2024-2025學年高中物理第二章機械振動6受迫振動共振課時作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGEPAGE5課時作業(yè)10受迫振動共振1．部隊經過橋梁時，規(guī)定不許齊步走，登山運動員登雪山時，不許高聲叫喊，主要緣由是(C)A．減輕對橋的壓力，避開產生回聲B．削減對橋、雪山的沖擊力C．避開使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D．使橋受到的壓力更不勻稱，使登山運動員耗散能量解析：部隊過橋時如齊步走，給橋梁施加周期性外力，簡單使橋的振動幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌；登山運動員登雪山時高聲叫喊，聲波簡單引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應選C.2．下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅動力頻率變更的關系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(B)驅動力頻率/Hz304050607080受迫振動振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固＝60Hz B．50Hz<f固<60HzC．60Hz<f固<70Hz D．以上三個都不對解析：固有頻率等于驅動力的頻率時，振幅最大，固有頻率越接近驅動力頻率，振幅越大；表格中當驅動力頻率為50Hz和60Hz時，振幅最大，說明固有頻率在50Hz～60Hz之間；故選B.3．在喜劇電影《功夫》中，包租婆的“獅子吼”可以將酒杯震碎．若我們用手指輕彈同樣的酒杯，聽到嘹亮的聲音，并測得該聲音的頻率為f.下列說法正確的是(A)A．包租婆的“獅子吼”震碎酒杯是聲波的共振現象B．包租婆的“獅子吼”震碎酒杯是聲波的干涉現象C．包租婆發(fā)出的震碎酒杯的“獅子吼”的頻率肯定小于fD．包租婆發(fā)出的震碎酒杯的“獅子吼”的頻率肯定遠大于f解析：共振時受迫振動的物體振幅最大，A正確，B錯；產生共振的條件是驅動力的頻率等于受迫振動物體的固有頻率，它們越接近時振幅越大，故C、D錯．4．(多選)如圖所示，當A振動起來后，通過繃緊水平繩迫使B、C振動起來，下列說法正確的是(AD)A．A、B、C三個單擺的周期均相同B．只有A、C兩個單擺周期相同C．A、B、C三個單擺的振幅相同D．B的振幅比C的振幅小解析：B、C兩個單擺都在A的作用下做受迫振動，故B、C的周期都與A的周期相同，故A正確，B錯誤；A與C擺長相等，即固有頻率相等，C擺達到共振，振幅比B的大，故C錯誤，D正確．5．下列說法正確的是(D)A．洗衣機工作時機殼的振動頻率等于其固有頻率B．鼓手隨音樂敲擊鼓面時，鼓面的振動是自由振動C．為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌，部隊要齊步通過橋梁D．較弱聲音可震碎玻璃杯，是因為玻璃杯發(fā)生了共振解析：正常工作時，洗衣機波輪的運轉頻率比洗衣機的固有頻率大，所以洗衣機工作時機殼的振動頻率大于其固有頻率，故A錯誤；鼓手隨音樂敲擊鼓面時，鼓面的振動是受迫振動，故B錯誤；部隊經過橋梁時，規(guī)定不許齊步走，主要緣由是避開使橋發(fā)生共振，故C錯誤；較弱聲音可震碎玻璃杯，是因為玻璃杯發(fā)生了共振，故D正確．6．(多選)如圖為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線，則下列說法中正確的是(ABC)A．若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進行，且擺長相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B．若兩次受迫振動是在地球上同一地點進行，則兩次擺長之比lⅠlⅡ＝254C．圖線Ⅱ若是在地面上完成的，則該擺擺長約為1mD．若擺長均為1m，則圖線Ⅰ是在地面上完成的解析：受迫振動的頻率與固有頻率無關，但當驅動力的頻率與物體固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，所以，可以依據物體做受迫振動的共振曲線推斷出物體的固有頻率．依據單擺振動周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可以得到單擺固有頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))，依據圖像中f的信息可以推斷擺長或重力加速度的變更狀況．7．(多選)如圖所示的裝置可用于探討該彈簧振子的受迫振動．勻速轉動把手時，曲桿給彈簧振子以驅動力，使振子做受迫振動．把手勻速轉動的周期就是驅動力的周期，變更把手勻速轉動的速度就可以變更驅動力的周期．若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖甲所示．當把手以某一速度勻速轉動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖乙所示．若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅動力的周期，A表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則(AC)A．由圖線可知T0＝4sB．由圖線可知T0＝8sC．當T在4s旁邊時，A顯著增大；當T比4s小得多或大得多時，A很小D．當T在8s旁邊時，A顯著增大；當T比8s小得多或大得多時，A很小解析：細讀圖中所給情景，可知：甲圖是描述彈簧振子在不受驅動力的狀況下振動狀況的圖像，此時的振動周期是該彈簧振子的固有周期，從圖中可干脆讀出固有周期為4s，A正確，B錯誤；當驅動力的頻率與固有頻率相近時，發(fā)生共振，振幅顯著增大，所以當曲桿的轉動周期與彈簧振子的固有周期4s接近的時候，振幅A顯著增大，其他狀況下A很小，C正確，D錯誤．8．如圖所示是用來測量各種電動機轉速的轉速計的原理圖．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端與正在轉動的電動機接觸，發(fā)覺b鋼片振幅最大．(1)電動機的轉速為多大？(2)四個鋼片a、b、c、d的振動頻率分別是多少？答案：(1)60r/s(2)60Hz60Hz60Hz60Hz解析：(1)b鋼片的振幅最大，此時可認為b鋼片發(fā)生了共振，由共振發(fā)生的條件可知f驅＝f固，因此電動機的轉動頻率為60Hz，即轉速為60r/s.(2)四個鋼片a、b、c、d都是做受迫振動，其振動頻率與固有頻率無關，都等于驅動力的頻率，即都等于電動機的轉動頻率60Hz.1．自由搖擺的秋千，搖擺的振幅越來越小，下列說法正確的是(C)A．機械能守恒B．能量正在消逝C．總能量守恒，機械能減小D．只有動能和勢能的相互轉化解析：自由搖擺的秋千可以看作阻尼振動的模型，振動系統(tǒng)中的能量轉化不僅是系統(tǒng)內部動能和勢能的相互轉化．振動系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，與外界時刻進行能量交換．系統(tǒng)由于受到阻力，因而振動的能量不斷減小，但總能量守恒．故正確答案為C.2．如圖所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅動力的頻率f的關系，下列說法正確的是(D)A．擺長約為10cmB．發(fā)生共振時單擺的周期為1sC．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”將向左移動解析：由題圖可知，若單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為2s，由T＝2πeq\r(\f(l,g))，可得l≈1m，故選項A、B錯誤；若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故選項C錯誤，D正確．3．兩個質量分別為M和m的小球懸掛在同一根細線上，如圖所示，當先讓M搖擺，過一段時間系統(tǒng)穩(wěn)定后，下面哪句話是錯誤的(A)A．m和M的周期不相等B．當兩個擺長相等時，m擺的振幅最大C．懸掛M的細繩長度變更時，m搖擺的振幅也會發(fā)生變更D．當兩個擺長相等時，m搖擺振幅可以超過M解析：m做受迫振動，其周期等于M搖擺的周期，當兩擺周期相等時發(fā)生共振，故B、C、D正確，A錯誤．4．下列振動中屬于受迫振動的是(B)A．用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后，鐘的搖擺B．打點計時器接通電源后，振針的振動C．小孩睡在自由搖擺的吊床上，小孩隨著吊床一起搖擺D．彈簧振子在豎直方向上沿上下方向振動解析：受迫振動是振動物體在驅動力作用下的運動，故只有B對．A、C是阻尼振動，D是簡諧運動．5．(多選)某簡諧振子，自由振動時的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動對應的狀態(tài)可能是圖乙中的(AD)A．a點 B．b點C．c點 D．肯定不是c點解析：振子的固有周期與驅動力周期的關系是T驅＝eq\f(3,2)T固，所以受迫振動的狀態(tài)肯定不是題圖乙中的b點和c點，可能是a點，故選A、D.6．(多選)日本發(fā)生過里氏9.0級大地震，導致許多房屋坍塌，場景慘不忍睹，就此事務，下列說法正確的是(AD)A．全部建筑物振動周期相同B．全部建筑物振幅相同C．建筑物的振動周期由其固有周期確定D．全部建筑物均做受迫振動解析：地面上的全部建筑物都在同一驅動力下做受迫振動，它們的振動周期都與驅動力的周期相同，與其固有周期無關，故A、D正確，C錯誤；由于不同的建筑物固有周期不盡相同，所以做受迫振動時，它們的振幅不肯定相同，B錯誤．7．汽車的質量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k＝1.5×105N/m.汽車開動時，在振幅較小的狀況下，其上下自由振動的頻率滿意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