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《机械振动》测试题(含答案)
A.0.5 sB.0.75 sC.1.0 sD.1.5 s
8.如右图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以O点为平衡位置,在a、b两点之间做简谐运动,其振动图象如图乙所示.由振动图象可以得知( )
A.振子的振动周期等于t1
B.在t=0时刻,振子的位置在a点
C.在t=t1时刻,振子的速度为零
D.从t1到t2,振子正从O点向b点运动
D.如果小球的重心不在中心,通过一定方法也能精确测定重力加速度
(2)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时,他先测得摆线长为97.50cm,然后用游标卡尺测量小钢球直径,读数如图甲所示,则
①游标卡尺的读数为_________mm.
②该单摆的摆长 为_____cm.
③该同学由测量数据作出 图线(如图乙所示),根据图线求出重力加速度 ____m/s2(保留3位有效数字).
(1)由实验数据得出图(b)所示的拟合直线,图中纵轴表示______(用题中所给的字母表示);
(2) 的国际单位为_______;
(3)若摆的质量测量值偏大,重力加速度g的测量值____(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”)
24.根据单摆周期公式 ,可以通过实验测量当地的重力加速度.如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.
④如果测出的g值偏小,可能的原因是____.
A.测量摆线长时,线拉得过紧
B.摆线上端没有固定,振动中出现松动,使摆线变长了
C.开始计时时,秒表按下迟了
D.实验中误将49次全振动记为50次
23.某小组在做“用单摆测重力加速度”实验后,为进一步研究,将单摆的轻质细线改为刚性重杆.通过查资料得知,这样做成的“复摆”做简谐运动的周期 ,式中 为由该摆决定的常量,m为摆的质量,g为重力加速度,r为转轴到重心C的距离.如图(a),实验时在杆上不同位置打上多个小孔,将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上,使杆做简谐运动,测量并记录r和相应的运动周期T;然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验,并测得摆的质量m.
9.如图所示,质量为 的物块A用不可伸长的细绳吊着,在A的下方用弹簧连着质量为 的物块B,开始时静止不动。现在B上施加一个竖直向下的力F,缓慢拉动B使之向下运动一段距离后静止,弹簧始终在弹性限度内,希望撤去力F后,B向上运动并能顶起A,则力F的最小值是( )
A.( + )gB.( +2 )g
C.2( + )gD.(2 + )g
《机械如图所示,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
d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置大于5°,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔△t即为单摆周期T
e.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间△t,则单摆周期T=△t/50.
25.在用“单摆测重力加速度”的实验中,
A. 时刻钢球处于超重状态
B. 时刻钢球的速度方向向上
C. 时间内钢球的动能逐渐增大
D. 时间内钢球的机械能逐渐减小
5.如图甲所示,一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个 形支架在竖直方向振动, 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统.圆盘静止时,让小球做简谐运动,其振动图像如图乙所示.圆盘匀速转动时,小球做受迫振动.小球振动稳定时.下列说法正确的是()
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
2.在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律.法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系.已知单摆摆长为l,引力常量为G,地球质量为M,摆球到地心的距离为r,则单摆振动周期T与距离r的关系式为()
18.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
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
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
20.图(甲)所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图(乙)为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是( )
C.第2 s末振子的速度为零,加速度为正向的最大值
D.第3 s末振子的速度为正向的最大值
E.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动
16.如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系),则( )
A.此单摆的固有周期约为2s
B.此单摆的摆长约为1m
C.若摆长增大,单摆的固有频率增大
A.小铁球B.小塑料球C.20cm长的细线
D.100cm长的细线E手表F时钟G秒表
(2)若实验测得的g值偏大,可能的原因是_______
A.摆球的质量太大
B.测摆长时,仅测了线长,未加小球半径
C.测周期时,把n次全振动误记为(n+1)次
D.摆球上端未固定牢固,振动中出现松动(摆长变长)
(3)某同学想进一步验证单摆的周期和重力加速度的关系,但又不可能去不同的地区做实验.该同学就将单摆与光电门传感器安装在一块摩擦不计、足够大的板上,使板倾斜α角度,让摆球在板的平面内做小角度摆动,如图甲所示.利用该装置可以验证单摆的周期和等效重力加速度的关系.若保持摆长不变,则实验中需要测量的物理量有________.若从实验中得到所测物理量数据的图线如图乙所示,则图像中的纵坐标表示_________,横坐标表示_________.
A.T=2πr B.T=2πr
C.T= D.T=2πl
3.如图所示,将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放,最后都到达竖直面内圆弧的最低点D,其中甲是从圆心A出发做自由落体运动,乙沿弦轨道从一端B到达最低点D,丙沿圆弧轨道从C点运动到D,且C点很靠近D点,如果忽略一切摩擦阻力,那么下列判断正确的是()
A.在t0.2s时,弹簧振子可能运动到B位置
B.在t0.1s与t0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C.从t0到t0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地增加
D.在t0.2s与t0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同
二、机械振动 实验题
21.在“利用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)从下列器材中选用最合适的器材(填写器材代号)___________.
A.丙球最先到达D点,乙球最后到达D点
B.甲球最先到达D点,乙球最后到达D点
C.甲球最先到达D点,丙球最后到达D点
D.甲球最先到达D点,无法判断哪个球最后到达D点
4.如图1所示,轻弹簧上端固定,下端悬吊一个钢球,把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A,由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点,竖直向上为正方向建立 轴,当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时,钢球运动的位移—时间图像如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态,则( )
D.甲乙两个单摆的振动的最大加速度之比是1:4
7.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s.当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐.地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船.在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( )
D.t=1.5s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
11.如图所示,轻质弹簧的下端固定在水平地面上,一个质量为 的小球(可视为质点),从距弹簧上端 处自由下落并压缩弹簧.若以小球下落点为 轴正方向起点,设小球从开始下落到压缩弹簧至最短之间的距离为 ,不计任何阻力,弹簧均处于弹性限度内;关于小球下落过程中加速度 、速度 、弹簧的弹力 、弹性势能 变化的图像正确的是( )
B.从某一时刻算起,在 的时间内,速度变化量一定为零
C.若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻,振子运动的速度一定相等
D.若Δt= ,则在t时刻和(t+Δt)时刻,弹簧的形变量一定相等
15.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图象,由图可知,下列说法中正确的是( )
A.振动周期为5 s
B.振幅为8 cm
10.悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期T=2s,从最低点位置向上运动时刻开始计时,在一个周期内的振动图象如图所示,关于这个图象,下列哪些说法是正确的是()
A.t=1.25s时,振子的加速度为正,速度也为正
B.t=1.7s时,振子的加速度为负,速度也为负
C.t=1.0s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为______mm.
(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有______.
a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些
b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度
(1)有下列备选器材中,需选用哪些器材较好?.__________
A.长1m左右的粗一点结实棉线,B.长1m左右的细棉线