2019屆高中物理第十一章機(jī)械振動課時跟蹤檢測五外力作用下的振動含解析.docx

外力作用下的振動一、單項選擇題1在敲響古剎里的大鐘時，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，停止對大鐘的撞擊后，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C人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動解析：選B停止對大鐘的撞擊后，大鐘的振動不會立即消失，因為振動能量不會憑空消失，再振動一段時間后，由于阻尼的作用振動才逐漸消失，B選項正確。2下列說法錯誤的是()A實(shí)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)定后的頻率與自身物理條件無關(guān)解析：選B實(shí)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(qū)動力)的作用下物體所做的振動才是受迫振動，B錯誤；受迫振動穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動力的頻率決定，與自身物理條件無關(guān)，D正確。3如圖所示，一根水平張緊的繩子上系著五個單擺，擺長從左至右依次為、l、l、2l，若讓D擺先擺動起來，周期為T，穩(wěn)定時A、B、C、E各擺的情況是()AB擺振動的振幅最大BE擺振動的振幅最大CC擺振動周期小于TDA擺振動周期大于T解析：選A此振動為受迫振動，由D擺提供驅(qū)動力，提供A、B、C、E擺振動的能量，A、B、C、E擺做受迫振動，其振動的頻率和周期等于D擺的振動頻率和周期，故C、D錯誤；因為B擺的擺長與D擺相等，B擺的固有周期等于驅(qū)動力的周期，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錯誤。4一洗衣機(jī)在正常工作時非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動越來越劇烈，然后振動再逐漸減弱，對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()正常工作時，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，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，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)振動最劇烈時，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)動逐漸慢下來，在某一小段時間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動，說明此時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)的振動隨之減弱，所以答案是C。5如圖所示，兩個質(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)擺動時，下列說法不正確的是()A兩擺的振動周期是相同的B當(dāng)兩擺的擺長相等時，m擺的振幅最大C懸掛m0的豎直細(xì)線長度變化時，m的振幅不變Dm擺的振幅可能超過m0擺的振幅解析：選Cm0擺動時，m擺做受迫振動，穩(wěn)定后，m擺的振動周期應(yīng)等于驅(qū)動力的周期，即等于m0擺的周期，故選項A正確；當(dāng)m擺長與m0擺長相等時，兩者的固有周期相等，而m0擺的固有周期就是使m做受迫振動的驅(qū)動力的周期，m擺與m0擺發(fā)生共振，m擺振幅最大，選項B正確；m0擺長發(fā)生變化，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，則m的振幅發(fā)生變化，選項C錯誤；單擺振動的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動系統(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)動頻率為f2 Hz，即轉(zhuǎn)速為2 r/s。由于，1r12r2，故，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速為4 r/s，即240 r/min，D正確。二、多項選擇題7某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f。若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是()A當(dāng)ff0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B當(dāng)ff0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0D該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f解析：選BD由共振條件及共振曲線可知：驅(qū)動力頻率f驅(qū)越接近振動系統(tǒng)的固有頻率f0，振動系統(tǒng)振幅越大，故可知：當(dāng)ff0時，振幅隨f的增大而增大，A錯誤；當(dāng)ff0時，振幅隨f的減小而增大，B正確；系統(tǒng)振動穩(wěn)定時，振動頻率等于驅(qū)動力頻率f，與固有頻率f0無關(guān)，D正確，C錯誤。8鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫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，車輪就會受到一次沖擊。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做受迫振動。每根鋼軌長為12.6 m，列車固有振動周期為0.315 s。下列說法正確的是()A列車的危險速率為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)行解析：選ABD對于受迫振動，當(dāng)驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等時將發(fā)生共振現(xiàn)象，所以列車的危險速率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)行的振動頻率與其固有頻率不能相等，C錯誤，由v知，L增大時，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隊伍過橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，從而避免產(chǎn)生共振C火車過橋慢行是為了使驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)小于橋的固有頻率，從而避免產(chǎn)生共振D利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率；防止共振危害時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)離振動物體的固有頻率解析：選CD共振現(xiàn)象不一定總是有害的，有的時候我們要利用共振現(xiàn)象，如共振篩，共振轉(zhuǎn)速計等，故A錯誤；隊伍過橋慢行也會產(chǎn)生周期性的驅(qū)動力，即會產(chǎn)生共振，故B錯誤；火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋，C正確；受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以利用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力的頻率接近或等于振動物體的固有頻率，防止共振危害時，應(yīng)盡量使驅(qū)動力頻率遠(yuǎn)離振動物體的固有頻率，故D正確。10某簡諧振子，自由振動時的振動圖象如圖甲中的曲線所示，而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖象如圖甲中的曲線所示，那么，此受迫振動對應(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)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)T固，所以受迫振動的狀態(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水平放置的彈簧振子振動情況。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)相鄰兩次閃光的時間間隔t0、彈簧振子振動的周期T0；(2)若振子