人版物理選修34115《外力作用下的振動》課時作業(yè)與

1．(2018·檢測)隊伍經(jīng)過橋梁時，規(guī)定禁止齊步走；登山運動員登雪山時，禁止高聲叫喚，主要原因是( )A．減少對橋的壓力，防范產(chǎn)生回聲B．減少聲波對橋、雪山的沖擊力C．防范使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D．使橋碰到的壓力更不均勻，使登山運動員耗散能量減少【解析】隊伍過橋時若是齊步走，給橋梁施加周期性的外力，簡單使橋的振動幅度增大，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌．登山運動員登頂峰時(高山上有常年積雪，雪山部溫度較高，有部分雪消融成了水，對冰層起潤滑作用)高聲叫喚，聲波簡單惹起雪山共振而發(fā)生雪崩，故應選C.【答案】C2.圖11-5-11在實驗室可以做“聲波碎杯”的實驗．用手指輕彈一只酒杯，可以聽到宏亮的聲音，測得這聲音的頻率為

500Hz.將這只酒杯放在兩個大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員經(jīng)過調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉

(如圖

11-

5-

11所示)．以下說法中正確的選項是

(

)A．操作人員必然是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大B．操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波C．操作人員必然是同時增大了聲波發(fā)生器發(fā)生聲波的頻率和功率D．操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到

500Hz【解析】

驅(qū)動力的周期與固有周期相等，形成共振，共振時振幅最大，操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到

500Hz，就能使酒杯碎掉．D正確．【答案】D3．(多項選擇)鋪設鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必定留有必然的縫隙，勻速運行的列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪就會碰到一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車碰到周期性的沖擊做受迫振動．一般鋼軌長為

12.6m，列車固有振動周期為

0.315s．以下說法正確的是(

)A．列車的危險速率為

40m/sB．列車過橋需要減速，是為了防范列車發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D．增加鋼軌的長度有利于列車高速運行【解析】列車在鋼軌上運動時，受鋼軌對它的沖擊力作用做受迫振動，當列車固有頻率等于鋼軌對它的沖擊力的頻率時，列車的振幅最大，因lv＝t＝40m/s，故

A正確；列車過橋做減速運動，是為了使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁固有頻率，防范橋梁發(fā)生共振，而不是列車發(fā)生共振，

B、C錯誤；增加鋼軌的長度有利于列車高速運行，

D對．【答案】

AD4．(2018·模擬)如圖11-5-12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9Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當支架在碰到豎直方向且頻率為9Hz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11-5-12A．甲的振幅較大，且振動頻率為18HzB．甲的振幅較大，且振動頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動頻率為72Hz【解析】

依照受迫振動發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大，

由于甲的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率，

做受迫振動的物體的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以

B選項正確．【答案】

B5．研究單擺受迫振動規(guī)律時獲取如圖11-5-13所示的圖象，則以下說法不正確的選項是( )圖11-5-13A．其縱坐標為位移B．其縱坐標為振幅C．單擺的固有周期為2sD．圖象的峰值表示共振時的振幅1【解析】

縱坐標是振幅，不是位移，

A說法錯誤，

B說法正確；當

f驅(qū)＝f

固時發(fā)生共振，振幅最大，由圖知

T固＝f＝2s，可見

C和

D的說法均正確．【答案】A6．(2018·棗莊高二檢測)如圖11-5-14所示是一個彈簧振子做阻尼振動的振動圖象，曲線上A、B兩點連線與橫軸平行，以下說法正確的選項是( )圖11-5-14A．振子在B．振子在C．振子在D．振子在

A時辰的動能等于A時辰的勢能大于A時辰的機械能等于A時辰的機械能大于

B時辰的動能B時辰的勢能B時辰的機械能B時辰的機械能【解析】由于彈簧振子做阻尼振動，所以有關(guān)，A、B兩時辰的形變量相等，故勢能相等，所以【答案】D

A時辰的機械能大于B時辰的機械能，C錯，D對；由于彈簧的彈性勢能與彈簧的形變量B錯；經(jīng)過上述解析振子在A時辰的動能大于B時辰的動能，A錯．

(即位移

)圖11-5-157．(多項選擇)(2018·高二檢測)如圖11-5-15所示，兩個質(zhì)量分別為M和m的小球，懸掛在同一根水平細線上，當M在垂直于水平細線的平面擺動時，以下說法正確的選項是( )A．兩擺的振動周期是相同的B．當兩擺的擺長相等時，m擺的振幅最大C．懸掛M的豎直細線長度變化時，m的振幅不變D．m擺的振幅可能高出M擺的振幅【解析】

M搖動時，

m擺做受迫振動，牢固后，

m擺的振動周期應等于驅(qū)動力的周期，即等于

M擺的周期，應選項

A正確；當

m擺長與

M擺長相等時，兩者的固有周期相等，而

M擺的固有周期就是使

m做受迫振動的驅(qū)動力的周期，可見

m擺處于共振狀態(tài)，選項

B正確；M擺長發(fā)生變化，就是使

m做受迫振動的驅(qū)動力周期發(fā)生變化，由于

m的固有周期不變，這樣兩個周期差別就發(fā)生了變化，所以

m的振幅也發(fā)生了變化，選項

C錯誤；單擺振動的能量不但與振幅有關(guān)，還跟振動系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)，若是

M的質(zhì)量比

m大得多，從

M向m傳達的能量有可能使

m的振幅大于

M的振幅，選項

D正確．【答案】

ABD8．(多項選擇)把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動獨愛輪，它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩，篩子在做自由振動時，20s完成了10次全振動．在某電壓下電動獨愛輪轉(zhuǎn)速是36r/min，已知若是增大電壓可以使獨愛輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期，那么，要使篩子的振幅增大，以下做法正確的選項是( )A．提高輸入電壓B．降低輸入電壓C．增加篩子質(zhì)量D．減小篩子質(zhì)量1【解析】當驅(qū)動力頻率與篩子的固有頻率越湊近時篩子振幅越大，這樣應先比較兩者關(guān)系，再想方法使兩者湊近．篩子的固有頻率f固＝2Hz＝0.5Hz，獨愛輪的速度n＝36r/min＝0.6r/s，故f驅(qū)＝0.6Hz，可見f固＜f驅(qū)，由共振條件可知，要增大篩子做受迫振動的振幅，就要使f固與f驅(qū)盡量湊近，可降低輸入電壓，以降低f驅(qū)，B正確；也可以減小篩子質(zhì)量，使T固減小，f固增大，D正確．【答案】BD9．(2018·高二檢測)如圖11-5-16所示裝置中，已知彈簧振子的固有頻率f固＝2Hz，電動機皮帶輪的直徑d是曲軸皮帶輪d的2.為使彈簧121振子的振幅最大，則電動機的轉(zhuǎn)速應為()圖11-5-16A．60r/minB．120r/minC．30r/minD．240r/min【解析】若使振子振幅最大，則曲軸轉(zhuǎn)動頻率為f＝2Hz，即轉(zhuǎn)速為2r/s.由于d1r111122ω124r/s，ω2d2r221即240r/min.D選項正確．【答案】D10．(2018·一中檢測)將測力傳感器接到計算機上可以測量快速變化的力，將單擺掛在測力傳感器的探頭上，測力探頭與計算機連接，用此方法測得的單擺搖動過程中擺線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖11-5-17所示，取g＝10m/s2.某同學由此圖象供應的信息做出了以下判斷，其中正確的選項是( )圖11-5-17A．擺球的周期T＝0.5sB．單擺的擺長L＝1mC．t＝0.5s時擺球正經(jīng)過最低點D．擺球運動過程中周期越來越小【解析】

本題主要觀察單擺的周期公式及阻尼振動．由圖

1-

5-

5可知，單擺兩次拉力極大值的時間差為

1s，所以單擺的振動周期為

2s，A錯誤；依照單擺的周期公式

T＝2π

Lg可得擺長

L＝1m，B正確；

t＝0.5s

時擺線的拉力最大，所以擺球正經(jīng)過最低點，

C正確；擺線拉力的極大值發(fā)生變化，說明擺球在最低點時的速度大小發(fā)生了變化，所以擺球做阻尼振動，振幅越來越小，由于周期與振幅沒關(guān)，所以單擺的周期不變，D錯誤．【答案】BC11．以下現(xiàn)象中，利用共振現(xiàn)象的是________，防范共振產(chǎn)生危害的是________．A．秋千越蕩越高B．火車過橋時要慢開C．喇叭常放在音箱D．建廠房時要考慮廠房的固有頻率與機器的固有頻率的差別【解析】當物體發(fā)生共振時，驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率，此時振動物體的振幅最大，能量最大，所以應用共振的是A、C，防范共振的是

B、D.【答案】

ACBD12．小球做受迫振動如圖

11-5-18所示，一個豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個

T形支架在豎直方向振動，

T形支架的下面系著一個彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)，小球吞沒在水中．當圓盤靜止時，讓小球在水中振動，其阻尼振動的頻率約為

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