2020版新教材高中物理 課時(shí)分層作業(yè)9 阻尼振動 受迫振動（含解析）新人教版必修第一冊

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1、課時(shí)分層作業(yè)(九)　 (建議用時(shí)：45分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．單擺在振動過程中，擺動幅度越來越小，這是因?yàn)?　　) A．單擺做的是阻尼振動 B．能量正在逐漸消滅 C．動能正在轉(zhuǎn)化為勢能 D．機(jī)械能不守恒 E．總能量守恒，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 解析：能量不能被消滅，只能發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，故B錯誤；單擺在運(yùn)動中由于受到空氣阻力，要克服空氣阻力做功，機(jī)械能逐漸減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒定律可知，總能量是守恒的，故C錯誤，A、D、E正確． 答案：ADE 2．下列振動，不屬于受迫振動的是(　　) A．用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后，鐘的振動 B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源后，振針的振

2、動 C．小孩睡在自由擺動的吊床上，小孩隨著吊床一起擺動 D．彈簧振子在豎直方向上沿上下方向振動 E．共振篩的振動 解析：受迫振動是指在周期性驅(qū)動力作用下的振動，故A、C、D都是自由振動，B、E是受迫振動． 答案：ACD 3．一臺洗衣機(jī)的脫水桶正常工作時(shí)非常平衡，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動越來越劇烈，然后振動逐漸減弱，下列說法中正確的是(　　) A．洗衣機(jī)做的是受迫振動 B．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大 C．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小 D．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率 E．當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇

3、烈時(shí)，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率 解析：切斷電源后，脫水桶的轉(zhuǎn)速越來越小，即脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越來越小，由題意可知，當(dāng)洗衣機(jī)脫水桶正常工作時(shí)，非常穩(wěn)定，即正常工作時(shí)的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率，A、B選項(xiàng)正確．當(dāng)振動最劇烈時(shí)，洗衣機(jī)發(fā)生了共振，即脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率，E選項(xiàng)正確． 答案：ABE 4．如圖所示，把兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為9 Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅(qū)動力作用做受迫振動時(shí)，則兩個彈簧振子的振動情況是(　　) A．甲的振幅較大 B．甲的振動頻率為9 Hz C．

4、乙的振幅較大 D．乙的振動頻率為9 Hz E．甲、乙兩振子的振幅、頻率均相等 解析：根據(jù)受迫振動發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大，又因?yàn)樽鍪芷日駝拥奈矬w的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以選項(xiàng)A、B、D正確． 答案：ABD 5．研究單擺受迫振動規(guī)律時(shí)得到如圖所示的圖象，則下列說法正確的是(　　) A．其縱坐標(biāo)為位移 B．其縱坐標(biāo)為振幅 C．單擺的固有周期為2 s D．圖象的峰值表示共振時(shí)的振幅 E．單擺的擺長為2 m 解析：縱坐標(biāo)是振幅，不是位移，A說法錯誤，B說法正確；當(dāng)f驅(qū)＝f固時(shí)發(fā)生共振，振幅最大，由圖知T固＝＝2 s，L＝＝1 m可見C和D的說法均正確． 答案：BCD

5、 6．某振動系統(tǒng)的固有頻率為f1，該振動系統(tǒng)在頻率為f2的驅(qū)動力的作用下做受近振動，系統(tǒng)的振動頻率為________． 解析：做受迫振動的系統(tǒng)，其振動頻率等于驅(qū)動力的頻率f2. 答案：f2 7．下列現(xiàn)象中，利用共振現(xiàn)象的是________，防止共振產(chǎn)生危害的是________． A．秋千越蕩越高 B．火車過橋時(shí)要慢開 C．喇叭常放在音箱內(nèi) D．建廠房時(shí)要考慮廠房的固有頻率與機(jī)器的固有頻率的差別 解析：當(dāng)物體發(fā)生共振時(shí)，驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率，此時(shí)振動物體的振幅最大，能量最大，因此應(yīng)用共振的是A、C，防止共振的B、D. 答案：AC　BD 8．如圖所示是用來測量各種發(fā)

6、動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖．在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四個鋼片a、b、c、d.將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可能為多少？a、b、c、d此時(shí)振動頻率分別為多少？ 解析：鋼片b振幅最大，說明可能發(fā)生了共振現(xiàn)象，根據(jù)共振的條件知，f驅(qū)＝f固＝60 Hz，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為60 r/s，鋼片a、c、d做的是受迫振動，其頻率f迫＝f驅(qū)＝60 Hz. 答案：60 r/s　均為60 Hz [能力提升練] 9．如圖所示是一個單擺做受迫振動時(shí)的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系，下列說法不正確的是(　　)

7、 A．?dāng)[長約為10 cm B．?dāng)[長約為1 m C．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向右移動 D．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動 E．若減小擺長，共振曲線的“峰”將向左移動 解析：當(dāng)驅(qū)動力的頻率f等于單擺的固有頻率f固時(shí)，發(fā)生共振，由圖可知f固＝0.5 Hz，則有2π＝＝2 s，擺長l＝1 m，選項(xiàng)A錯誤，B正確；若增大擺長，固有頻率f固減小，共振曲線的“峰”將向左移動，選項(xiàng)C錯誤，D正確．同理知E錯誤． 答案：ACE 10．有一根張緊的水平繩上掛有5個雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為Lc＞Lb＝Ld＞La＞Le，如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開

8、一微小角度，放手后讓其振動，經(jīng)過一段時(shí)間，其余各擺均振動起來，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(　　) A．周期關(guān)系為Tc＝Td＝Ta＝Te B．頻率關(guān)系為fc＝fd＝fa＝fe C．振幅關(guān)系為Ac＝Ad＝Aa＝Ae D．四個擺中，d的振幅最大，且Ae＜Aa E．四個擺中c擺的振幅最大 解析：b擺的振動，作為一種驅(qū)動力迫使其他四個擺做受迫振動，受迫振動的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，而和自身的固有周期(固有頻率)無關(guān)，A、B正確．四個擺做受迫振動的振幅與驅(qū)動力的頻率跟自身的固有頻率之差有關(guān)，這個差越小，做受迫振動的振幅越大．在a，c，d，e四個擺中，d的擺長跟b的擺長相等．因此d的固有頻

9、率和驅(qū)動力的頻率相等，d擺做受迫振動的振幅最大．同理e擺做受迫振動的振幅最小，D正確． 答案：ABD 11．某簡諧振子，自由振動時(shí)的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時(shí)，穩(wěn)定后的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，關(guān)于此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)下列說法正確的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　　　乙 A．可能是圖乙中的a點(diǎn) B．可能是圖乙中的b點(diǎn) C．可能是圖乙中的c點(diǎn) D．一定不是圖乙中的c點(diǎn) E．一定不是圖乙中的b點(diǎn) 解析：振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝T固，所以受迫振動的狀態(tài)一定不是圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故A、D、E正確． 答案：ADE 12．汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝1.5×105 N/m.汽車開始運(yùn)動時(shí)，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝(l為彈簧的壓縮長度)．若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2 Hz，已知汽車的質(zhì)量為600 kg，每個人的質(zhì)量為70 kg，則這輛車乘坐幾個人時(shí)，人感到最難受？ 解析：人體的固有頻率f固＝2 Hz，當(dāng)汽車的振動頻率與其相等時(shí)，人體與之發(fā)生共振，人感覺最難受，即f＝＝f固，得l＝，代入數(shù)據(jù)l＝0.062 1 m，由胡克定律得kl＝(m1＋nm2)g n＝＝＝5(人)． 答案：5人 - 5 -