2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)5外力作用下的振動(dòng)含解析新人教版選修3-4VIP

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(五)(限時(shí)40分鐘)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．單擺在振動(dòng)過程中，搖擺幅度越來越小，這是因?yàn)?)A．單擺做的是阻尼振動(dòng)B．能量正在漸漸殲滅C．動(dòng)能正在轉(zhuǎn)化為勢(shì)能D．機(jī)械能不守恒E．總能量守恒，削減的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能ADE[能量不能被殲滅，只能發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，故B錯(cuò)誤；單擺在運(yùn)動(dòng)中由于受到空氣阻力，要克服空氣阻力做功，機(jī)械能漸漸減小，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(cuò)誤，A、D、E正確．]2.如圖所示為受迫振動(dòng)的演示裝置，當(dāng)單擺A振動(dòng)起來后，通過水平懸繩迫使單擺B、C振動(dòng)，則下列說法正確的是()A．只有A、C擺振動(dòng)周期相等B．A擺的振幅比B擺的小C．B擺的振幅比C擺的小D．A、B、C三擺的振動(dòng)周期相等E．B、C兩擺振動(dòng)時(shí)的振幅與其擺長(zhǎng)有關(guān)，而周期與擺長(zhǎng)無關(guān)CDE[當(dāng)單擺A振動(dòng)起來后，單擺B與C做受迫振動(dòng)，做受迫振動(dòng)的物體的周期(或頻率)等于驅(qū)動(dòng)力的周期(或頻率)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)物體的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，發(fā)生共振現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C、E正確．]3．一臺(tái)洗衣機(jī)的脫水桶正常工作時(shí)特別平衡，當(dāng)切斷電源后，發(fā)覺洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越猛烈，然后振動(dòng)漸漸減弱，下列說法中正確的是()A．洗衣機(jī)做的是受迫振動(dòng)B．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大C．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小D．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率E．當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最猛烈時(shí)，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率ABE[切斷電源后，脫水桶的轉(zhuǎn)速越來越小，即脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越來越小，由題意可知，當(dāng)洗衣機(jī)脫水桶正常工作時(shí)，特別穩(wěn)定，即正常工作時(shí)的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率，A、B選項(xiàng)正確；當(dāng)振動(dòng)最猛烈時(shí)，洗衣機(jī)發(fā)生了共振，即脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率，E選項(xiàng)正確．]4.如圖所示，把兩個(gè)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(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用做受迫振動(dòng)時(shí)，則兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)狀況是()A．甲的振幅較大B．甲的振動(dòng)頻率為9HzC．乙的振幅較大D．乙的振動(dòng)頻率為9HzE．甲、乙兩振子的振幅、頻率均相等ABD[依據(jù)受迫振動(dòng)發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大，又因?yàn)樽鍪芷日駝?dòng)的物體的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以選項(xiàng)A、B、D正確．]5.探討單擺受迫振動(dòng)規(guī)律時(shí)得到如圖所示的圖象，則下列說法正確的是()A．其縱坐標(biāo)為位移B．其縱坐標(biāo)為振幅C．單擺的固有周期為2sD．圖象的峰值表示共振時(shí)的振幅E．單擺的擺長(zhǎng)為2mBCD[縱坐標(biāo)是振幅，不是位移，A說法錯(cuò)誤，B說法正確；當(dāng)f驅(qū)＝f固時(shí)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、D的說法均正確．]6．某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f1，該振動(dòng)系統(tǒng)在頻率為f2的驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，系統(tǒng)的振動(dòng)頻率為________．[解析]做受迫振動(dòng)的系統(tǒng)，其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)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(shí)要慢開C．喇叭常放在音箱內(nèi)D．建廠房時(shí)要考慮廠房的固有頻率與機(jī)器的固有頻率的差別[解析]當(dāng)物體發(fā)生共振時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率，此時(shí)振動(dòng)物體的振幅最大，能量最大，因此應(yīng)用共振的是A、C，防止共振的B、D.[答案]ACBD8.如圖所示是用來測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)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(gè)鋼片a、b、c、d.將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)覺b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可能為多少？a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率分別為多少？[解析]鋼片b振幅最大，說明可能發(fā)生了共振現(xiàn)象，依據(jù)共振的條件知，f驅(qū)＝f固＝60Hz，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為60r/s，鋼片a、c、d做的是受迫振動(dòng)，其頻率f迫＝f驅(qū)＝60Hz.[答案]60r/s均為60Hz[實(shí)力提升練]9．如圖所示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系，下列說法不正確的是()A．?dāng)[長(zhǎng)約為10cmB．?dāng)[長(zhǎng)約為1mC．若增大擺長(zhǎng)，共振曲線的“峰”將向右移動(dòng)D．若增大擺長(zhǎng)，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)E．若減小擺長(zhǎng)，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)ACE[當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f等于單擺的固有頻率f固時(shí)，發(fā)生共振，由圖可知f固＝0.5Hz，則有2πeq\r(\f(l,g))＝eq\f(1,f固)＝2s，擺長(zhǎng)l＝1m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若增大擺長(zhǎng)，固有頻率f固減小，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確，同理知E錯(cuò)誤．]10.有一根張緊的水平繩上掛有5個(gè)雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長(zhǎng)關(guān)系為L(zhǎng)c＞Lb＝Ld＞La＞Le，如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面對(duì)里拉開一微小角度，放手后讓其振動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，其余各擺均振動(dòng)起來，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)()A．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(gè)擺中，d的振幅最大，且Ae＜AaE．四個(gè)擺中c擺的振幅最大ABD[b擺的振動(dòng)，作為一種驅(qū)動(dòng)力迫使其他四個(gè)擺做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的周期(或頻率)等于驅(qū)動(dòng)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(gè)擺做受迫振動(dòng)的振幅與驅(qū)動(dòng)力的頻率跟自身的固有頻率之差有關(guān)，這個(gè)差越小，做受迫振動(dòng)的振幅越大．在a、c、d、e四個(gè)擺中，d的擺長(zhǎng)跟b的擺長(zhǎng)相等．因此d的固有頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率相等，d擺做受迫振動(dòng)的振幅最大．同理e擺做受迫振動(dòng)的振幅最小，D正確．]11．某簡(jiǎn)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，關(guān)于此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)下列說法正確的是()甲乙A．可能是圖乙中的a點(diǎn)B．可能是圖乙中的b點(diǎn)C．可能是圖乙中的c點(diǎn)D．肯定不是圖乙中的c點(diǎn)E．肯定不是圖乙中的b點(diǎn)ADE[振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝eq\f(3,2)T固，所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)肯定不是圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故A、D、E正確．]12．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＝1.5×105N/m.汽車起先運(yùn)動(dòng)時(shí)，在振幅較小的狀況下，其上下自由振動(dòng)的頻率滿意f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l為彈簧的壓縮長(zhǎng)度)．若人體可以看成一個(gè)彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個(gè)人的質(zhì)量為70kg，則這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感到最難過？[解析]人體的固有頻率f固＝2Hz，當(dāng)汽車的振動(dòng)頻率與其相等時(shí)，人體與之發(fā)生共振，人感覺最難過，即f＝eq\f(1