2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時作業(yè)九受迫振動共振含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGE5-課時作業(yè)(九)受迫振動共振限時：40分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．在洗衣機(jī)把衣服脫水完畢后，電動機(jī)還要轉(zhuǎn)動一會才能停下來，此時發(fā)覺洗衣機(jī)先振動得比較小，然后有一陣子振動得很猛烈，然后振動漸漸減小直至停下來，其間振動猛烈的緣由是()A．洗衣機(jī)沒放平衡B．電動機(jī)有一陣子轉(zhuǎn)快了C．電動機(jī)轉(zhuǎn)動的頻率和洗衣機(jī)的固有頻率相近或相等D．這只是一種偶然現(xiàn)象2．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來經(jīng)過人們的探究，利用在飛機(jī)機(jī)翼前裝一個配重桿的方法，解決了這一問題，在飛機(jī)機(jī)翼前裝配重桿的目的主要是()A．加大飛機(jī)的慣性B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加堅(jiān)固D．變更機(jī)翼的固有頻率3.如圖所示裝置中，已知彈簧振子的固有頻率f固＝2Hz，電動機(jī)皮帶輪的直徑d1是曲軸皮帶輪d2的eq\f(1,2).為使彈簧振子的振幅最大，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為()A．60r/minB．120r/minC．30r/minD．240r/min4．在試驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的試驗(yàn)．用手指輕彈一只酒杯，可以聽到嘹亮的聲音，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，操作人員通過調(diào)整其發(fā)生的聲波，就能使酒杯碎掉(如圖所示)．下列說法中正確的是()A．操作人員確定是把聲波發(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．操作人員確定是同時增大了聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率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二、多項(xiàng)選擇題5．鋪設(shè)鋼軌時，每兩根鋼軌接縫處都必需留有確定的間隙，勻速運(yùn)行列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪都會受到一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊力做受迫振動．一般鋼軌長為12.6m，列車固有振動周期為0.315s．下列說法中正確的是()A．列車的危急速率為40m/sB．列車過橋須要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運(yùn)動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(yùn)行6．某簡諧振子，自由振動時的振動圖像如圖甲中的曲線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，此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()A．a(chǎn)點(diǎn)B．b點(diǎn)C．c點(diǎn)D．確定不是c點(diǎn)7．如圖甲所示的裝置可用于探討彈簧振子的受迫振動，砝碼和輕彈簧構(gòu)成彈簧振子．勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動，把手勻速轉(zhuǎn)動的周期等于驅(qū)動力的周期，變更把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以變更驅(qū)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(yùn)動，振動圖像如圖乙所示．當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達(dá)到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖像如圖丙所示．若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅．則()A．由圖像可知T0＝4sB．由圖像可知T0＝8sC．當(dāng)T在4s旁邊時，y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時，y很小D．當(dāng)T在8s旁邊時，y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多時，y很小8．如圖所示為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線，下列說法正確的是()A．若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B．若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長之比l1:l2＝25:4C．圖線Ⅱ若是在地球上完成的，則該擺擺長約為1mD．若擺長均為1m，則圖線Ⅰ是在地球上完成的課時作業(yè)(九)受迫振動共振1．解析：洗衣機(jī)脫水時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速很快，頻率很大，可以說遠(yuǎn)大于洗衣機(jī)的固有頻率，不能發(fā)生共振現(xiàn)象．當(dāng)脫水終止時，隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的減小，頻率也在減小，確定有一段時間，頻率接近或等于洗衣機(jī)的固有頻率，從而發(fā)生共振現(xiàn)象，洗衣機(jī)振動猛烈．答案：C2．解析：飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快抖動起來，是因?yàn)轵?qū)動力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率，機(jī)翼發(fā)生共振，在飛機(jī)機(jī)翼前裝配重桿，是為了變更機(jī)翼的固有頻率，使驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)離機(jī)翼的固有頻率，選項(xiàng)D正確．答案：D3．解析：若使振子振幅最大，則曲線轉(zhuǎn)動頻率為f＝2Hz，即轉(zhuǎn)速為2r/s.由于eq\f(d1,d2)＝eq\f(r1,r2)＝eq\f(1,2)，ω1r1＝ω2r2，故eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,1)，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速為4r/s，即240r/min.答案：D4．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．則D正確，A、B、C錯誤．答案：D5．解析：當(dāng)沖擊力頻率等于列車固有頻率時，列車振動的振幅最大，因v＝eq\f(l,t)＝eq\f(12.6m,0.315s)＝40m/s，故A正確；列車過橋做減速運(yùn)動，是為了使驅(qū)動力頻率遠(yuǎn)小于橋梁固有頻率，防止橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象，而不是列車發(fā)生共振現(xiàn)象，故B、C錯；增加鋼軌長度有利于列車高速運(yùn)行，D正確．答案：AD6．解析：簡諧振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝eq\f(3,2)T固，所以受迫振動的狀態(tài)確定不是題圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故選A、D.答案：AD7．解析：若保持把手不動，砝碼以確定的初速度做簡諧運(yùn)動，這時為自由振動，題中圖乙為砝碼的自由振動圖像，由圖讀出的周期為T0＝4s，T0為砝碼振動的固有周期，當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動時，砝碼做受迫振動，此時砝碼振動的周期T等于驅(qū)動力的周期，題中圖丙為砝碼做受迫振動的圖像，由圖讀出的周期為T＝8s，T為砝碼做受迫振動的周期，也為驅(qū)動力的周期．驅(qū)動力的周期越靠近砝碼的固有周期，砝碼的振動越猛烈，振幅越大；驅(qū)動力的周期越遠(yuǎn)離砝碼的固有周期，砝碼的振動越弱，振幅越小．故選項(xiàng)B、D錯誤，A、C正確．答案：AC8．解析：圖線中振幅最大處對應(yīng)頻率應(yīng)與做受迫振動的單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出，兩擺的固有頻率f1＝0.2Hz，f2＝0.5Hz依據(jù)周期公式可得f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))當(dāng)兩擺分別在月球上和地球上做受迫振動且擺長相等時，g越大，f越大，所以g2>g1，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線，選項(xiàng)A正確．若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則g