高中物理 第一章 机械振动 1.5 受迫振动与共振每课一练 沪科版选修3-4.doc

1.5 受迫振动与共振基础题1下列振动中属于受迫振动的是()a用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动b打点计时器接通电源后，振针的振动c小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动d弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动答案b解析受迫振动是振动物体在驱动力作用下的运动，故只有b对a、c是阻尼振动，d是简谐运动2下列说法正确的是()a某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关b某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关c某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率d某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动答案abc3下列说法正确的是()a实际的自由振动必然是阻尼振动b在外力作用下的振动是受迫振动c阻尼振动的振幅可以保持不变d受迫振动稳定后的频率与自身物理条件有关答案a解析实际的自由振动必须不断克服外界阻力(如空气等)做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，所以选项a正确；只有在驱动力(周期性)作用下的振动才是受迫振动，选项b错误；阻尼振动的振幅一定越来越小，所以选项c错误；受迫振动稳定时的频率由驱动力频率决定，与自身物理条件无关，选项d错误4a、b两个单摆，a摆的固有频率为f，b摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么a、b两个单摆比较()aa摆的振幅较大，振动频率为fbb摆的振幅较大，振动频率为5fca摆的振幅较大，振动频率为5fdb摆的振幅较大，振动频率为4f答案b解析a、b两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率即5f，因b摆的固有频率接近驱动力的频率，故b摆的振幅较大，b正确，a、c、d错误5正在运转的机器，当其飞轮以角速度0匀速转动时，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到0，在这一过程中()a机器不一定会发生强烈振动b机器一定会发生强烈的振动c若机器发生强烈振动，强烈振动发生时飞轮的角速度等于0d若机器发生强烈振动，强烈振动发生时飞轮的角速度肯定小于0答案bd6下列现象中，利用共振现象的是_，防止共振产生危害现象的是_a秋千越荡越高b火车过桥时要慢开c喇叭常放在音箱内d建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固有频率的差别答案acbd解析当物体发生共振时，驱动力的频率等于物体的固有频率，此时振动物体的振幅最大，能量最大，因此利用共振的是a、c，防止共振的是b、d.能力题7一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是()a振动的机械能逐渐转化为其他形式的能b后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能c后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能d后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能答案ad解析单摆振动过程中，会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能，a、d对；虽然单摆总的机械能在逐渐减少，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化动能转化为势能时，动能逐渐减少，势能逐渐增加，而势能转化为动能时，势能逐渐减少，动能逐渐增加，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故b、c错8如图1所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知()图1a驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态b驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3c假如让振子自由振动，它的频率为f2d振子做自由振动时，频率可以为f1、f2和f3答案abc解析由题图知，当驱动力频率为f2时，振子的振幅最大，可确定振子的固有频率为f2，当振子自由振动时其频率为固有频率，故选项a、c正确，d错误；由受迫振动的特点可知选项b正确9把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，20 s内完成了10次全振动在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是()a提高输入电压b降低输入电压c增加筛子质量d减少筛子质量答案bd解析筛子的固有频率f固 hz0.5 hz，偏心轮的转速n36 r/min0.6 r/s，故f0.6 hz，可见f固f，由共振产生的条件可知，要增大筛子做受迫振动的振幅，就要使f固与f尽量接近，可降低输入电压，以降低f，b正确；也可减小筛子质量，使t固减小，f固增大，d正确10如图2所示是用来测量各种电动机转速计的原理图在同一铁支架mn上焊有固有频率依次为80 hz、60 hz、40 hz、20 hz的四个钢片a、b、c、d.将m端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，图2(1)电动机的转速为多大？(2)四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是_、_、_、_.答案(1)60 r/s(2)60 hz、60 hz、60 hz、60 hz 解析(1)b钢片发生了共振，由共振发生的条件可知ff固，因此电动机的转动频率为60 hz，即转速为60 r/s.(2)四个钢片a、b、c、d都是做受迫振动，其振动频率与固有频率无关，都等于驱动力的频率，即都等于电动机的转动频率60 hz.11如图3所示是一个单摆的共振曲线图3(1)若单摆所处环境的重力加速度g取9.8 m/s2，试求此摆的摆长(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？答案(1)2.8 m(2)向左移动解析(1)由题图知，单摆的固有频率f0.3 hz.由f得l m2.8 m(2)由f知，单摆移到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的峰将向左移动探究与拓展题12如图4为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是()图4a若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线表示月球上单摆的共振曲线b若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1l2254c若图线是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 md若摆长均为1 m，则图线是在地面上完成的答案abc解析图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆固有频率f0.2 hz，f0.5 hz.根据周期公式可得f 当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，g