高中物理 第1章 機(jī)械振動 4 阻尼振動 受迫振動學(xué)業(yè)分層測評 教科版選修3-4
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阻尼振動 受迫振動 (建議用時:45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 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)時器接通電源后,振針的振動 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,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,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,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)振動最劇烈時,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,非常穩(wěn)定,即正常工作時的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率,A、B選項(xiàng)正確.當(dāng)振動最劇烈時,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146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,則兩個彈簧振子的振動情況是( ) 圖146 A.甲的振幅較大 B.甲的振動頻率為9 Hz C.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)律時得到如圖147所示的圖像,則下列說法正確的是( ) 圖147 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.圖像的峰值表示共振時的振幅 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 6.如圖148所示為一個彈簧振子做受迫振動時振幅與驅(qū)動力頻率之間的關(guān)系圖像,由圖可知( ) 圖148 A.振子振動頻率為f2時,它處于共振狀態(tài) B.驅(qū)動力頻率為f3時,振子振動頻率為f3 C.若撤去驅(qū)動力讓振子做自由振動,頻率是f3 D.振子做自由振動的頻率可以為f1、f2、f3 E.振子做自由振動的頻率只能是f2 【解析】 由題意可知,當(dāng)驅(qū)動力的頻率變化時,做受迫振動物體的振幅在變化,當(dāng)驅(qū)動力頻率為f2時,受迫振動的振幅最大,即發(fā)生共振現(xiàn)象,故A選項(xiàng)正確;做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,B選項(xiàng)正確.若撤去外力,物體自由振動,其頻率為其固有頻率,即應(yīng)為f2,故C、D選項(xiàng)錯誤,E選項(xiàng)正確. 【答案】 ABE 7.某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動,驅(qū)動力的頻率為f.若驅(qū)動力的振幅保持不變,下列說法正確的是( ) A.當(dāng)f<f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小 B.當(dāng)f>f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f0 D.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f E.當(dāng)f=f0時發(fā)生共振現(xiàn)象,振幅最大 【解析】 由共振條件可知,當(dāng)f<f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而增大,當(dāng)f>f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大,選項(xiàng)A錯誤,B正確;該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率f,選項(xiàng)C錯誤,D正確;當(dāng)f=f0時發(fā)生共振現(xiàn)象,振幅最大.E正確. 【答案】 BDE 8.如圖149所示的裝置中,已知彈簧振子的固有頻率f固=2 Hz,電動機(jī)皮帶輪的直徑d1是曲軸皮帶輪d2的.為使彈簧振子的振幅最大,則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為多少? 圖149 【解析】 若使振子振幅最大,則曲軸轉(zhuǎn)動頻率為f=2 Hz,即轉(zhuǎn)速為2 r/s.由于==,ω1r1=ω2r2,故=,所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速為4 r/s,即240 r/min. 【答案】 240 r/min [能力提升] 9.如圖1410所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線,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( ) 圖1410 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,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1411所示,現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開一微小角度,放手后讓其振動,經(jīng)過一段時間,其余各擺均振動起來,達(dá)到穩(wěn)定時( ) 【導(dǎo)學(xué)號:18640010】 圖1411 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,自由振動時的振動圖像如圖1412甲中的曲線Ⅰ所示,而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時,穩(wěn)定后的振動圖像如圖甲中的曲線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 圖1412 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=1.5105 N/m.汽車開始運(yùn)動時,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,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,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,解得n===5(人). 【答案】 5人- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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