20192020學(xué)年高中物理第十一章5外力作用下振動(dòng)練習(xí)(含解析)新人教選修34

20192020學(xué)年高中物理第十一章5外力作用下的振動(dòng)練習(xí)(含分析)新人教版選修3420192020學(xué)年高中物理第十一章5外力作用下的振動(dòng)練習(xí)(含分析)新人教版選修3411/11螄PAGE11節(jié)蚆膀薁羅節(jié)薃20192020學(xué)年高中物理第十一章5外力作用下的振動(dòng)練習(xí)(含分析)新人教版選修34

外力作用下的振動(dòng)

基礎(chǔ)牢固

1以下各種振動(dòng)不是受迫振動(dòng)的是( )

敲擊后的鑼面的振動(dòng)

縫紉機(jī)針的振動(dòng)

C.人挑擔(dān)子時(shí),擔(dān)子上下振動(dòng)

D.蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動(dòng)

分析：A選項(xiàng)中鑼面的振動(dòng)是阻尼振動(dòng),而B、C、D選項(xiàng)中物體的振動(dòng)是在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng),是

受迫振動(dòng),A選項(xiàng)吻合要求。

答案：A

2由于存在摩擦和空氣阻力,任何物體的機(jī)械振動(dòng)嚴(yán)格地講都不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),這時(shí)振動(dòng)的振幅、

周期和機(jī)械能的變化情況是( )

A.振幅減小,周期減小,機(jī)械能減小

B.振幅減小,周期不變,機(jī)械能減小

C.振幅不變,周期減小,機(jī)械能減小

D.振幅不變,周期不變,機(jī)械能減小

分析：物體做阻尼振動(dòng)時(shí),機(jī)械能減小,振幅減小,但周期不變(但大于固有周期),應(yīng)選項(xiàng)B正確。

答案：B

3在實(shí)驗(yàn)室做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn),用手指輕彈一只酒杯,聽到宏亮聲音,測(cè)得這個(gè)聲波的頻率為

500Hz。將這只酒杯放在大功率的聲波發(fā)生器從前,操作人員經(jīng)過調(diào)整其發(fā)出的聲波,結(jié)果使酒杯

碎掉了。你以為操作人員進(jìn)行的操作可能是( )

必然是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大

1

可能是聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波

C.必然是同時(shí)增大聲波發(fā)生器發(fā)生聲波的頻率和功率

D.可能可是將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz

答案：D

4以下列圖的裝置中,已知彈簧振子的固有頻率f固=2Hz,電動(dòng)機(jī)皮帶輪的直徑d1是曲軸皮帶輪

1直徑d2的2。為使彈簧振子的振幅最大,則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為( )

分析：若使振子振幅最大,則曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為f=2Hz,即轉(zhuǎn)速為2r/s。

由于??1=??1=1,1122??1=2,所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4r/s,即240r/min。??2??22??21ωr=ωr

答案：D

5以下列圖,在一根張緊的水平繩上掛幾個(gè)擺,其中A、E擺長(zhǎng)相等。先讓A擺振動(dòng)起來(lái),其他各

擺隨后也跟著振動(dòng)起來(lái),則( )

A.其他各擺搖動(dòng)周期跟A擺相同

其他各擺振動(dòng)振幅大小相同

2

C.其他各擺振動(dòng)振幅不等,E擺振幅最小

D.其他各擺振動(dòng)周期不相同,D擺周期最大

分析：在受迫振動(dòng)中,受迫振動(dòng)的物體振動(dòng)周期由驅(qū)動(dòng)力的周期決定,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期等于固有周

期時(shí)振幅最大。

答案：A

6A、B兩個(gè)單擺,A擺的固有頻率為4f,B擺的固有頻率為f,若讓它們?cè)陬l率為5f的驅(qū)動(dòng)力作用

下做受迫振動(dòng),則兩單擺比較( )

A.A擺振幅較大,振動(dòng)頻率為f

B.B擺振幅較大,振動(dòng)頻率為4f

C.A擺振幅較大,振動(dòng)頻率為5f

D.B擺振幅較大,振動(dòng)頻率為5f

分析：受迫振動(dòng)物體在振動(dòng)牢固后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。本題中驅(qū)動(dòng)力頻率為5f,故A、B兩

擺振動(dòng)牢固后的頻率均為5f。受迫振動(dòng)物體的振幅跟驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率之差有關(guān),差值越小,

振幅越大,差值越大,振幅越小。驅(qū)動(dòng)力頻率與A擺固有頻率的差值為5f-4f=f,驅(qū)動(dòng)力頻率與B擺

固有頻率的差值為5f-f=4f,顯然,A擺的差值較小,故振幅較大;B擺的差值較大,故振幅較小。

答案：C

7右圖為一單擺的共振曲線,則該單擺的擺長(zhǎng)約為m。

分析：由題圖可以看出,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f=0.5Hz時(shí),振幅最大,發(fā)生共振,所以此單擺的固有頻

率為05Hz,固有周期為2s,由單擺的周期公式2π??得:l=??2??√??4π2≈1m。.T=T=

答案：1

3

8秒擺(周期為2s的單擺)擺球質(zhì)量為0.2kg,它振動(dòng)到最大位移處時(shí)距最低點(diǎn)的高度為0.4cm,當(dāng)它完成10次全振動(dòng)回到最大位移處時(shí),因有阻尼作用,距最低點(diǎn)的高度變?yōu)?.3cm。若是每振動(dòng)10次補(bǔ)充一次能量,使擺球回到原高度,那么1min內(nèi)總合應(yīng)補(bǔ)給多少能量?(g取9.8m/s2)分析：每振動(dòng)10次要補(bǔ)充的能量為E=mgh=0.2×9.8×(0.4-0.3)×10-2J=1.96×10-3J。秒擺的周期為2s,1min內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)為30次,則1min內(nèi)總合應(yīng)補(bǔ)充的能量為3588×10-3J。E=E=.答案：588×10-3J.能力提升

1強(qiáng)地震會(huì)以致很多房屋坍塌。關(guān)于地震中的建筑物的以下說法正確的選項(xiàng)是( )

所有建筑物振動(dòng)周期相同

所有建筑物振幅相同

C.建筑物的振動(dòng)周期由其固有周期決定

D.所有建筑物均做受迫振動(dòng)

答案：AD

2在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段,飛機(jī)上天后不久,飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來(lái),而且越抖

越厲害。此后代們經(jīng)過研究,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處安裝一個(gè)配重桿的方法,解決了這一問題。在

飛機(jī)機(jī)翼前緣安裝置重桿的目的主若是( )

A.加大飛機(jī)的慣性B.使機(jī)體更加平衡

C.使機(jī)翼更加牢固D.改變機(jī)翼的固有頻率

分析：飛機(jī)抖動(dòng)厲害是由于發(fā)生了共振現(xiàn)象,要想解決這一問題需要使系統(tǒng)的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的

頻率差別增大,在飛機(jī)機(jī)翼前緣處安裝一個(gè)配重桿,改變的是機(jī)翼的固有頻率。故正確選項(xiàng)為D。

答案：D

3一個(gè)彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率之間的關(guān)系圖象以下列圖,由圖可知( )

4

A.振子振動(dòng)頻率為f2時(shí),它處于共振狀態(tài)

B.驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí),振子振動(dòng)頻率為f3

C.若撤去驅(qū)動(dòng)力讓振子做自由振動(dòng),則振子的振動(dòng)頻率是f3

D.振子做自由振動(dòng)的頻率可以為f1、f2、f3

分析：由題意可知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率變化時(shí),做受迫振動(dòng)物體的振幅在變化,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí),

受迫振動(dòng)的振幅最大,即發(fā)生共振現(xiàn)象,應(yīng)選項(xiàng)A正確;做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,選項(xiàng)B

正確;若撤去外力,物體自由振動(dòng),其頻率為其固有頻率,即應(yīng)為f2,應(yīng)選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。

答案：AB

★4某彈簧振子,自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線Ⅰ所示,而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振

動(dòng)時(shí),牢固后的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線Ⅱ所示,那么,此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)可能是如圖乙中的

( )

A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)

C.c點(diǎn)D.必然不是c點(diǎn)

分析：振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是驅(qū)=3??固,所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)必然不是圖乙中T2的c點(diǎn),可能是a點(diǎn),故A、D正確。答案：AD

★5以下列圖為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,則以下說法正確的選項(xiàng)是( )

5

A.若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球進(jìn)步行,且擺長(zhǎng)相同,則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲

線

B.若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次擺長(zhǎng)之比lⅠ∶lⅡ25∶4=C.圖線Ⅱ若是在地面上完成的,則該擺擺長(zhǎng)約為1mD.若擺長(zhǎng)均為1m,則圖線Ⅰ是在地面上完成的分析：受迫振動(dòng)的頻率與固有頻率沒關(guān),但當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體固有頻率相等時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,所以,可以依照物體做受迫振動(dòng)的共振曲線判斷出物體的固有頻率。依照單擺振動(dòng)周期公??11??式T=2π√??,可以獲取單擺固有頻率f=??=2π√??,依照?qǐng)D象中f的信息可以推斷擺長(zhǎng)或重力加速度的變化情況。答案：ABC6以下列圖,輕直桿的中點(diǎn)懸掛一個(gè)彈簧振子,其固有頻率為2Hz。桿的端有固定圓滑OCO軸,C端下邊由凸輪支持,凸輪繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n。在n從0逐漸增大到5r/s的過程中,振子M的振幅變化情況將是,當(dāng)n=r/s時(shí)振幅最大。若轉(zhuǎn)速牢固在5r/s,M的振動(dòng)周期是s。

分析：本題觀察受迫振動(dòng)的頻率和產(chǎn)生共振的條件的分析。振子固有頻率為2Hz,凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率

就是驅(qū)動(dòng)力的頻率,即f驅(qū)從0增大到5Hz。變化過程中,先湊近固有頻率,達(dá)到相等后又偏離固有頻

率,故振幅先增大后減小。當(dāng)f驅(qū)=f固=2Hz,即n=2r/s時(shí)振幅最大。當(dāng)n=5r/s時(shí),T驅(qū)=0.2s。受迫振

動(dòng)的周期取決于驅(qū)動(dòng)力的周期,即也為0.2s。

6

答案：先增大后減小20.2★7火車在軌道上行駛時(shí),由于在鋼軌接頭處車輪碰到撞擊而上下振動(dòng)。若是防震彈簧每受104N的力將被壓縮20mm,而每根彈簧的實(shí)質(zhì)負(fù)荷為??5000kg,已知彈簧的振動(dòng)周期T=2π√,??問車速為多大時(shí),列車振動(dòng)得最強(qiáng)烈?(設(shè)鋼軌長(zhǎng)為12.5m,??取10m/s2)分析：由題意可知彈簧在做受迫振動(dòng),要使振動(dòng)最強(qiáng)烈,必然是彈簧發(fā)