2019年高中物理 第11章 第5節(jié)外力作用下的振動檢測試題 新人教版選修3-4.doc
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2019年高中物理 第11章 第5節(jié)外力作用下的振動檢測試題 新人教版選修3-4 一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題) 1.部隊經過橋梁時,規(guī)定不許齊步走,登山運動員登雪山時,不許高聲叫喊,主要原因是( ) A.減輕對橋的壓力,避免產生回聲 B.減少對橋、雪山的沖擊力 C.避免使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振 D.使橋受到的壓力更不均勻,使登山運動員耗散能量 答案:C 解析:部隊過橋時如齊步走,給橋梁施加周期性外力,容易使橋的振動幅度增加,即發(fā)生共振,造成橋梁倒塌;登山運動員登高山時高聲叫喊,聲波容易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩,故應選C。 2.(銀川一中xx~xx學年高二下學期期中)有A、B兩個彈簧振子,A的固有頻率為f,B的固有頻率為4f,如果它們都在頻率為2f的驅動力作用下做受迫振動,那么下列結論中正確的是( ) A.振子A的振幅較大,振動頻率為2f B.振子A的振幅較大,振動頻率為f C.振子B的振幅較大,振動頻率為2f D.振子B的振幅較大,振動頻率為4f 答案:A 解析:受迫振動的振動頻率等于驅動力的頻率,故都為2f;在驅動力相同的情況下,受迫振動的振動幅度取決于振子的固有頻率和驅動力頻率的接進程度,兩者越接進,振動的幅度越大,故振子A的振動幅度較大。 3.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8 Hz,乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz,當支架在受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅動力作用下做受迫振動時,兩個彈簧振子的振動情況是( ) A.甲的振幅較大,且振動頻率為8 Hz B.甲的振幅較大,且振動頻率為9 Hz C.乙的振幅較大,且振動頻率為9 Hz D.乙的振幅較大,且振動頻率為72 Hz 答案:B 解析:物體做受迫振動時的頻率等于驅動力的頻率;物體的固有頻率越接近驅動力的頻率,物體振動的振幅就越大,所以B正確。 4.下列說法正確的是( ) A.實際的自由振動必然是阻尼振動 B.在外力作用下的振動是受迫振動 C.阻尼振動的振幅越來越小 D.受迫振動穩(wěn)定后頻率與自身物理條件無關 答案:ACD 解析:實際的自由振動,必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量,振幅會逐漸減小,必然是阻尼振動,故A、C正確;只有在周期性外力(驅動力)的作用下物體所做的振動才是受迫振動,B錯;受迫振動穩(wěn)定后的頻率由驅動力的頻率決定,與自身物理條件無關,D對。 5.一砝碼和一輕彈簧構成彈簧振子,圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動。勻速轉動把手時,曲桿給彈簧振子以驅動力,使振子做受迫振動。把手勻速轉動的周期就是驅動力的周期,改變把手勻速轉動的速度就可以改變驅動力的周期。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,振動圖線如圖乙所示。當把手以某一速度勻速轉動,受迫振動達到穩(wěn)定時,砝碼的振動圖象如圖丙所示。 若用T0表示彈簧振子的固有周期,T表示驅動力的周期,Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅,則( ) A.由圖線可知T0=4s B.由圖線可知T0=8s C.當T在4s附近時,Y顯著增大,當T比4s小得多或大得多時,Y很小 D.當T在8s附近時,Y顯著增大,當T比8s小得多或大得多時,Y很小 答案:AC 解析:由題中圖乙可知彈簧振子的固有周期T0=4s,故A選項正確,B選項錯誤。根據受迫振動的特點:當驅動力的周期與系統(tǒng)的固有周期相同時發(fā)生共振,振幅最大;當驅動力的周期與系統(tǒng)的固有周期相差越多時,受迫振動物體振動穩(wěn)定后的振幅越小。故C選項正確。D選項錯誤。 二、非選擇題 6.如圖所示,一個偏心輪的圓心為O,重心為C,它們所組成的系統(tǒng)在豎直方向上發(fā)生自由振動的頻率為f,當偏心輪以角速度ω繞O軸勻速轉動時,則當ω=__________時振動最為劇烈,這個現(xiàn)象稱為____________。 答案:2πf 共振 解析:偏心輪轉動中產生驅動力,偏心輪轉動中的頻率與系統(tǒng)固有頻率f相等時會發(fā)生共振,即:f=,得ω=2πf時產生共振。 7.如圖所示是一個單擺的共振曲線。 (1)試估算此單擺的擺長。(g取10m/s2) (2)共振時單擺的振幅為多大? (3)若擺長增大,共振曲線的峰值將怎樣移動? 答案:(1)1.58m (2)15cm (3)左移 解析:(1)由題圖知單擺固有周期T===2.5s,由T=2π,得擺長l≈1.58m。 (2)由圖象知,振幅為15cm。 (3)擺長變長,固有周期增大,固有頻率減小,故圖象左移。 能力提升 一、選擇題(1~3題為單選題,4題為多選題) 1.洗衣機在把衣服脫水完畢拔掉電源后,電動機還要轉動一會才能停下來,在拔掉電源后,發(fā)現(xiàn)洗衣機先振動得比較小,然后有一陣子振動得很劇烈,然后振動慢慢減小直至停下來,其間振動劇烈的原因是( ) A.洗衣機沒放平衡 B.電動機有一陣子轉快了 C.電動機轉動的頻率和洗衣機的固有頻率相近或相等 D.這只是一種偶然現(xiàn)象 答案:C 解析:洗衣機脫水時,電動機轉速很快,頻率很大,可以說遠大于洗衣機的固有頻率,不能發(fā)生共振現(xiàn)象。當脫水終止時,隨著電動機轉速的減小,頻率也在減小,肯定有一段時間,頻率接近或等于洗衣機的固有頻率,從而發(fā)生共振現(xiàn)象,反應在宏觀上就是洗衣機振動劇烈。 2.下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的關系,若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固,則( ) 驅動力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動的振幅/cm 10.2 16.8 27.12 28.1 16.5 8.3 A.f固=60 Hz D.60 Hz- 配套講稿:
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