《（浙江專版）2022年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（五）外力作用下的振動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2022年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（五）外力作用下的振動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4（4頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、（浙江專版）2022年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（五）外力作用下的振動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4
一、單項(xiàng)選擇題
1．在敲響古剎里的大鐘時(shí)，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，停止對(duì)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(dòng)
C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故
D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)
解析：選B 停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即消失，因?yàn)檎駝?dòng)能量不會(huì)憑空消失，再振動(dòng)一段時(shí)間后，由于阻尼的作用振動(dòng)才逐漸消失，B選項(xiàng)正確。
2．下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)
B．在外力作用下的振動(dòng)是受迫振
2、動(dòng)
C．阻尼振動(dòng)的振幅越來越小
D．受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件無關(guān)
解析：選B 實(shí)際的自由振動(dòng)，必須不斷克服外界阻力做功而消耗能量，振幅會(huì)逐漸減小，必然是阻尼振動(dòng)，故A、C正確；只有在周期性外力(驅(qū)動(dòng)力)的作用下物體所做的振動(dòng)才是受迫振動(dòng)，B錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，與自身物理?xiàng)l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(gè)單擺，擺長從左至右依次為、l、、l、2l，若讓D擺先擺動(dòng)起來，周期為T，穩(wěn)定時(shí)A、B、C、E各擺的情況是( )
A．B擺振動(dòng)的振幅最大
B．E擺振動(dòng)的振幅最大
C．C擺振動(dòng)周期小于T
D．A擺振動(dòng)周期大于T
解析
3、：選A 此振動(dòng)為受迫振動(dòng)，由D擺提供驅(qū)動(dòng)力，提供A、B、C、E擺振動(dòng)的能量，A、B、C、E擺做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)的頻率和周期等于D擺的振動(dòng)頻率和周期，故C、D錯(cuò)誤；因?yàn)锽擺的擺長與D擺相等，B擺的固有周期等于驅(qū)動(dòng)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(cuò)誤。
4．一洗衣機(jī)在正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說法正確的是( )
①正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大?、谡９ぷ鲿r(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小?、壅９ぷ鲿r(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率?、墚?dāng)洗衣
4、機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí)，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率
A．② B．③ C．①④ D．②④
解析：選C 洗衣機(jī)切斷電源后，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸慢下來，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)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(dòng)隨之減弱，所以答案是C。
5．如圖所示，兩個(gè)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(dòng)時(shí)，下列說法不正確的是( )
A．兩擺的振動(dòng)周期是相同的
B．當(dāng)兩擺的擺長相等時(shí)，m擺的振幅最大
C．懸掛m0的豎直細(xì)線長度變化時(shí)，m的振
5、幅不變
D．m擺的振幅可能超過m0擺的振幅
解析：選C m0擺動(dòng)時(shí)，m擺做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，m擺的振動(dòng)周期應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于m0擺的周期，故選項(xiàng)A正確；當(dāng)m擺長與m0擺長相等時(shí)，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(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的周期，m擺與m0擺發(fā)生共振，m擺振幅最大，選項(xiàng)B正確；m0擺長發(fā)生變化，使m做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動(dòng)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(xiàng)D正確。
6．如圖所示裝置中，已知彈簧振子的
6、固有頻率f固＝2 Hz，電動(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)為( )
A．60 r/min B．120 r/min
C．30 r/min D．240 r/min
解析：選D 為使彈簧振子振幅最大，則曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為f＝2 Hz，即轉(zhuǎn)速為2 r/s。由于＝＝，ω1r1＝ω2r2，故＝，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4 r/s，即240 r/min，D正確。
二、多項(xiàng)選擇題
7．某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，下列說法正確的是( )
A．當(dāng)f＜f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增
7、大而減小
B．當(dāng)f＞f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大
C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0
D．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)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(dòng)力頻率f驅(qū)越接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f0，振動(dòng)系統(tǒng)振幅越大，故可知：當(dāng)f＜f0時(shí)，振幅隨f的增大而增大，A錯(cuò)誤；當(dāng)f＞f0時(shí)，振幅隨f的減小而增大，B正確；系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率f，與固有頻率f0無關(guān)，D正確，C錯(cuò)誤。
8．鋪設(shè)鐵軌時(shí)，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(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，
8、列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。每根鋼軌長為12.6 m，列車固有振動(dòng)周期為0.315 s。下列說法正確的是( )
A．列車的危險(xiǎn)速率為40 m/s
B．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(dòng)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(duì)于受迫振動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí)將發(fā)生共振現(xiàn)象，所以列車的危險(xiǎn)速率v＝＝40 m/s，A正確；為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生，列車過橋時(shí)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(dòng)頻率與其固有頻率不能相等，C錯(cuò)誤，由v＝知，L增大時(shí)，T不變，v變大，D正確。
9．下列
9、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(duì)伍過橋要慢行是為了不產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，從而避免產(chǎn)生共振
C．火車過橋慢行是為了使驅(qū)動(dòng)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(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；防止共振危害時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)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(shí)候我們要利用共振現(xiàn)象，如共振篩，共振轉(zhuǎn)速計(jì)等，故A錯(cuò)誤；隊(duì)伍過橋慢行也會(huì)產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，即會(huì)產(chǎn)生共振，故B錯(cuò)誤；火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動(dòng)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
10、確；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率，防止共振危害時(shí)，應(yīng)盡量使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)離振動(dòng)物體的固有頻率，故D正確。
10．某簡諧振子，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)，穩(wěn)定后的振動(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)可能是圖乙中的( )
A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)
C．c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(dòng)力周期的關(guān)系是T驅(qū)＜T固，所以受迫振動(dòng)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
11、閃照相的方法拍到的一個(gè)水平放置的彈簧振子振動(dòng)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(dòng)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(shí)間間隔t0、彈簧振子振動(dòng)的周期T0；
(2)若振子的質(zhì)量為20 g，彈簧的勁度系數(shù)為50 N/m，則振子的最大加速度是多少？
解析：(1)T＝＝0.1 s，即相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為t0＝0.1 s
振子從最大位移處運(yùn)動(dòng)到平衡位置經(jīng)歷時(shí)間為0.3 s，故振子振動(dòng)周期T0＝1.2 s
(2)am＝＝＝50 m/s2
答案：(1)0.1 s 1.2 s (2)50 m/s2
（浙江專版）2022年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（五）外力作用下的振動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4
