学人教版选修34 11.5外力作用下的振动 作业.docx

2017-2018学年度人教版选修3-4 11.5外力作用下的振动 作业1在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中a、e的摆长为l，b的摆长为0.5l，c的摆长为1.5l，d的摆长为2l。为先使a振动起来，其他各摆随后也振动起来，则在b、c、d、e四个摆中，振幅最大的是a. b b. c c. d d. e2下表记录了某受追振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则（ ）a. f固=60 hz b. 50 hz f固60hzc. 60 hz f固70hz d. 以上三个都不对3如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是（ ）a. 弹簧振子的振幅逐渐增大b. 弹簧振子的振幅先增大后减小c. 弹簧振子的振动频率先增大后减小d. 弹簧振子的振动频率始终不变4如图所示，四个摆长分别为l13 m、l22.5 m、l32 m、l41.5 m的摆摆球质量相同，悬于同一根横线上现以摆3为驱动摆，让摆3振动，使其余三个摆也振动起来，则摆球振动稳定后()a. 摆1的振幅一定最大 b. 摆4的周期一定最短c. 四个摆的振幅相同 d. 四个摆的周期相同5如图所示，在一根张紧的水平绳上挂a、b、c、d四个摆，其中a、d摆长相等让d球在垂直于水平绳的方向摆动起来，则可以观察到的现象是（）a. a、b、c球都摆动起来，a球摆动的周期比c球大b. a、b、c球都摆动起来，a球摆动的周期比c球小c. a、b、c球都摆动起来，a球摆动的幅度比b球大d. a、b、c球都摆动起来，a球摆动的幅度比b球小6一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅a与驱动力频率f的关系)如图所示，则( )a. 此单摆的固有周期约为0.5 sb. 此单摆的摆长约为lmc. 若摆长增大，单摆的固有频率增大d. 若把该单摆移到月球上，则在月球上该单摆的共振曲线的峰将向右移动7如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（ ）a. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线ii是月球上的单摆共振曲线b. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为c. 图线ii若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为d. 图线i若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为8如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动， 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示圆盘匀速转动时，小球做受迫振动小球振动稳定时下列说法正确的是（ ）a. 小球振动的固有频率是b. 小球做受迫振动时周期一定是c. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著增大d. 圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著减小9如图所示，在张紧的绳上挂了、四个单摆，四个单摆的摆长关系为，先让摆摆动起来（摆角不超过），则下列说法中正确的是（ ）a. 摆发生振动，其余摆均不动 b. 所有摆均以相同频率振动c. 摆动过程中， 摆的振幅最大 d. 摆动过程中， 摆的周期最大10如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中、摆长相等让摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动可以观察到、三个摆的运动情况是（ ）a. 三个摆的振动周期相同b. 三个摆的振动振幅相同c. 摆的振动振幅最大d. 摆的振动周期最小11（1）下列说法中正确的是a. 科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度是应用多普勒效应b.质点做简谐运动的图象就是质点运动的轨迹c. 高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢d. 电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失e.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁（2）如图所示，直角三角形abc 是一玻璃砖的横截面，ab=l，c=90，a=60.一束单色光pd 从ab 边上的d 点射入玻璃砖，入射角为45，db=l/4，折射光de恰好射到玻璃砖bc 边的中点e，已知光在真空中的传播速度为c。求: (i)玻璃砖的折射率; (ii)该光束从ab 边上的d 点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间。12如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中a、b的球心与悬线间的距离均为l，当a摆振动时，其它几个摆也振动起来，稳定时b、c、d摆中哪个振幅最大？设最大振幅为，该摆从平衡位置向正方向摆动开始计时，请写出它的振动方程。13如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个t形支架在竖直方向振动，t形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如右图。（为方便计算，）（1）当圆盘以0.4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？（2）若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长为多少？（结果保留三位有效数字）14如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个t形支架在竖直方向振动，t形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如右图。（为方便计算， ，结果保留三位有效数字）（1）当圆盘以0.4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？（2）若一个单摆的摆动周期与小球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长为多少？15如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长为多少？如果摆长变长一些，画出的图像高峰将向那个方向移动，并简要说明理由（无理由说明或说错均不得分）。(g10m/s2)16物理选修3-4（1）以下说法正确的是_a太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理b在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率c拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度d宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快e液晶显示器应用光的偏振制成（2）如图所示，ab、cd是两条颜色不同的平行光线，垂直直径射入一块半径为r的透明玻璃半球，b、d是直径上的两点，经过玻璃半球折射后，交于p点，已知bo=0.6r， do=0.8r， op垂直bd，op=2r。则该半球形玻璃的对这两种光线的折射率之比是多少_？（可以用根式表示）试卷第7页，总7页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1d【解析】由摆的周期公式t=2lg可知，同一地点单摆的周期仅有摆长决定，而共振的条件是周期相等，由图可知，e球将会发生共振，振幅最大，故abc错误，d正确；故选d.点睛：此题考查单摆的周期公式和共振条件；知道发生共振时受迫振动的频率等于固有频率，此时振幅最大.2b【解析】固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为50hz和60hz时，振幅最大，说明固有频率在50hz-60hz之间；故选b。点睛：共振不仅在物理学上运用频率非常高，而且，共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一，知道共振的发生条件是关键3b【解析】当驱动力的频率f等于物体的固有频率f0时，系统达到共振，振幅最大，故ff0时，随f的增大，振幅增大，当ff0时，随f的增大，驱动力的频率远离固有频率，故该振动系统的振幅减小，故当驱动力的频率逐渐增大过程物体的振幅先增大后减小，故a错误，b正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，若驱动力的频率由小逐渐变大则弹簧振动的频率由小逐渐变大，故cd错误；故选b。点睛：本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈4d【解析】3摆振动起来后，使得1、2、4做受迫振动，振动的频率都等于3振动的频率。所以各摆振动的周期都相等，故abc错误，d正确，故选d.【点睛】受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即共振5c【解析】由d摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟d摆相同，故ab错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于a摆的摆长与d摆的摆长相等，则a摆的固有频率与d摆的相同，故a摆发生共振，振幅最大，故c正确，d错误；故选c。【点睛】3个单摆中，由d摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大6b【解析】单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5hz，周期为2s，故a错误；由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s。由公式t=2lg，可得l1m，故b正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故c错误；若把该单摆移到月球上，重力加速度减小，则周期增大，频率减小，所以在月球上该单摆的共振曲线的峰将向左移动，故d错误。所以b正确，acd错误。7c【解析】当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大。若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据单摆的周期公式t=2，知周期大的重力加速度小，则图线是月球上单摆的共振曲线。故a错误。若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据t=2知摆长比为25：4故b错误。图线若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5hz，固有周期为 t=1/f=2s，由t=2，解得l=1m。故c正确。图线i若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.2hz，固有周期为 t=1/f=5s，由t=2，解得l=6.25m，选项d错误。故选c。点睛：解决本题的关键是要知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振以及掌握单摆的周期公式8c【解析】由图读出：小球振动的固有周期，则其固有频率为，a错误；小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期，b错误；圆盘转动周期在附近时，驱动力周期等于振动系统的固有周期，小球产生共振现象，振幅显著增大，c正确d错误9c【解析】摆摆动起来后，通过水平绳子对、三个摆施加周期性的驱动力，使、三摆做受迫振动 、三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，因为驱动力频率相同， 、三摆均以相同频率振动，周期相等；因为的摆长与的摆长相等，所以摆发生共振，振幅最大，摆角最大，所以c是正确的，abd错误故选c点睛：本题考查了受迫振动问题，要知道受迫振动的频率等于驱动率的频率，与物体的固有频率无关；当摆的固有频率与驱动力频率相同时，振幅最大的现象叫做共振10a【解析】ad、由摆摆动从而带动其它个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟摆相同，故a正确，d错误；bc、受迫振动时，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，因为摆的固有频率与摆的相同，故摆发生共振，振幅最大，故bc错误；故选a。11（1）ac；（2）（i）；（ii）【解析】（1）a、科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是应用光的多普勒效应，故a正确；b、质点运动的图象反应质点在不同时刻的位置及运动方向，与质点运动的轨迹是两回事，不能等同，故b错误；c、根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性： ，可知在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故c正确；d、当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故d错误；e、火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故e错误；故选：ac。()作出光路图，如图所示：过e点的法线是三角形的中位线,由几何关系可知deb为等腰三角形,de=db=l/4由几何知识可知光在ab边折射时折射角为r=30，所以玻璃砖的折射率为()设临界角为,有sin=1/n，可解得=45由光路图及几何知识可判断,光在bc边上的入射角为60，大于临界角，则光在bc边上发生全反射光在ac边的入射角为30，小于临界角，所以光从ac第一次射出玻璃砖根据几何知识可知ef=l/2则光束从ab边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间为t=（de+ef）/v而v=c/n,可解得：t=12【解析】当驱动力的频率等于物体的固有频率时会发生共振现象，此时受迫振动物体的振幅最大，而ab摆的摆长相等，所以b摆振幅最大。振动周期，振动方程为。点睛：4个单摆中，由a摆摆动从而带动其它3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大。13（1）2.5hz；（2）2.78m【解析】试题分析：（1）振子做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率；（2）在共振曲线中振子的振幅最大的点，就是振子的固有频率对应的数值；根据列式求解摆长（1）小球振动达到稳定时周期为0.4s，频率为2.5hz。（2）由图象可以看出单摆的固有频率为0.3hz，期周期为，由单摆的周期公式解得14（1）；（2）【解析】（1）当圆盘以的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，是受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，为，故有： 。（2）一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，故为，根据，有： 。点睛：解决本题的关键知道振子受迫振动的频率等于驱动力的频率，