一、选择题
1.关于简谐运动的质点的以下说法正确的是( ) A.间隔半个周期的整数倍的两个时刻,物体的振动情况相同 B.做简谐运动的质点在半个周期内物体的动能变化一定为零 C.质点在四分之一周期的时间内的路程一定等于一倍振幅 D.任一时刻加速度和速度方向都相反 2.下列说法中 不正确 的是( )
A.将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大
B.将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍 C.将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变
D.在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变 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.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.如图所示,为某一弹簧振子做简谐运动的图像,由图可知( )
A.t=0时,质点的速度为零 C.t=1s与t=3s时,质点位置相同 位置的次数和振子的振幅分别为( ) A.15,2cm
B.30,1cm
B.t=0时,质点的加速度为零 D.t=1s与t=3s时,质点加速度相同
5.周期为2s的简谐运动,振子在半分钟内通过的路程是60cm,则在此时间内振子经过平衡
C.15,1cm
D.60,2cm
6.有一星球其半径为地球半径的2倍,平均密度与地球相同,今把一台在地球表面走时准确的摆钟移到该星球表面,摆钟的秒针走一圈的实际时间变为 A.0.5min
B.0.7min
C.1.4min
D.2min
7.弹簧振子作简谐运动,在平衡位置O两侧A、B间振动,当时间t=0时,振子位于B
点,若规定向右的方向为正方向,则下图中哪个图象表示振子相对平衡位置的位移随时间变化的关系
D.D
A.A B.B C.C
8.某同学在研究单摆的受迫振动时,得到如图所示的共振曲线.横轴表示驱动力的频率,纵轴表示稳定时单摆振动的振幅.已知重力加速度为g,下列说法中正确的是
A.由图中数据可以估算出摆球的摆长 B.由图中数据可以估算出摆球的质量 C.由图中数据可以估算出摆球的最大动能
D.如果增大该单摆的摆长,则曲线的峰值将向右移动
9.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知:( )
A.质点的振动频率是4Hz B.t=2s时,质点的加速度最大 C.质点的振幅为5cm
D.t=3s时,质点所受合力为正向最大
10.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点振动频率是4Hz B.第3s末质点的位移为零 C.在10s内质点经过的路程是10cm
D.在t=2.5s和t=4.5s两时刻,质点速度大小相等、方向相反
11.一根自由长度为10cm的轻弹簧,下端固定,上端连一个质量为m的物块P.在P上再放一个质量也是m的物块Q.系统静止后,系统静止后,弹簧长度为6cm,如图所示.如果迅速向上移去Q.物块P将在竖直方向做简谐运动.此后,弹簧的最大长度是( )
A.8cm B.9cm C.10cm D.11cm
12.一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是( )
A.t1时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力为零 B.t2时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大 C.t3时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小 D.t4时刻摆球速度最小,悬线对它的拉力最大
13.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
T形支架在竖直方向振动, T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( )
A.小球振动的固有频率是4Hz B.小球做受迫振动时周期一定是4s
C.圆盘转动周期在4s附近时,小球振幅显著增大 D.圆盘转动周期在4s附近时,小球振幅显著减小
14.如图所示,弹簧的一端固定,另一端与质量为m2的物体B相连,质量为m1的物体A放在B上,m22m1.A、B两物体一起在光滑水平面上的N、N之间做简谐运动,运动过程中A、B之间无相对运动,O是平衡位置.已知当两物体运动到N时,弹簧的弹性势能为Ep,则它们由N运动到O的过程中,摩擦力对A所做的功等于( )
A.Ep
B.
1Ep 2C.Ep
13D.
1Ep 415.如图所示为某弹簧振子在0~5 s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,振幅为8 cm
B.第2 s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值 C.第3 s末振子的速度为正向的最大值 D.从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动
二、填空题
16.如图所示,一水平弹簧振子在A、B间做简谐运动,平衡位置为O,已知振子的质量为M。
(1)简谐运动的能量取决于________,振子振动时动能和________相互转化,总机械能________;
(2)振子在振动过程中,下列说法中正确的是________; A.振子在平衡位置,动能最大,弹性势能最小 B.振子在最大位移处,弹性势能最大,动能最小
C.振子在向平衡位置运动时,由于振子振幅减小,故总机械能减小 D.在任意时刻,动能与弹性势能之和保持不变
(3)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面,且m和M无相对滑动而一起运动,下列说法正确的是________。 A.振幅不变 B.振幅减小 C.最大动能不变 D.最大动能减小
17.在用单摆测量重力加速度的实验中,下面的叙述哪些是正确的________?哪些是错误的________?
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,使摆角较大 D.用刻度尺测量摆线的长度l,这就是单摆的摆长
E. 释放摆球,从摆球经过平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期Tt 5018.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,两个单摆的固有周期之比为T1:T2=______;若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次摆长之比LⅠ:LⅡ=______;图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该摆摆长约为______(精确到个位数)。
19.某人从电视屏幕上观察停泊在某星球上的宇宙飞船,看到飞船上摆长0.5m的单摆在30s内往复摆动了15次,则该星球表面上的重力加速度是___________。
20.如图所示,在一个真空环境中,弹簧上端固定,下端悬挂钢球,把钢球从平衡位置向下拉一段距离A,放手让其运动,用频闪照相机拍出照片如图一示,再重新向下拉钢球至
A处,频闪照片如图二示,已知频闪照片的闪光周期为0.1s。由此分析出,第一次振动的2周期为___________,第二次振动的周期为___________,即弹簧振子的周期与振幅___________(填“有关”或“无关”)。
21.质点的振动图象如图所示,由图象可知,振幅为________米,振动周期为________秒,振动频率为________赫兹。
22.如图所示是做简谐运动的某一物体的振动图像,则该物体在t=2s到t=4s时间内,通过的路程是______cm,位移是______cm;若此图中物体做单摆运动,且重力加速度g取10 m/s2 ,π2= 10,则单摆的摆长是_________m。
23.单摆的摆长为l,摆球的质量为m,在最高点时摆线与竖直方向成角,此时摆球所受的合力为_______,摆球所受向心力大小为________.
24.如图,小球质量为m,摆长为L,最大摆角为θ,且小于5º,小球在竖直平面内摆动。则在图示位置时摆线的拉力为_______________。从最高点第一次摆到最低点的时间为_______________。(重力加速度为g)
25.如图所示的弹簧振子在B、C间振动,振动周期为2s,由OB开始振动并在O点开始计时,1.5s后振子在_______位置;若振幅为2cm,规定O到B的方向为正方向,则该
时刻位移大小为______cm;路程为________cm;该振子的振动频率为_______Hz.
26.为避免交通事故,保障行人安全,可以在公路上临近学校大门或人行横道的位置设置减速带,减速带一般为条状,也有点状的,材质主要是橡胶,一般以黄、黑两色相间以引起视觉注意。某学校大门附近设置的条状减速带间距为20 m,当车辆经过减速带时会产生振动,若某型号汽车的固有频率为0.8Hz,则当该车以______km/h的速度通过此减速带时颠簸最厉害,这种现象称______________。
三、解答题
27.如图所示为理想弹簧振子,O点为它的平衡位置,其中A、A点关于O点对称。 (1)振子从某一时刻经过O点计时,至下一次再经过O点的时间为一个周期吗? (2)先后将振子拉到A点和B点由静止释放,两种情况下振子振动的周期相同吗?振子完成一次全振动通过的位移相同吗?路程相同吗?
28.如图所示,将三根粗细不同的橡皮筋绕到杯子上,做成一个“弦乐器”橡皮筋不要相互接触。分别拨动每根橡皮筋,找出哪根发出的声音音调最低,哪根发出的声音音调最高。橡皮筋振动的频率可能与哪些因素有关?与振幅有关吗?
29.有两个简谐运动:x13asin8bt4和x29asin8bt,它们的振幅之2比是多少?它们的频率各是多少?t0时它们的相位差是多少?
30.如图所示,一质量为mB=2kg的物体B放在水平地面上,一劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧,下端与物体B相连,上端与一质量为mC=1.5kg的物体C相连,在C的上方放一物体D。弹簧呈竖直状态且整体静止不动。现在突然去掉物体D后,物体C就沿竖直方向上下做简谐运动,且当物体C竖直向上运动到最高点时,物体B对地面压力刚好为零。g=10m/s2。试求:
(1)C沿竖直方向上下做简谐运动的振幅; (2)物体D的质量。
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