2019_2020学年高中物理第十一章机械振动第5节外力作用下的振动练习含解析新人教版选修3.doc

外力作用下的振动A组素养达标1下列各种振动中，不是受迫振动的是()A敲击后的锣面的振动B缝纫机针的振动C人挑担子时，担子上下振动D蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动解析：受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而锣面在敲击后并没有受到周期性驱动力作用，A不是受迫振动；B、C、D都在做受迫振动答案：A2(多选)下列说法正确的是()A挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频B在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象C部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌D较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振解析：挑水时为了防止水从桶中荡出，可以改变走路的步频，A正确；在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是受迫振动，B错误；部队便步通过桥梁，不能产生较强的驱动力，就避免桥梁发生共振现象，故C正确；当声音频率等于玻璃杯频率时，杯子发生共振而破碎，D正确答案：ACD3(多选)若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小时，总是减小的物理量为()A振幅B位移C周期 D机械能解析：有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能不断减小，故A、D正确平衡位置处的位移为零，则位移不是一直减小，周期T2不变，故B、C错误答案：AD4(多选)弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于()A振子开始振动时振幅太小B在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量C动能和势能相互转化D振子的机械能逐渐转化为内能解析：由于阻力作用，振子的机械能减少，振幅减小故B、D正确答案：BD5(多选)有甲、乙、丙三个单摆，它们的固有频率分别为f、4f、6f，都在频率为4f的驱动力作用下做受迫振动，比较这三个单摆，则()A乙的振幅最大，丙的其次，甲的最小B乙的振幅最大，甲的其次，丙的最小C它们的振动频率都为4fD乙的振动频率为4f，甲的振动频率为f，丙的振动频率为6f解析：驱动力的频率为4f，与乙摆的固有频率相同，因此乙发生共振，所以乙的振幅最大；丙的固有频率为6f，甲的固有频率为f，所以丙的固有频率更接近驱动力的频率，所以丙的振幅大于甲的振幅，但比乙小，故A正确，B错误；由于三个单摆均做受迫振动，因此其频率均为4f，故C正确，D错误答案：AC6在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题在飞机机翼前缘处装置配重杆的目的主要是()A加大飞机的惯性B使机体更加平衡C使机翼更加牢固D改变机翼的固有频率解析：飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题，需要使系统的固有频率与驱动力的频率差距增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，故选项D正确答案：D7(多选)如图表示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()A驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B驱动力频率为f3时，振子振动频率为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、f3解析：由共振曲线知，弹簧振子的固有频率为f2，故当驱动力的频率等于f2时，振子发生共振，A项正确当振子自由振动时其频率为固有频率，C项正确，D项错误当驱动力的频率为f3时，振子做受迫振动，频率等于驱动力的频率f3，B项正确答案：ABC8(多选)某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中的曲线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()Aa点 Bb点Cc点 D一定不是c点解析：振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱T固，则f驱f固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的b点和c点，可能是a点，故A、D正确答案：AD9如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期_(选填“大于”“等于”或“小于”)d摆的周期图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，则a摆的摆长为_解析：a摆摆动起来后，通过张紧的绳子对b、c、d三个摆施加周期性的驱动力，使b、c、d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，由于驱动力频率相同，则三摆的周期相同据乙图可知T2t0，再据T2可知，a摆摆长l.答案：等于B组素养提升10(多选)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动普通钢轨长L为12.6 m，列车固有振动周期T为0.315 s下列说法正确的是()A列车的危险速率为40 m/sB列车过桥需要减速，是为了防止列车与桥发生共振现象C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D增加钢轨的长度有利于列车高速运行解析：对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率为v40 m/s，A正确为了防止共振现象发生，列车过桥时需要减速，B正确列车的速度不同，则振动频率不同，C错误由v可知，L增大，T不变，v变大，故可以使列车高速行驶，D正确答案：ABD11(多选)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()A由图线可知T04 sB由图线可知T08 sC当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小解析：图乙是弹簧振子未加驱动力时的周期，故由题图乙中的图线读出的周期为其振动的固有周期，即T04 s图丙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图线，做受迫振动的物体，其振动的周期等于驱动力的周期，即T8 s当受迫振动的周期与驱动力的周期相同时，其振幅最大；周期差别越大，其振动振幅越小由以上分析可知，正确选项为A、C.答案：AC12如图是探究单摆共振条件时得到的图象，它表示了振幅跟驱动力频率之间的关系，(取2g)试分析：(1)这个单摆的摆长L是多少？(2)如果摆长变长一些，画出来的图象的最高峰将向哪个方向移动？解析：(1)由题图可知，单摆的固有频率f0.3 Hz又T2，f解得摆长L m(2)若摆长变长一些，由T2 知其周期变大，又由f知，固有频率变小，题图中最高峰对应的频率即为此频率，故向左移动答案：(1) m(2)向左C组学霸冲刺13汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k1.5105 N/m，汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f (L为车厢在平衡位置时，弹簧的压缩长度)若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 k