化周期为=0.4s，变化频率为2.5Hz.
一个周期内，弹力两次做正功，所以1min内，弹力做正功的次数为n=×
2=150.
0.42.5150
15．解析：
当t=1.25s时，由图可知小球相对平衡位置的位移x=－0.6cm;
根据简谐运动的运动学特征，这时小球的加速度为a=－x=－×
（－0.6）m/s2=0.588m/s2.方向与位移方向相反，沿x轴正方向.
0.588m/s2沿x轴正方向
16．解析：
设在时间t内，两单摆振动次数分别为na=10次，nb=6次.则由单摆振动周期公式可得
=2π ①
=2π ②
由①②且代入数据得la∶lb=9∶25 ③
又已知lb－la=1.6m ④
③④联立解得la=0.9m，lb=2.5m.
0.9m2.5m
17．解析：
一切在竖直放置的光滑圆弧形内轨道上的小幅度振动（运动范围远小于圆弧半径）都可等效成单摆模型，其等效摆长即为圆弧半径R，则
tA=
tB==
所以tA∶tB=π∶4.
π∶4
18．解析：
设单摆做简谐运动的周期为T，则
T=2π ①
摆球从A处释放后到达平衡位置的可能时间为t=（n=0，1，2……） ②
设小气球匀速上升的速度为v，小气球匀速上升至摆球平衡位置所用的时间为
t′= ③
两球相碰，必有t=t′ ④
联立①②③④式求解得：
v=（n=0，1，2，3……）.
v=（n=0，1，2，3……）
19．解析：
由左图知其在地球表面上振动周期T=2s，而T=2π
由右图知其在某行星上振动周期T′=4s，而T′=2π，则
g′/g=（T/T′）2=1/4
由mg=G，mg′=G
可得R′/R==2.
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