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1、2022年高中物理 第1章 機械振動 4 阻尼振動 受迫振動自我小測 教科版選修3-4
1.一單擺在空氣中振動,振幅逐漸減小,下列說法正確的是( ?。?
A.振動能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能量
B.后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能
C.后一時刻的勢能一定小于前一時刻的勢能
D.后一時刻的機械能一定小于前一時刻的機械能
2.關(guān)于受迫振動的下列說法中正確的是( ?。?
A.受迫振動的頻率等于物體的固有頻率
B.受迫振動的頻率與物體的固有頻率無關(guān)
C.驅(qū)動力越大,物體做受迫振動的頻率越大
D.驅(qū)動力的頻率越接近物體的固有頻率,受迫振動的振幅越大
3.一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振
2、子,如圖(a)所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動.勻速轉(zhuǎn)動把手時,曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力,使振子做受迫振動.把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期,改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期.若保持把手不動,給砝碼一向下的初速度,砝碼便做簡諧運動,振動圖線如圖(b)所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動,受迫振動達(dá)到穩(wěn)定時,砝碼的振動圖線如圖(c)所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期,T表示驅(qū)動力的周期,Y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅,則下列說法正確的是( ?。?
A.由圖線可知T0=4 s
B.由圖線可知T0=8 s
C.當(dāng)T在4 s附近時,Y顯著增大;當(dāng)T比4 s小得多或大得
3、多時,Y很小
D.當(dāng)T在8 s附近時,Y顯著增大;當(dāng)T比8 s小得多或大得多時,Y很小
4.圖中兩小球質(zhì)量分別為M和m(M>m),懸掛在同一根水平拉緊的繩上,先使M擺動,則以下說法正確的是( ).
A.m的擺動周期幾乎與M的周期相等
B.m的振幅隨l1長短的改變而改變
C.l1=l2時,m有最大振幅
D.l1=l2時,m的振幅有可能大于M的振幅
5.A、B兩個彈簧振子,A的固有頻率為f,B的固有頻率為4f.若它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動,則下列說法正確的是( ).
A.A的振幅較大,振動頻率為f
B.B的振幅較大,振動頻率為3f
C.A的振幅較大,振動
4、頻率為3f
D.B的振幅較大,振動頻率為4f
6.一個彈簧振子做受迫運動,它的振幅A與驅(qū)動力頻率f之間的關(guān)系如圖所示.由圖可知( ).
A.驅(qū)動力的頻率為f2時,振子處于共振狀態(tài)
B.驅(qū)動力頻率為f3時,受迫振動的振幅比共振小,但振子振動的頻率仍為f2
C.振子如果做自由振動,它的頻率是f2
D.振子可以做頻率為f1的振幅為A1的振動
7.一洗衣機在正常工作時非常平穩(wěn),當(dāng)切斷電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈,然后振動再逐漸減弱,對這一現(xiàn)象,下列說法正確的是( ?。?
A.正常工作時,洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率大
B.正常工作時,洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣
5、機的固有頻率小
C.正常工作時,洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機的固有頻率
D.當(dāng)洗衣機振動最劇烈時,波輪的運轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機的固有頻率
8.在礦山采出的礦石還要經(jīng)過選礦這一道工序,選礦時主要用到共振篩,共振篩用四根硬彈簧支起,并裝有一電動偏心輪,偏心輪每轉(zhuǎn)動一周就給篩子一個周期性變化的驅(qū)動力.當(dāng)篩子做自由振動時,完成10次全振動的時間為15 s.某電壓下,電動偏心輪的轉(zhuǎn)速為30 r/min(轉(zhuǎn)/分).已知:如果增大電壓,可使偏心輪的轉(zhuǎn)速提高;增加篩子的質(zhì)量,可增大篩子的固有周期.要使共振篩的振幅增大,下列做法中正確的是( ?。?
A.適當(dāng)提高輸入電壓
B.略為降低輸入電壓
C.
6、增加篩子的質(zhì)量
D.減小篩子的質(zhì)量
9.如圖,輕直桿OC的中點懸掛一個彈簧振子,其固有頻率為2 Hz.桿的O端有固定光滑軸,C端下邊由凸輪支持,凸輪繞其軸轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n.在n從0逐漸增大到5 r/s的過程中,振子M的振幅變化情況將是__________,當(dāng)n=______r/s時振幅最大.若轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在5 r/s,M的振動周期是______.
參考答案
1答案:AD 解析:單擺振動過程中,因不斷克服空氣阻力做功使振動能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A和D對;雖然單擺總的機械能在逐漸減小,但在振動過程中動能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化,動能轉(zhuǎn)化為勢能時,動能逐漸減小,勢能逐漸增大,而勢能轉(zhuǎn)化為動能時
7、,勢能逐漸減小,動能逐漸增大,所以不能斷言后一時刻的動能(或勢能)一定小于前一時刻的動能(或勢能),故B、C不對.
2答案:BD 解析:受迫振動的周期、頻率與驅(qū)動力的周期、頻率相等,與固有周期、頻率無關(guān),并且驅(qū)動力頻率與固有頻率之差越小振幅越大,二者之差越大,振幅越小,故B、D對,A錯.而振動頻率與驅(qū)動力大小是無關(guān)的.
3答案:AC 解析:由題意知題圖(b)為自由振動圖線,題圖(c)為受迫振動圖線.彈簧振子做自由振動時的周期為固有周期,從題圖(b)知此振子的固有周期T0=4 s,A正確,B錯誤.受迫振動時的周期與驅(qū)動力的周期相同,當(dāng)系統(tǒng)所受驅(qū)動力的周期跟其固有周期相等時,將發(fā)生共振,此時振
8、幅最大,當(dāng)系統(tǒng)所受驅(qū)動力的周期跟其固有周期相差太遠(yuǎn)時,其振幅較小,故C正確,D錯誤.
4答案:ABCD 解析:M擺動過程中,通過水平繩給m施加周期性的驅(qū)動力,使m做受迫振動,所以m的擺動周期與驅(qū)動力周期相等,當(dāng)l1=l2時,m的固有周期與驅(qū)動力周期相等,m產(chǎn)生共振,故A、B、C、D四個選項都是對的.
5答案:B 解析:由于B的固有頻率4f與驅(qū)動力的頻率接近,發(fā)生受迫振動時的振幅較大,而且振動頻率與驅(qū)動力頻率相同且為3f.
6答案:AC 解析:由題圖可以看出,當(dāng)頻率為f2時,振子處于共振狀態(tài),說明振子的固有頻率為f2,所以選項A、C正確.
7答案:AD 解析:洗衣機切斷電源,波輪的轉(zhuǎn)動逐
9、漸慢下來,在某一小段時間內(nèi)洗衣機發(fā)生了強烈的振動,說明此時波輪的頻率與洗衣機的固有頻率相同,發(fā)生了共振.此后波輪轉(zhuǎn)速減慢,則驅(qū)動力的頻率小于固有頻率,所以共振現(xiàn)象消失,洗衣機的振動隨之減弱,所以選項A、D正確.
8答案:AC 解析:篩子的振幅由驅(qū)動力頻率f與固有頻率f0的差值決定.即△f=|f-f0|越小,振幅越大,要判斷振幅能否增大,就要確定△f是否減?。?
篩子的固有頻率
驅(qū)動力的頻率=n=30 r/min=r/s=0.5 Hz.
因增大電壓,可提高轉(zhuǎn)速,可使驅(qū)動力頻率增加,則△f減小,可增大振幅;增加篩子的質(zhì)量,可使固有周期增大,則固有頻率變小,從而△f減小,可使振幅增大.所以正確選項為A、C.
9答案:先變大后變小 2 0.2 s
解析:振子在桿對它的驅(qū)動力作用下做受迫振動,當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)速等于彈簧振子的固有頻率2 Hz時,振幅最大,發(fā)生共振.故轉(zhuǎn)速n從0到5 r/s過程中,振子的振幅先變大后變小,當(dāng)n=2 r/s時,振幅最大;轉(zhuǎn)速為5 r/s時,M的振動頻率為5 Hz,周期為0.2 s.