2.5阻尼振動 受迫振動 同步練習(xí)(word版含答案)

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1、2.5阻尼振動 受迫振動同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理教科版(2019)選擇性必修第一冊 一、選擇題(共15題) 1.把一個篩子用四根彈簧支撐起來,篩子上裝一個電動偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個驅(qū)動力,這就做成了一個共振篩,如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓,可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高,增加篩子質(zhì)量,可增大篩子的固有周期。現(xiàn)在,在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是88r/min。為使共振篩的振幅增大,以下做法可行的是( ?。? A.降低輸入電壓同時減小篩子質(zhì)量 B.降低輸入電壓同時增加篩子質(zhì)量 C.增大輸入電壓同時減小篩子質(zhì)量 D.增大輸入電壓同時增加篩子質(zhì)量 2.下列

2、關(guān)于機(jī)械振動的說法正確的是 A.受迫振動穩(wěn)定后,其振動的周期總等于系統(tǒng)的固有周期 B.阻尼振動振幅逐漸減小,同時周期也逐漸減小 C.當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時,受迫振動的振幅最大 D.為避免共振現(xiàn)象發(fā)生時,應(yīng)使驅(qū)動力頻率接近或等于振動系統(tǒng)的固有頻率 3.轎車的懸掛系統(tǒng)是由車身與輪胎間的彈簧及避震器組成的支持系統(tǒng)。某型號轎車的“車身—懸掛系統(tǒng)”的固有頻率是2Hz,這輛汽車勻速通過某路口的條狀減速帶,如圖。已知相鄰兩條減速帶間的距離為1.0m,該車經(jīng)過該減速帶過程中,下列說法正確的是(  ) A.當(dāng)該轎車通過減速帶時,車身上下振動的頻率均為2Hz,與車速無關(guān) B.該轎

3、車通過減速帶的速度越大,車身上下顛簸得越劇烈 C.當(dāng)該轎車以7.2km/h的速度通過減速帶時,車身上下顛簸得最劇烈 D.不同車輛以相同速度通過減速帶時,車身上下顛簸的劇烈程度相同 4.如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛幾個擺,其中A、E擺長相等。先讓A擺振動起來,其他各擺隨后也跟著振動起來,則在振動穩(wěn)定后( ?。? A.其它各擺擺動頻率跟A擺相同 B.其它各擺振動周期大小不同,D擺周期最大 C.其它各擺振動振幅大小不相同,E擺振幅最小 D.其它各擺振動振幅大小相同 5.如圖所示,在一條張緊的繩子上掛幾個擺,其中AB的擺長相等.當(dāng)A擺振動的時候,通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅(qū)

4、動力,使其余各擺做受迫振動.觀察B、C、D擺的振動發(fā)現(xiàn)( ) A.C擺的頻率最小 B.D擺的周期最大 C.B擺的擺角最大 D.B、C、D的擺角相同 6.如圖所示,曲軸上掛一個彈簧振子,轉(zhuǎn)動搖把,曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把,讓振子自由振動,測得其頻率為2Hz?,F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把,轉(zhuǎn)速為240r/min。則( ?。? A.當(dāng)振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期是0.5s B.當(dāng)振子穩(wěn)定振動時,它的振動頻率是4Hz C.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時,彈簧振子的振幅增大 D.當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時,彈簧振子的振幅減小 7.下表記錄了某彈簧振子在不同頻率的驅(qū)動力作用下的振幅,若該彈簧振子的固有頻率

5、為,則 驅(qū)動力頻率 15 20 25 30 35 40 受迫振動振幅 9.1 15.6 26.9 27.8 15.1 9.3 A. B. C. D. 8.如圖所示為受迫振動的演示裝置,當(dāng)單擺A振動起來后,通過水平懸繩迫使單擺B、C振動,則下列說法正確的是(  ) A.只有單擺A、C振動周期相等 B.單擺A的振幅比單擺B的小 C.單擺B的振幅比單擺C的小 D.單擺B、C振動時的周期與其擺長有關(guān) 9.如圖所示為路面共振破碎機(jī),用于舊水泥路面破碎。破碎機(jī)工作錘頭上裝有專用傳感器,感應(yīng)路面的振動反饋,由電腦自動調(diào)節(jié)振動頻率,激發(fā)錘頭下水泥路面局部范圍

6、產(chǎn)生共振,從而將水泥路面擊碎。結(jié)合你所學(xué)的知識判斷以下說法正確的是( ?。? A.水泥路面的固有頻率隨著錘頭振動頻率的變化而變化 B.錘頭周期性擊打水泥路面停止工作后,水泥路面振動的頻率隨著振幅減小而減小 C.錘頭振動頻率越高,水泥路面的振動幅度越大,效果越好 D.調(diào)節(jié)錘頭的振動頻率等于水泥路面的固有頻率時,水泥路面的振動幅度最大,效果最好 10.飛力士棒(Flexi-bar)是德國物理治療師發(fā)明的一種物理康復(fù)器材,也是一種有效加強(qiáng)軀干肌肉功能的訓(xùn)練器材。標(biāo)準(zhǔn)型飛力士棒整體結(jié)構(gòu)由中間的握柄,兩端負(fù)重頭,用一根PVC軟桿連接,質(zhì)量為,長度為,棒的固有頻率為,如圖所示,可以使用雙手進(jìn)行

7、驅(qū)動,則下列關(guān)于飛力士棒的認(rèn)識正確的是(  ) A.使用者用力越大飛力士棒振動越快 B.隨著手振動的頻率增大,飛力士棒振動的幅度一定越來越大 C.雙手驅(qū)動該飛力士棒每分鐘振動270次全振動,會產(chǎn)生共振 D.負(fù)重頭質(zhì)量相同,同樣材料的PVC桿縮短,飛力士棒的固有頻率不變 11.如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛幾個單擺,其中B、D的擺長相等,當(dāng)單擺B振動起來后,其余各擺也振動起來,達(dá)到穩(wěn)定后,下列說法正確的是( ) A.單擺E的擺長最長,故周期最大 B.每個單擺按各自的固有頻率振動 C.各單擺振動周期均與單擺B的周期相等,其中單擺D的振幅最大 D.每個單擺按各自的固有頻率

8、振動,其中單擺D的振幅最大 12.如圖是一單擺做阻尼振動的位移—時間圖像,比較擺球在P與N時刻的下列物理量,正確的是( ?。? A.速率vP=vN B.受到的拉力FP>FN C.重力勢能EPP>EPN D.機(jī)械能EP<EN 13.如圖所示,一臺玩具電機(jī)的軸上安有一個小皮帶輪甲,通過皮帶帶動皮帶輪乙轉(zhuǎn)動(皮帶不打滑),皮帶輪乙上離軸心O距離2mm處安有一個圓環(huán)P,一根細(xì)繩一端固定在圓環(huán)P上,另一端固定在對面的支架上,繩呈水平方向且繃直.在繩上懸掛著4個單擺a.b.c.d.已知電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是150r/min,甲、乙兩皮帶輪的半徑之比為1:5,4個單擺的擺長分別是100cm、80cm、

9、60cm、40cm.電動機(jī)勻速轉(zhuǎn)動過程中,哪個單擺的振幅最大( ) A.單擺a B.單擺b C.單擺c D.單擺d 14.一臺洗衣機(jī)在脫水桶正常工作時非常穩(wěn)定,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,關(guān)于該過程,下列說法正確的是( ?。? A.洗衣機(jī)做的是固有振動 B.正常工作時,脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小 C.當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時,脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率 D.切斷電源后,脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大得越多振動越劇烈 15.鋪設(shè)鐵軌時,每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運行列車經(jīng)過鋼軌接縫處時,車輪就會受

10、到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等,所以這個沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動。普通鋼軌長為12.6m,列車固有振動周期為0.28s,下列說法正確的是( ?。? A.列車的危險速率為45m/s B.列車過橋需要減速,是為了防止列車對橋壓力過大 C.列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的 D.減少鋼軌的長度有利于列車高速運行 二、填空題(共4題) 16.鐵路上每根鋼軌的長度為1200cm,每兩根鋼軌之間約有0.8cm的空隙,如果支持車廂的彈簧的固有振動周期為0.60s,那么列車的行駛速度v=________ m/s時,行駛中車廂振動得最厲害. 17.2003年10

11、月15日楊利偉搭乘神五載人飛船成功出征太空,在火箭上升到三四十公里的高度時,火箭和飛船以8低頻振動,與人體內(nèi)臟產(chǎn)生了共振,楊利偉經(jīng)歷了生死26秒,平時的高強(qiáng)度訓(xùn)練,造就了身體的應(yīng)激反應(yīng),使他渡過了生死考驗。根據(jù)上述信息可判斷人體內(nèi)臟振動的頻率_________8。(填“遠(yuǎn)大于”“基本等于”或“遠(yuǎn)小于”),為解決上述問題,某同學(xué)認(rèn)為可以通過改變火箭參數(shù),使火箭振動的頻率盡可能_________8(填“遠(yuǎn)離”或“等于”)。 18.如圖甲所示,在一條張緊的繩子上掛幾個擺球,當(dāng)擺球a振動的時候,通過繩給其他各擺球施加驅(qū)動力,使其余各擺球也振動起來,則: ①振動一段時間后,b、c、d各擺球中,振幅最

12、大的是______;(選填“b”、“c”或“d”) ②b擺球的振動周期________d擺球的振動周期(選填“大于”、“等于”或“小于”); ③圖乙是a擺的振動圖像,t0為已知量,重力加速度為g,則a的擺長為________。(假設(shè)擺角很?。? 19.甲、乙兩位同學(xué)利用假期分別在兩個地方做“用單擺測重力加速的實驗”,回來后共同繪制了T2-L圖象,如圖甲中A、B所示,此外甲同學(xué)還順便利用其實驗的單擺探究了受迫振動,并繪制了單擺的共振曲線,如圖乙所示,那么下列說法中正確的是___________ A.單擺的固有周期由擺長和所處環(huán)境的重力加速度共同決定 B.由圖甲分析可知A圖象所對應(yīng)

13、的實驗地點重力加速度較大 C.若將單擺放入繞地穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中,則無法利用單擺測出飛船軌道處的引力加速度 D.由圖乙可知,甲同學(xué)探究受迫振動的單擺擺長為8cm E如果甲同學(xué)增大擺長,他得到的共振曲線的峰值將向左移動 三、綜合題(共4題) 20.如圖所示的實驗裝置為一掛在曲軸上的彈簧振子,勻速搖動手柄,下面的彈簧振子就會振動起來,實際動手做一下,然后回答以下幾個問題。 (1)如果手柄不動而用手拉動一下振子,從振幅角度看彈簧振子的振動屬于什么振動?從有沒有系統(tǒng)外力作用角度看彈簧振子的振動屬于什么振動? (2)用不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動手柄,彈簧振子的振動有何不同?這能說明什么問題?

14、 21.如圖為一單擺的共振曲線,則(g=9.8m/s2): (1)該單擺的擺長約為多少? (2)共振時單擺的振幅多大? (3)共振時擺球的最大加速度的大小為多少? (4)若單擺的擺長變短,共振曲線的峰將怎樣移動. 22.一豎直懸掛的彈簧振子,下端裝有一記錄筆,在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙,當(dāng)振子上下振動時,始終保證以速率v水平向左勻速拉動記錄紙,通過紙移動的空間距離間接反映運動時間的方法,記錄振子的運動.記錄筆在紙上留下如圖17所示的圖像,已知該圖像是經(jīng)過一定的平移操作后是一個正弦函數(shù)圖像.記錄筆與記錄紙之間的摩擦和空氣阻力都可忽略不計.y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的已知位置

15、坐標(biāo). (1)寫出振子的平衡位置的縱坐標(biāo)yC; (2)求振子振動的周期T,并給出一個類似本題記錄振動的方法的應(yīng)用; (3)若記錄筆與記錄紙之間的摩擦力和空氣阻力很小但不可忽略,在答題紙相關(guān)區(qū)域定性畫出記錄紙上可能出現(xiàn)的圖線; 23.有人在家里靠近電冰箱的地方擺放了一個櫥柜,柜內(nèi)裝了一些瓶子和罐子.當(dāng)電冰箱的壓縮機(jī)啟動時,有一些瓶子和罐子就會發(fā)出聲音.這些聲音的來源是什么?怎樣才能消除? 參考答案: 1.A 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B 7.C 8.C 9.D 10.C 11.C 12.B 13.A 14.C 15.A 16.20.01

16、 17. 基本等于 遠(yuǎn)離 18. c 等于 19.ACE 20.(1)阻尼振動;固有振動; (2)轉(zhuǎn)速大時彈簧振子振動得快,說明彈簧振子振動的周期和頻率由手柄轉(zhuǎn)速決定。 21.(1)該單擺的擺長約為1m,(2)共振時單擺的振幅為8cm,(3)共振時擺球的最大加速度為0.8m/s2,(4)若單擺的擺長變短,共振曲線的峰將右移. 22.(1);(2),應(yīng)用:心電圖,示波器顯示等;(3) 23.電冰箱壓縮機(jī)啟動電動機(jī)工作發(fā)生振動,電動機(jī)的振動帶動周圍空氣發(fā)生振動,振動的空氣使瓶子、罐子發(fā)出聲音;給瓶子、罐子蓋上蓋子或瓶子罐子內(nèi)裝入物體,瓶子、罐子就不會發(fā)出聲音。

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