高中物理人教版4第十一章機械振動學業(yè)分層測評5

學業(yè)分層測評(五)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．單擺在振動過程中，擺動幅度越來越小，這是因為()A．單擺做的是阻尼振動B．能量正在逐漸消滅C．動能正在轉(zhuǎn)化為勢能D．機械能不守恒E．總能量守恒，減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【解析】能量不能被消滅，只能發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，故B錯誤；單擺在運動中由于受到空氣阻力，要克服空氣阻力做功，機械能逐漸減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒定律可知，總能量是守恒的，故C錯誤，A、D、E正確．【答案】ADE2．下列振動，不屬于受迫振動的是()【導學號：23570030】A．用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后，鐘的振動B．打點計時器接通電源后，振針的振動C．小孩睡在自由擺動的吊床上，小孩隨著吊床一起擺動D．彈簧振子在豎直方向上沿上下方向振動E．共振篩的振動【解析】受迫振動是指在周期性驅(qū)動力作用下的振動，故A、C、D都是自由振動，B、E是受迫振動．【答案】ACD3．一臺洗衣機的脫水桶正常工作時非常平衡，當切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈，然后振動逐漸減弱，下列說法中正確的是()A．洗衣機做的是受迫振動B．正常工作時，洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率大C．正常工作時，洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機的固有頻率小D．正常工作時，洗衣機脫水桶運轉(zhuǎn)的頻率等于洗衣機的固有頻率E．當洗衣機振動最劇烈時，脫水桶的運轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機的固有頻率【解析】切斷電源后，脫水桶的轉(zhuǎn)速越來越小，即脫水桶的運轉(zhuǎn)頻率越來越小，由題意可知，當洗衣機脫水桶正常工作時，非常穩(wěn)定，即正常工作時的頻率大于洗衣機的固有頻率，A、B選項正確．當振動最劇烈時，洗衣機發(fā)生了共振，即脫水桶運轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機的固有頻率，E選項正確．【答案】ABE4.如圖11-5-8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，當支架在受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11-5-8A．甲的振幅較大B．甲的振動頻率為9HzC．乙的振幅較大D．乙的振動頻率為9HzE．甲、乙兩振子的振幅、頻率均相等【解析】根據(jù)受迫振動發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大，又因為做受迫振動的物體的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以選項A、B、D正確．【答案】ABD5.研究單擺受迫振動規(guī)律時得到如圖11-5-9所示的圖象，則下列說法正確的是()圖11-5-9A．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E．單擺的擺長為2m【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＝eq\f(1,f)＝2s，L＝eq\f(T\o\al(2,固)g,4π2)＝1m可見C和D的說法均正確．【答案】BCD6．某振動系統(tǒng)的固有頻率為f1，該振動系統(tǒng)在頻率為f2的驅(qū)動力的作用下做受近振動，系統(tǒng)的振動頻率為________.【導學號：23570031】【解析】做受近振動的系統(tǒng)，其振動頻率等于驅(qū)動力的頻率f2.【答案】f27．下列現(xiàn)象中，利用共振現(xiàn)象的是________，防止共振產(chǎn)生危害的是________．A．秋千越蕩越高B．火車過橋時要慢開C．喇叭常放在音箱內(nèi)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，因此應用共振的是A、C，防止共振的B、D.【答案】ACBD8.如圖11-5-10所示是用來測量各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原理圖．在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個鋼片a、b、c、d.將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動機轉(zhuǎn)速可能為多少？a、b、c、d此時振動頻率分別為多少？圖11-5-10【解析】鋼片b振幅最大，說明可能發(fā)生了共振現(xiàn)象，根據(jù)共振的條件知，f驅(qū)＝f固＝60Hz，電動機的轉(zhuǎn)速為60r/s，鋼片a、c、d做的是受迫振動，其頻率f迫＝f驅(qū)＝60Hz.【答案】60r/s均為60Hz[能力提升]9．如圖11-5-11所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系，下列說法不正確的是()圖11-5-11A．擺長約為10cmB．擺長約為1mC．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向右移動D．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動E．若減小擺長，共振曲線的“峰”將向左移動【解析】當驅(qū)動力的頻率f等于單擺的固有頻率f固時，發(fā)生共振，由圖可知f固＝Hz，則有2πeq\r(\f(l,g))＝eq\f(1,f固)＝2s，擺長l＝1m，選項A錯誤，B正確；若增大擺長，固有頻率f固減小，共振曲線的“峰”將向左移動，選項C錯誤，D正確．同理知E錯誤．【答案】ACE10.有一根張緊的水平繩上掛有5個雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為Lc＞Lb＝Ld＞La＞Le，如圖11-5-12所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開一微小角度，放手后讓其振動，經(jīng)過一段時間，其余各擺均振動起來，達到穩(wěn)定時()【導學號：23570032】圖11-5-12A．周期關(guān)系為Tc＝Td＝Ta＝TeB．頻率關(guān)系為fc＝fd＝fa＝feC．振幅關(guān)系為Ac＝Ad＝Aa＝AeD．四個擺中，d的振幅最大，且Ae＜AaE．四個擺中c擺的振幅最大【解析】b擺的振動，作為一種驅(qū)動力迫使其他四個擺做受迫振動，受迫振動的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，而和自身的固有周期(固有頻率)無關(guān)，A、B正確．四個擺做受迫振動的振幅與驅(qū)動力的頻率跟自身的固有頻率之差有關(guān)，這個差越小，做受迫振動的振幅越大．在a，c，d，e四個擺中，d的擺長跟b的擺長相等．因此d的固有頻率和驅(qū)動力的頻率相等，d擺做受迫振動的振幅最大．同理e擺做受迫振動的振幅最小，D正確．【答案】ABD11．某簡諧振子，自由振動時的振動圖象如圖11-5-13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)定后的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，關(guān)于此受迫振動對應的狀態(tài)下列說法正確的是()甲乙圖11-5-13A．可能是圖乙中的a點B．可能是圖乙中的b點C．可能是圖乙中的c點D．一定不是圖乙中的c點E．一定不是圖乙中的b點【解析】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)一定不是圖乙中的b點和c點，可能是a點，故A、D、E正確．【答案】ADE12．汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝×105N/m.汽車開始運動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l為彈簧的壓縮長度)．若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個人的質(zhì)量為70kg，則這輛車乘坐幾個人時，人感到最難受？【解析】人體的固有頻率f固＝2Hz，當汽車的振動頻率與其相等時，人