高中物理 1.4 生活中的振動同步訓練 魯科版選修3-4

【創(chuàng)新設計】-高中物理1.4生活中的振動同步訓練魯科版選修3-41．下列說法中正確的是 ()．A．有阻力的振動叫做受迫振動B．物體振動時受到外力作用，它的振動就是受迫振動C．物體在周期性外力作用下的振動叫做受迫振動D．物體在周期性外力作用下振動，它的振動頻率最終等于驅動力頻率解析物體在周期性外力作用下的振動叫做受迫振動，選項C對、B錯；這個周期性的外力應當能給振動物體補充能量，而阻力不行，選項A錯；受迫振動的頻率最終等于驅動力頻率，選項D對．答案CD2．兩個彈簧振子，甲的固有頻率是100Hz，乙的固有頻率是400Hz，若它們均在頻率是300Hz的驅動力作用下做受迫振動，則振動穩(wěn)定后 ()．A．甲的振幅較大，振動頻率是100HzB．乙的振幅較大，振動頻率是300HzC．甲的振幅較大，振動頻率是300HzD．乙的振幅較大，振動頻率是400Hz解析振動穩(wěn)定后，受迫振動的頻率等于驅動力頻率，選項A、D錯；由于乙的固有頻率更接近驅動力頻率，所以乙的振幅較大，選項B對、C錯．答案B3．單擺在空氣中做阻尼振動，下列說法中正確的是 ()．A．位移逐漸減小B．速度逐漸減小C．動能逐漸減小D．振動的能量逐漸轉化為其他形式的能解析單擺在空氣中做阻尼振動時，由于克服阻力做功，所以振動能量會逐漸減少，并轉化為其他形式的能，選項D對；但是其位移、速度以及動能都會交替變化，所以選項A、B、C錯．答案D4.如圖1－4－4所示是單擺做阻尼振動的振動圖線，下列說法中正確的是()．A．擺球A時刻的動能等于B時刻的動能B．擺球A時刻的勢能等于B時刻的勢能圖1－4－4C．擺球A時刻的機械能等于B時刻的機械能圖1－4－4D．擺球A時刻的機械能大于B時刻的機械能解析該題考查阻尼振動的圖象以及能量的轉化關系．在單擺振動過程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動的能量逐漸轉化為內能，C錯、D對；雖然單擺總的機械能在逐漸減小，但在振動過程中動能和勢能仍不斷地相互轉化．由于A、B兩時刻，單擺的位移相等，所以勢能相等，但動能不相等．A錯、B對．答案BD知識點二共振現(xiàn)象5．部隊經過橋梁時，規(guī)定不許齊步走，登山運動員登高山時，不許高聲叫喊，主要原因是 ()．A．減輕對橋的壓力，避免產生回聲B．減少對橋、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，使登山運動員耗散能量減少解析部隊過橋時如齊步走，給橋梁施加周期性外力，容易使橋的振動幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌；登山運動員登高山時高聲叫喊，聲波容易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應選C.答案C6.如圖1－4－5所示是物體做受迫振動的共振曲線，其縱坐標表示物體()．A．在不同時刻的振幅B．在不同時刻的位移圖1－4－5圖1－4－5C．在不同驅動力下的振幅圖1－4－5D．在不同驅動力下的位移解析共振曲線表示的是振動物體的振幅隨驅動力頻率的變化而變化的關系，所以縱坐標應當表示振動物體在不同驅動力下的振幅．答案C7.如圖1－4－6所示，在一條張緊的繩上掛7個擺，先讓A擺振動起來，則其余各擺也隨之振動，已知A、B、F三擺的擺長相同，則下列判斷正確的是()．A．7個擺的固有頻率都相同圖1－4－6B．振動穩(wěn)定后7個擺的振動頻率都相同圖1－4－6C．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個擺的擺長不完全相同，固有頻率不相同，選項A錯；A擺振動起來后，帶動其余6個擺做受迫振動，振動穩(wěn)定后7個擺的振動頻率都相同，選項B對；B、F擺的擺長與A擺相同，發(fā)生共振，選項C對、D錯．答案BC8．鋪設鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運行的列車經過軌端接縫處時，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．普通鋼軌長為12.6m，列車固有振動周期為0.315s．下列說法正確的是()．A．列車的危險速率為40m/sB．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行解析對于受迫振動，當驅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v＝eq\f(L,T)＝40m/s，A正確；列車過橋減速是為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生，B正確；由v＝eq\f(L,T)知L增大時，T不變，v變大，D正確．所以A、B、D正確．答案ABD9.如圖1－4－7所示是一彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅動力頻率的關系，由圖可知()．A．驅動力的頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài)B．驅動力的頻率為f3時，振子的振動頻率為f3圖1－4－7C．假如讓振子自由振動，它的頻率為f2D．振子做自由振動時，頻率可以為f1、f2或f3解析由圖象知，當驅動力頻率為f2時，振子的振幅最大，可確定振子的固有頻率為f2，當振子自由振動時其頻率為固有頻率，故選項A、C正確，D錯誤；由受迫振動的特點可知選項B正確．答案ABC10．在實驗室可以做“聲波碎杯”的實驗．用手指輕彈一只酒杯，可以聽到清脆的聲音，測得這個聲音的頻率為500Hz.將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員通過調整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉．下列說法中正確的是 ()．A．操作人員一定是把聲波發(fā)生器的功率調到很大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．操作人員一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．操作人員一定是將聲波發(fā)生器發(fā)生的聲波頻率調到500Hz解析通過調整發(fā)生器發(fā)出的聲波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人員一定是將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調到500Hz，故D選項正確．答案D11．年5月12日下午2時，四川汶川地區(qū)發(fā)生了特大地震災害，導致很多房屋坍塌，場景慘不忍睹，就此事件，下列說法正確的是 ()．A．所有建筑物振動周期相同B．所有建筑物振幅相同C．建筑物的振動周期由其固有周期決定D．所有建筑物均做受迫振動解析由受迫振動的特點知A、D正確．答案AD12．洗衣機脫水桶正常工作時轉速為2800r/min，脫水后切斷電源到電動機停止轉動的時間為16s，實際發(fā)現(xiàn)13s左右時，洗衣機震蕩最為激烈．若切斷電源后轉速是隨時間均勻減小的，則洗衣機振動的固有頻率大約是多少？解析洗衣機正常工作時的轉速為n0＝eq\f(2800,60)r/s≈46.7r/s.切斷電源后每秒減少的轉速為k＝eq\f(n0,t)＝eq\f(46.7,16)r/s2≈2.9r/s2，切斷電源13s時的轉速為n＝nt－kt＝46.7r/s－2.9×13r/s＝9r/s.則在切斷電源13s時，電動機對洗衣機施加驅動力的頻率為9Hz，此時洗衣機震蕩最激烈，故洗衣機的固有頻率約為9Hz.答案9Hz13.圖1－4－8為一單擺的共振曲線，該單擺的擺長約為多少？共振時單擺的振幅多大？共振時擺球的最大速度和最大加速度各為多少？(g取10m/s2)圖1－4－8解析從共振曲線可知，單擺的固有頻率f＝0.5Hz，因為f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))，所以l＝eq\f(g,4π2f2)，代入數(shù)據(jù)解得l≈1m.圖1－4－8從共振曲線可知：單擺發(fā)生共振時，振幅Amax＝8cm.設單擺的最大偏角為θ，擺球所能達到的最大高度為h，由機械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＝mgh，又h＝l(1－cosθ)，當θ很小時1－cosθ＝