高中物理--机械振动单元检测（含答案）
（时间:45分钟满分:100分）
一、单项选择题（每小题5分，共20分）
1．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）．A．振子所受回复力逐渐增大
B．振子的位移逐渐增大
C．振子的速度逐渐减小
D．振子的加速度逐渐减小
2．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
3．（创新题）两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2（v1＞v2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1，f2和A1，A2，则（）．A．f1＞f2，A1＝A2 B．f1＜f2，A1＝A2
C．f1＝f2，A1＞A2 D．f1＝f2，A1＜A2
4．一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动．当振动平台处于什么位置时，物体对平台的正压力最大（）．
A．当振动平台运动到最高点时
B．当振动平台向下运动经平衡位置时
C．当振动平台运动到最低点时
D．当振动平台向上运动经平衡位置时
二、双项选择题（每小题7分，共28分）
5．一弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动，原点O为平衡位置，在振动中下列情况中不可能出现的是（）．
A．位移与速度均为正值，加速度为负值
B．位移为负值，加速度和速度均为正值
C．位移与加速度均为正值，速度为负值
D．位移、速度、加速度均为负值
6．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为
π
sin
4
x A t
，则质点（）．
A．第1 s末与第3 s末的位移相同
B．第1 s末与第3 s末的速度相同
C．3 s末至5 s末的位移方向都相同
D．3 s末至5 s末的速度方向都相同
7．（创新题）在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（）．
A．加大飞机的惯性
B．防止机翼发生共振
C．使机翼更加牢固
D．改变机翼的固有频率
8．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A时刻的动能等于B时刻的动能
B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能
C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能
D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能
三、填空题（每小题6分，共12分）
9．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺量得悬点到小球的距离为96.60 cm，用游标卡尺量得小球直径是5.260 cm，测量周期有3次，每次都是在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计时终止，结果如下表．
则此单摆的周期为．
10．（创新题）大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和______，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的______．
四、计算题（每小题20分，共40分）
11．有一摆钟一昼夜走慢1 h，如何调整摆长才能将其调准？设摆长原来为0.50 m．12．如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题:
（1）质点离开平衡位置的最大距离有多大？
（2）在1.5 s和2.5 s两个时刻，质点向哪个方向运动？
（3）质点在第2 s末的位移是多少？在前4 s内的路程是多少？
参考答案
1．答案:D
解析:弹簧振子向平衡位置运动的过程中，位移逐渐减小，因此，由回复力F＝－kx可知，
振子受到的回复力逐渐减小，振子的加速度
k
a x
m
=-也逐渐减小．由于在振子回到平衡位置的
过程中，弹簧弹力一直做正功，所以速度增大，D正确．
2．答案:B
解析:由单摆周期公式2
T=l、g有关，与m和v无关，周期不变频率
不变．没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h，最低点速度为v，有mgh＝1
2 mv2
质量改变后:4mgh′＝1
2
·4m·（
2
v
）2，可知h′≠h，振幅改变．
3．答案:C
解析:单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A、B错误；由机械能守恒知，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正确，D错误．
4．答案:C
解析:当平台运动到最低点时，具有向上的最大加速度，此时物体对平台的压力最大．5．答案:CD
解析:在振动过程中，位移方向始终与加速度方向相反，速度方向与位移方向可能相同也可能相反．
6．答案:AD
解析:根据振动方程做出质点的振动图象，由图象可以判断A、D正确．
7．答案:BD
解析:在机翼前装置配重杆主要目的是改变机翼的固有频率，使机翼的固有频率和驱动力的频率相差较大，防止机翼发生共振．
8．答案:BD
解析:由于机械能减少，选项C错，选项D对；由于A、B两时刻摆球的位移相同，故在这两个时刻摆球相对于零势能点的高度相同，摆球质量不变，势能相同，选项B对；又由于A 时刻的机械能大于B时刻的机械能，而A、B两时刻的势能相同，故A时刻的动能大于B时刻
的动能，A 错．
9．答案:2.03 s 9.49 m/s 2 解析:由题知单摆的周期T 1＝
60.40s 6112-＝2.013 s ，T 2＝79.80s 8112-＝1.995 s ，T 3＝70.60
s 7112
-＝2.071
s
T ＝
123
3
T T T ++＝2.03 s ； 摆长l ＝l ′＋
2d ＝（0.966＋1
2
×0.052 60）m ＝0.992 3 m
由2T =:g ＝224πl T ＝22
4 3.140.99232.03⨯⨯m/s 2＝9.49 m/s 2
． 10．答案:航速（速度） 固有频率
解析:当物体受到的驱动力频率与本身的固有频率越接近时越易发生共振，因而使物体的振动幅度变大．现改变船的航行方向和航速也就改变了风浪的驱动频率，使其远离船本身的固有频率，减小了振幅，防止了倾覆．
11．答案:应将摆长调为0.46 m
解析:一昼夜的时间是24 h ，指示时间由一昼夜钟摆摆动的次数决定，钟摆每摆动一次，指针转过相同的角度．设准确的钟摆的摆长为r ，则在一昼夜内该钟摆和准确的钟摆满足:
1223
24
n n =，其中n 1，n 2为该钟摆和准确的钟摆在一昼夜内摆动的次数，而且n 1T 1＝n 2T 2，所以12212423T n T n ==
，又因为2T T =2122T l T r
=，r ＝（2324）2×0.50 m＝0.46 m ． 12．答案:（1）10 cm
（2）1.5 s 时向平衡位置运动 2.5 s 时背离平衡位置运动（两时刻质点均向x 轴负方向运动）
（3）0 0.40 m
解析:由图象上的信息，结合质点的振动过程可断定:
（1）质点离开平衡位置的最大距离就是位移的最大值10 cm ；
（2）在1.5 s 后，质点位移减小，因此是向平衡位置运动，在2.5 s 后，位移增大，因此是背离平衡位置运动；
（3）质点在2 s时在平衡位置，因此位移为零；质点在前4 s内完成一个周期性运动，其路程为10 cm×4＝40 cm．。