高中物理--机械振动单元测试题（含答案）
时间：90分钟 总分：100分
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．弹簧振子作简谐运动，t 1时刻速度为v ,t 2时刻也为v ,且方向相同。

已知（t 2-t 1）小于周期
T ，则（t 2-t 1）
A ．可能大于四分之一周期
B ．可能小于四分之一周期
C ．一定小于二分之一周期
D ．可能等于二分之一周期
2．一弹簧振子的振幅为A ,下列说法正确的是
A ．在T /４时间内，振子发生的位移一定是A ,路程也是A
B ．在T/4
C ．在T /2时间内，振子发生的位移一定是2A ,路程一定是2A
D ．在T 时间内，振子发生的位移一定为零，路程一定是4A 3．某单摆的振动图象如右图所示，这个单摆的最大偏角最接近 A ．2° B ．3° C ．4° D ．5°
4．如图所示，置于地面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为T 0。

下列说法中正确的是 A ．单摆摆动的过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力 B ．单摆摆动的过程，绳子的拉力始终小于摆球的重力 C ．将该单摆悬挂在匀减速下降的升降机中，其摆动周期T < T 0 D ．将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，其摆动周期T > T 0
5．一物体在某行星表明所受万有引力是在地球表面时的16，在地球上走得很准的摆钟搬到该行星上，分针走一圈所用时间实际是
A ．1/4h
B ．1/2h
C ．3h
D ．4h
6．如图所示，固定曲面AC 是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A 点，
AB =10cm ，现将一小物体先后从斜面顶端C 和斜面圆弧部分中点D 处由静止释放，到达斜曲面低端时速度分别为v 1和v 2，所需时间为t 1和t 2，以下说法正确的是：
A ．v 1 > v 2 , t 1 = t 2
B ．v 1 > v 2 , t 1 > t 2
C ．v 1 < v 2 , t 1 = t 2
D ．v 1 < v 2 , t 1 > t 2
7．如图所示,一轻弹簧与质量为m 的物体组成的弹簧振子,物体在同一条竖直线上的A 、B 间作简谐运动,O 为平衡位置,C 为AO 的中点,已知OC =h ,振子的周期为T ,某时刻物体恰好经过C 点
并向上运动,则从该时刻开始的半个周期内,下列说法错误．．
的是 A ．重力做功2mgh B ．重力的冲量大小为mgT /2 C ．回复力做功为零 D ．回复力的冲量为零
8．在张紧的绳子上挂了a 、b 、c 、d 四个单摆，摆长关系为L c > L b = L d > L a ，如图所示，先让
d 摆动起来(摆角不超过10°)则下列说法正确的是
A ．b 摆发生振动其余摆均不动
B ．所有的摆均以g
L d
2
C ．所有的摆均以相同摆角振动
D ．a 、b 、c 中b 摆振动幅度最大
9．原长为30cm 的轻弹簧竖立于地面，下端与地面固定，质量为m =0.lkg 的物体放到弹簧顶部，物体静止平衡时弹簧长为26cm ．如果物体从距地面l30cm 处自由下落到弹簧上，当物体压缩弹簧到距地面22cm 时，不计空气阻力，取g =10m/s 2，重物在地面时重力势能为零，则 A ．物块的动能为1J B ．物块的重力势能为1.08J
C ．弹簧的弹性势能为0.08J
D ．物块的动能与重力势能之和为2.16J 10．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 A ．L /4 B ．L /2 C ．3L /4 D ．无法确定
二、填空题(第15题5分，第16题7分，其余每小题4分，共28分11. 两个摆长相同的单摆，摆球质量之比是4:1，在不同地域振动，当甲摆振动4次的同时，乙摆恰振动5次，则甲、乙二摆所在地区重力加速度之比为 。

12、做简谐运动的弹簧振子的振幅是A ，最大加速度的值为a 0，那么在位移x =12
A 处，振子的加速度值a =__________a 0。

13．将一个摆长为l 的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，如下图所示，则此单摆做简谐振动的周期为 。

14．如图所示，两木块A 和B 叠放在光滑水平面上，质量分别为m 和M ，A 与B 之间的最大静摩擦力为f ，B 与劲度系数为k 的轻质弹簧连接构成弹簧振子。

为使A 和B 在振动过程中不发生相对滑动，
则它们的振幅不能大于 ，它们的最大加速度不能大于 。

15．如图给出两个弹簧振子A 、B 做简谐运动的图象，则在8s-10s 内，A 的速度方向沿 ，大小在逐渐 ；而B 在这段时间内，其加速度方向沿 ，大小在逐渐 。

在t =10s 时，A 、B 振子都通过平衡位置，并且它们的速度大小相等、方向相反，从此时起，再经过 的时间，它们再同时通过平衡位置且速度相同． 16．用单摆测重力加速度时
(1)摆球应采用直径较小,密度尽可能_____的球,摆线长度要在1米以上,用细而不易______的尼龙线.
(2)摆线偏离竖直方向的角度θ应_______
(3)要在摆球通过________位置时开始计时,摆线每经过此位置______次才完成一次全振动 (4)摆球应在________面内摆动,每次计时时间内,摆球完成全振动次数一般选为___ ____次。

三、计算题(共42分)
17．(10分)观察振动原理的应用：心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置，人的心脏跳动时会产生一股股强弱不同的生物电，生物电的变化可以通过周围组织传到身体的表面．医生用引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化的波动曲线，这就是心电图．请去医院进行调查研究．下面是甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次／分．试分析： (1)该心电图机图纸移动的速度； (2)乙的心动周期和心率．
α
θ
第13题图 B
A 第14题图
18．(10分)如图所示，单摆摆长为 L，做简谐运动，C 点在悬点O 的正下方，D 点与C 相距为S，C、D之间是光滑水平面，当摆球A 到左侧最大位移处时，小球B 从D 点以某一速度匀速地向C 点运动，A、B二球在C 点迎面相遇，求小球B的速度大小．
19．(10分)水平轨道AB在B点处与半径R=300m的光滑弧形轨道BC相切，一个质量为0.99kg的木块静止在B处，现有一颗质量为10g的子弹以500m/s的水平速度从左边射入木块未穿出，如下图所示，已知木块与该水平轨道AB的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2．试求子弹射人木块后，木块需经过多长时间停止?(cos5°=0.996)
20．(12分)如图所示，质量为m的木块放在竖直的弹簧上，m在竖直方向做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的压力最小值为物体自重的0.5倍，求：①物体对弹簧压力的最大值，②欲使物体在振动中不离开弹簧，其振幅不能超过多少。

[参考答案]
一、选择题
1、AB
2、D
3、B
4、CD
5、A
6、A
7、D
8、BD
9、AC 10、C 二、填空题
11、16∶25 12、0.5 13、α
π
sin 2g l
14、km f m M )(+ m f
15、-x 方向 增大 +x 方向 减小 20s(提示：当同时经过平衡位置且速度同向时，其中一摆将多振动半次，故应有：2A B A T nT nT =-或2
B A B T
nT nT =+，两式中谁解出的n 是整数谁就成立。

)
16、（1）大 形变或伸长 （2）小于10° （3）平衡位置 2 （4）同一竖直平 30～50
17、（1）25mm/s （2）0.8s 75次/分 18、4
43
v n =
+m/s ，（n = 0、1、2、……） 19、18.2s(注意：要通过计算说明木块在BC 段的运动是单摆模型) 20、①1.5mg ②2A。