2019屆高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)課時(shí)跟蹤檢測(cè)五外力作用下的振動(dòng)含解析.docx

外力作用下的振動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1在敲響古剎里的大鐘時(shí)，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，分析其原因是()A大鐘的回聲B大鐘在繼續(xù)振動(dòng)C人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)解析：選B停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即消失，因?yàn)檎駝?dòng)能量不會(huì)憑空消失，再振動(dòng)一段時(shí)間后，由于阻尼的作用振動(dòng)才逐漸消失，B選項(xiàng)正確。2下列說法錯(cuò)誤的是()A實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)B在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C阻尼振動(dòng)的振幅越來(lái)越小D受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)解析：選B實(shí)際的自由振動(dòng)，必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量，振幅會(huì)逐漸減小，必然是阻尼振動(dòng)，故A、C正確；只有在周期性外力(驅(qū)動(dòng)力)的作用下物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng)，B錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)，D正確。3如圖所示，一根水平張緊的繩子上系著五個(gè)單擺，擺長(zhǎng)從左至右依次為、l、l、2l，若讓D擺先擺動(dòng)起來(lái)，周期為T，穩(wěn)定時(shí)A、B、C、E各擺的情況是()AB擺振動(dòng)的振幅最大BE擺振動(dòng)的振幅最大CC擺振動(dòng)周期小于TDA擺振動(dòng)周期大于T解析：選A此振動(dòng)為受迫振動(dòng)，由D擺提供驅(qū)動(dòng)力，提供A、B、C、E擺振動(dòng)的能量，A、B、C、E擺做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)的頻率和周期等于D擺的振動(dòng)頻率和周期，故C、D錯(cuò)誤；因?yàn)锽擺的擺長(zhǎng)與D擺相等，B擺的固有周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，滿足發(fā)生共振的條件，B擺發(fā)生共振，振幅最大，故A正確，B錯(cuò)誤。4一洗衣機(jī)在正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來(lái)越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí)，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率A B C D解析：選C洗衣機(jī)切斷電源后，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸慢下來(lái)，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)波輪的頻率與洗衣機(jī)的固有頻率相同，發(fā)生了共振。此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則f驅(qū)f固，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱，所以答案是C。5如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m0和m的小球，懸掛在同一根水平細(xì)線上，當(dāng)m0在垂直于水平細(xì)線的平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，下列說法不正確的是()A兩擺的振動(dòng)周期是相同的B當(dāng)兩擺的擺長(zhǎng)相等時(shí)，m擺的振幅最大C懸掛m0的豎直細(xì)線長(zhǎng)度變化時(shí)，m的振幅不變Dm擺的振幅可能超過m0擺的振幅解析：選Cm0擺動(dòng)時(shí)，m擺做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，m擺的振動(dòng)周期應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于m0擺的周期，故選項(xiàng)A正確；當(dāng)m擺長(zhǎng)與m0擺長(zhǎng)相等時(shí)，兩者的固有周期相等，而m0擺的固有周期就是使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的周期，m擺與m0擺發(fā)生共振，m擺振幅最大，選項(xiàng)B正確；m0擺長(zhǎng)發(fā)生變化，使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期發(fā)生變化，由于m的固有周期不變，則m的振幅發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)，如果m0的質(zhì)量比m大得多，從m0向m傳遞的能量有可能使m的振幅大于m0的振幅，選項(xiàng)D正確。6如圖所示裝置中，已知彈簧振子的固有頻率f固2 Hz，電動(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為()A60 r/min B120 r/minC30 r/min D240 r/min解析：選D為使彈簧振子振幅最大，則曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為f2 Hz，即轉(zhuǎn)速為2 r/s。由于，1r12r2，故，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4 r/s，即240 r/min，D正確。二、多項(xiàng)選擇題7某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，下列說法正確的是()A當(dāng)ff0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B當(dāng)ff0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0D該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f解析：選BD由共振條件及共振曲線可知：驅(qū)動(dòng)力頻率f驅(qū)越接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f0，振動(dòng)系統(tǒng)振幅越大，故可知：當(dāng)ff0時(shí)，振幅隨f的增大而增大，A錯(cuò)誤；當(dāng)ff0時(shí)，振幅隨f的減小而增大，B正確；系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率f，與固有頻率f0無(wú)關(guān)，D正確，C錯(cuò)誤。8鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每?jī)筛撥壗涌p處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過軌端接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長(zhǎng)度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。每根鋼軌長(zhǎng)為12.6 m，列車固有振動(dòng)周期為0.315 s。下列說法正確的是()A列車的危險(xiǎn)速率為40 m/sB列車過橋需要減速，是為了防止橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象C列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的D增加鋼軌的長(zhǎng)度有利于列車高速運(yùn)行解析：選ABD對(duì)于受迫振動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí)將發(fā)生共振現(xiàn)象，所以列車的危險(xiǎn)速率v40 m/s，A正確；為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生，列車過橋時(shí)需要減速，B正確；為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象，其運(yùn)行的振動(dòng)頻率與其固有頻率不能相等，C錯(cuò)誤，由v知，L增大時(shí)，T不變，v變大，D正確。9下列關(guān)于共振和防止共振的說法，正確的是()A共振現(xiàn)象總是有害的，所以要避免共振現(xiàn)象發(fā)生B隊(duì)伍過橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，從而避免產(chǎn)生共振C火車過橋慢行是為了使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率，從而避免產(chǎn)生共振D利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；防止共振危害時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率解析：選CD共振現(xiàn)象不一定總是有害的，有的時(shí)候我們要利用共振現(xiàn)象，如共振篩，共振轉(zhuǎn)速計(jì)等，故A錯(cuò)誤；隊(duì)伍過橋慢行也會(huì)產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，即會(huì)產(chǎn)生共振，故B錯(cuò)誤；火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋，C正確；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率，防止共振危害時(shí)，應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率，故D正確。10某簡(jiǎn)諧振子，自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線所示，而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線所示，那么，此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()Aa點(diǎn)Bb點(diǎn)Cc點(diǎn) D一定不是c點(diǎn)解析：選AD振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是T驅(qū)T固，所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)一定不是題圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故選A、D。三、非選擇題11如圖所示為用頻閃照相的方法拍到的一個(gè)水平放置的彈簧振子振動(dòng)情況。甲圖是振子靜止在平衡位置的照片，乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20 mm 處，放手后向右運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)的頻閃照片。已知頻閃的頻率為10 Hz。求：(1)相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔t0、彈簧振子振動(dòng)的周期T0；(2)若振子