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1、《外力作用下的振動(dòng)》同步練習(xí)
(時(shí)間:60分鐘)
知識(shí)點(diǎn)
基礎(chǔ)
中檔
稍難
受迫振動(dòng)、阻尼振動(dòng)
1、2
3
共振現(xiàn)象
4、5、6
7、8、9
綜合提升
10
11
12
達(dá)標(biāo)基訓(xùn)
知識(shí)點(diǎn)一受迫振動(dòng)、阻尼振動(dòng)
1 .下列說法中正確的是 ( ).
A.有阻力的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)
B.物體振動(dòng)時(shí)受到外力作用,它的振動(dòng)就是受迫振動(dòng)
C.物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)
D.物體在周期性外力作用下振動(dòng),它的振動(dòng)頻率最終等于驅(qū)動(dòng)力頻率
解析 物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng),選項(xiàng) C對(duì),B錯(cuò);這 個(gè)周期性的外力應(yīng)當(dāng)能給振動(dòng)物體補(bǔ)充能量
2、,而阻力不行,選項(xiàng) A錯(cuò);受迫 振動(dòng)的頻率最終等于驅(qū)動(dòng)力頻率,選項(xiàng) D對(duì).
答案CD
2 .兩個(gè)彈簧振子,甲的固有頻率是100 Hz,乙的固有頻率是400 Hz,若它們均在 頻率是300 Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng),則振動(dòng)穩(wěn)定后 ( ).
A.甲的振幅較大,振動(dòng)頻率是100 Hz
B.乙的振幅較大,振動(dòng)頻率是300 Hz
C.甲的振幅較大,振動(dòng)頻率是300 Hz
D.乙的振幅較大,振動(dòng)頻率是 400 Hz
解析 振動(dòng)穩(wěn)定后,受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率,選項(xiàng) A、D錯(cuò);由于 乙的固有頻率更接近驅(qū)動(dòng)力頻率,所以乙的振幅較大,選項(xiàng) B對(duì),C錯(cuò).
答案 B
3 .如圖11—5—
3、4所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線,下
列說法中正確的是
()?
A .擺球A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能
B .擺球A時(shí)刻的勢能等于B時(shí)刻的勢能
C .擺球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能
D .擺球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能
圖 11-5-4
解析 該題考查阻尼振動(dòng)的圖象以及能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系.在單擺振動(dòng)過程中,
因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)的能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, C錯(cuò),D對(duì);雖然
單擺總的機(jī)械能在逐漸減小,但在振動(dòng)過程中動(dòng)能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)
化.由于A、B兩時(shí)刻,單擺的位移相等,所以勢能相等,但動(dòng)能不相等.
錯(cuò),B對(duì).
答案 BD
知識(shí)點(diǎn)二共振現(xiàn)象
4
4、 .部隊(duì)經(jīng)過橋梁時(shí),規(guī)定不許齊步走,登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí),不許高聲叫喊,主
要原因是
().
A.減輕對(duì)橋的壓力,避免產(chǎn)生回聲
B,減少對(duì)橋、雪山的沖量
C.避免使橋和雪山發(fā)生共振
D.使橋受到的壓力更不均勻,使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量減少
解析 部隊(duì)過橋時(shí)如齊步走,給橋梁施加周期性外力,容易使橋的振動(dòng)幅度
增加,即發(fā)生共振,造成橋梁倒塌;登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)高聲叫喊,聲波容
易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩,故應(yīng)選 C.
答案C
5 .如圖11- 5- 5所示是物體做受迫振動(dòng)的共振曲線,
坐標(biāo)表小物體
A.在不同時(shí)刻的振幅
B.在不同時(shí)刻的位移
(
C.在不同驅(qū)動(dòng)力下的振幅
5、圖 11-5-5
D.在不同驅(qū)動(dòng)力下的位移
解析 共振曲線表示的是振動(dòng)物體的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率的變化而變化的關(guān)
系,所以縱坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)表示振動(dòng)物體在不同驅(qū)動(dòng)力下的振幅.
答案 C
圖 11-5-6
6.如圖11—5— 6所示,在一條弓K緊的繩上掛7個(gè)擺,先讓A 擺振動(dòng)起來,則其余各擺也隨之振動(dòng),已知 A、B、F 三擺的擺長相同,則下列判斷正確的是 ( ).
A. 7個(gè)擺的固有頻率都相同
B.振動(dòng)穩(wěn)定后7個(gè)擺的振動(dòng)頻率都相同
C. B、F擺的擺長與A擺相同,它們的振幅最大
D.除A擺外,D、E擺離A擺最近,它們的振幅
最大
解析 7個(gè)擺的擺長不完全相同,固有頻率不相同,選項(xiàng)
6、 A錯(cuò);A擺振動(dòng)起 來后,帶動(dòng)其余6個(gè)擺做受迫振動(dòng),振動(dòng)穩(wěn)定后7個(gè)擺的振動(dòng)頻率都相同, 選項(xiàng)B對(duì);B、F擺的擺長與A擺相同,發(fā)生共振,選項(xiàng)C對(duì),D錯(cuò).
答案 BC
7 .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,列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng).普通鋼軌長為 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,是為了防止列車發(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
7、
D .增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行
解析 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,
L
所以列車的危險(xiǎn)速率v = T=40 m/s, A正確,為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生, B正
確,由v = T知L增大時(shí),T不變,v變大,D正確,所以A、B、D正確.
答案 ABD
8 .如圖11-5- 7所示是一彈簧振子做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)
力頻率的關(guān)系,由圖可知 ( ).
A.驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí),振子處于共振狀態(tài)
B.驅(qū)動(dòng)力的頻率為f3時(shí),振子的振動(dòng)頻率為f3
圖 11 — 5 — 7
C.假如讓振子自由振動(dòng),它的頻率為f2
D.振子做自由振動(dòng)時(shí),頻率可以
8、為fl、f2或f3
解析 由圖象知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí),振子的振幅最大,可確定振子的固
有頻率為f2,當(dāng)振子自由振動(dòng)時(shí)其頻率為固有頻率,故選項(xiàng) A、C正確,D 錯(cuò)誤;由受迫振動(dòng)的特點(diǎn)可知選項(xiàng) B正確.
答案 ABC
9 .將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測量快速變化的力, 用這種方法測得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變 化的曲線如圖11-5-8所示.某同學(xué)由此圖象提供的信息作出
的下列判斷中,正確的是 . 圖11-5-8
A. t= 0.2 S寸擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)
B. t=1.1 s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)
C.擺球擺動(dòng)過程中機(jī)械能減小
D.擺球擺動(dòng)的周期是T=1.4
9、s
解析 懸線拉力在經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)最大,t= 0.2 sM, F有正向最大值,故A選項(xiàng)正 確,t= 1.1 S寸,F(xiàn)有最小值,不在最低點(diǎn),周期應(yīng)為T=1.0 s,因振幅減小,故 機(jī)械能減小,C選項(xiàng)正確.
答案C
綜合提升
10. 201刈4月20日上午8時(shí),四川雅安地區(qū)發(fā)生了 7.0級(jí)大地震災(zāi)害,導(dǎo)致很多房屋 坍塌,場景慘不忍睹,就此事件,下列說法正確的是 ( ).
A.所有建筑物振動(dòng)周期相同
B.所有建筑物振幅相同
C.建筑物的振動(dòng)周期由其固有周期決定
D.所有建筑物均做受迫振動(dòng)
解析 由受迫振動(dòng)的特點(diǎn)知A、D正確.
答案 AD
11. (2013銀川高二檢測)汽車的重量
10、一般支撐在固定于軸承上的若干個(gè)彈簧上,彈 簧的等效勁度系數(shù)k= 1.5X 105 N/m.汽車開動(dòng)時(shí),在振幅較小的情況下,其上下
1 g
自由振動(dòng)的頻率滿足f= 近 1(1為車廂在平衡位置時(shí)彈簧被壓縮的長度).若人 體可以看成一個(gè)彈性體,具固有頻率約為 2 Hz,已知汽車的質(zhì)量為600 kg,每 個(gè)人的質(zhì)量為70 kg,則這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí),人感覺到最難受.
解析 當(dāng)汽車振動(dòng)的頻率f= 2 Hz時(shí),即達(dá)到人的固有頻率時(shí),人感到最難受.設(shè) 乘坐n個(gè)人時(shí)人感到最難受,則=211;\/1①
Mg + nmg= kl ②
由①②兩式聯(lián)立,得n=5.
答案 5人
12.圖11 —5—9為一
11、單擺的共振曲線,該單擺的擺長約為多少?共振時(shí)單擺的振幅多 大?共振時(shí)擺球的最大速度和最大加速度各為多少? (g取10 m/s2)
解析 從共振曲線可知,單擺的固有頻率f=
A7[:m
0.5 Hz,因?yàn)?f= 27 a/?,所以 l=4兀、2,代 :
工/ :、
圖 11-5-9
入數(shù)據(jù)解得1=1 m.
從共振曲線可知:單擺發(fā)生共振時(shí),振幅Amax=8 cm.設(shè)單擺的最大偏角為9,
1 2
擺球所能達(dá)到的最大高度為h,由機(jī)械能守恒定律得2mvmax2=mgh,又h=1(1
— cos 8 ),當(dāng)濟(jì)艮小時(shí) 1 —cos 0 =2sinT2=2P,解得vmax= jVg1^0.25 m/s,
A
擺球在最大位移處加速度最大,有mgsin 8 =mamax,即amax=gsin 8 =g 1 , 代入數(shù)據(jù)解得amax= 0.8 m/s2.
答案 1 m 8 cm 0.25 m/s 0.8 m/s2