《外力作用下的振动》同步练习3

外力作用下的振动外力作用下的振动 同步练习同步练习 时间 时间 60分钟分钟 知识点知识点基础基础中档中档稍难稍难 受迫振动 阻尼振动受迫振动 阻尼振动1 23 共振现象共振现象4 5 67 8 9 综合提升综合提升101112 达标基训达标基训 知识点一知识点一 受迫振动 阻尼振动受迫振动 阻尼振动 1 下列说法中正确的是 下列说法中正确的是 A 有阻力的振动叫做受迫振动 有阻力的振动叫做受迫振动 B 物体振动时受到外力作用 它的振动就是受迫振动 物体振动时受到外力作用 它的振动就是受迫振动 C 物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动 物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动 D 物体在周期性外力作用下振动 它的振动频率最终等于驱动力频率 物体在周期性外力作用下振动 它的振动频率最终等于驱动力频率 解析解析 物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动 选项物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动 选项C对 对 B错 这错 这 个周期性的外力应当能给振动物体补充能量 而阻力不行 选项个周期性的外力应当能给振动物体补充能量 而阻力不行 选项A错 受迫错 受迫 振动的频率最终等于驱动力频率 选项振动的频率最终等于驱动力频率 选项D对 对 答案答案 CD 2 两个弹簧振子 甲的固有频率是 两个弹簧振子 甲的固有频率是100 Hz 乙的固有频率是 乙的固有频率是400 Hz 若它们均在 若它们均在 频率是频率是300 Hz的驱动力作用下做受迫振动 则振动稳定后的驱动力作用下做受迫振动 则振动稳定后 A 甲的振幅较大 振动频率是 甲的振幅较大 振动频率是100 Hz B 乙的振幅较大 振动频率是 乙的振幅较大 振动频率是300 Hz C 甲的振幅较大 振动频率是 甲的振幅较大 振动频率是300 Hz D 乙的振幅较大 振动频率是 乙的振幅较大 振动频率是400 Hz 解析解析 振动稳定后 受迫振动的频率等于驱动力频率 选项振动稳定后 受迫振动的频率等于驱动力频率 选项A D错 由于错 由于 乙的固有频率更接近驱动力频率 所以乙的振幅较大 选项乙的固有频率更接近驱动力频率 所以乙的振幅较大 选项B对 对 C错 错 答案答案 B 3 如图如图11 5 4所示是单摆做阻尼振动的振动图线 下所示是单摆做阻尼振动的振动图线 下 列说法中正确的是列说法中正确的是 A 摆球 摆球A时刻的动能等于时刻的动能等于B时刻的动能时刻的动能 B 摆球 摆球A时刻的势能等于时刻的势能等于B时刻的势能时刻的势能 C 摆球 摆球A时刻的机械能等于时刻的机械能等于B时刻的机械能时刻的机械能 D 摆球 摆球A时刻的机械能大于时刻的机械能大于B时刻的机械能时刻的机械能 解析解析 该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化关系 在单摆振动过程中 该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化关系 在单摆振动过程中 因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能 因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能 C错 错 D对 虽然对 虽然 单摆总的机械能在逐渐减小 但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转单摆总的机械能在逐渐减小 但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转 化 由于化 由于A B两时刻 单摆的位移相等 所以势能相等 但动能不相等 两时刻 单摆的位移相等 所以势能相等 但动能不相等 A 错 错 B对 对 答案答案 BD 知识点二知识点二 共振现象共振现象 4 部队经过桥梁时 规定不许齐步走 登山运动员登高山时 不许高声叫喊 主 部队经过桥梁时 规定不许齐步走 登山运动员登高山时 不许高声叫喊 主 要原因是要原因是 A 减轻对桥的压力 避免产生回声 减轻对桥的压力 避免产生回声 B 减少对桥 雪山的冲量 减少对桥 雪山的冲量 C 避免使桥和雪山发生共振 避免使桥和雪山发生共振 D 使桥受到的压力更不均匀 使登山运动员耗散能量减少 使桥受到的压力更不均匀 使登山运动员耗散能量减少 解析解析 部队过桥时如齐步走 给桥梁施加周期性外力 容易使桥的振动幅度部队过桥时如齐步走 给桥梁施加周期性外力 容易使桥的振动幅度 增加 即发生共振 造成桥梁倒塌 登山运动员登高山时高声叫喊 声波容增加 即发生共振 造成桥梁倒塌 登山运动员登高山时高声叫喊 声波容 易引发雪山共振而发生雪崩 故应选易引发雪山共振而发生雪崩 故应选C 答案答案 C 5 如图如图11 5 5所示是物体做受迫振动的共振曲线 其纵所示是物体做受迫振动的共振曲线 其纵 坐标表示物体坐标表示物体 A 在不同时刻的振幅 在不同时刻的振幅 B 在不同时刻的位移 在不同时刻的位移 C 在不同驱动力下的振幅 在不同驱动力下的振幅 D 在不同驱动力下的位移 在不同驱动力下的位移 解析解析 共振曲线表示的是振动物体的振幅随驱动力频率的变化而变化的关共振曲线表示的是振动物体的振幅随驱动力频率的变化而变化的关 系 所以纵坐标应当表示振动物体在不同驱动力下的振幅 系 所以纵坐标应当表示振动物体在不同驱动力下的振幅 图图 11 5 4 图图 11 5 5 答案答案 C 6 如图如图11 5 6所示 在一条张紧的绳上挂所示 在一条张紧的绳上挂7个摆 先让个摆 先让A 摆振动起来 则其余各摆也随之振动 已知摆振动起来 则其余各摆也随之振动 已知A B F 三摆的摆长相同 则下列判断正确的是三摆的摆长相同 则下列判断正确的是 A 7个摆的固有频率都相同个摆的固有频率都相同 B 振动稳定后 振动稳定后7个摆的振动频率都相同个摆的振动频率都相同 C B F摆的摆长与摆的摆长与A摆相同 它们的振幅最大摆相同 它们的振幅最大 D 除 除A摆外 摆外 D E摆离摆离A摆最近 它们的振幅摆最近 它们的振幅 最大最大 解析解析 7个摆的摆长不完全相同 固有频率不相同 选项个摆的摆长不完全相同 固有频率不相同 选项A错 错 A摆振动起摆振动起 来后 带动其余来后 带动其余6个摆做受迫振动 振动稳定后个摆做受迫振动 振动稳定后7个摆的振动频率都相同 个摆的振动频率都相同 选项选项B对 对 B F摆的摆长与摆的摆长与A摆相同 发生共振 选项摆相同 发生共振 选项C对 对 D错 错 答案答案 BC 7 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 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 普通钢轨长为冲击力是周期性的 列车受到周期性的冲击做受迫振动 普通钢轨长为12 6 m 列车固有振动周期为 列车固有振动周期为0 315 s 下列说法正确的是 下列说法正确的是 A 列车的危险速率为 列车的危险速率为40 m s B 列车过桥需要减速 是为了防止列车发生共振现象 列车过桥需要减速 是为了防止列车发生共振现象 C 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 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 增加钢轨的长度有利于列车高速运行 解析解析 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 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所以列车的危险速率v 40 m s A正确 为了防止共振现象发生 正确 为了防止共振现象发生 B正正 L L T T 确 由确 由v 知知L增大时 增大时 T不变 不变 v变大 变大 D正确 所以正确 所以A B D正确 正确 L L T T 答案答案 ABD 8 如图如图11 5 7所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动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 由图可知力频率的关系 由图可知 A 驱动力的频率为 驱动力的频率为f2时 振子处于共振状态时 振子处于共振状态 图图 11 5 6 B 驱动力的频率为 驱动力的频率为f3时 振子的振动频率为时 振子的振动频率为f3 C 假如让振子自由振动 它的频率为 假如让振子自由振动 它的频率为f2 D 振子做自由振动时 频率可以为 振子做自由振动时 频率可以为f1 f2或或f3 解析解析 由图象知 当驱动力频率为由图象知 当驱动力频率为f2时 振子的振幅最大 可确定振子的固时 振子的振幅最大 可确定振子的固 有频率为有频率为f2 当振子自由振动时其频率为固有频率 故选项 当振子自由振动时其频率为固有频率 故选项A C正确 正确 D 错误 由受迫振动的特点可知选项错误 由受迫振动的特点可知选项B正确 正确 答案答案 ABC 9 将一个电动传感器接到计算机上 就可以测量快速变化的力将一个电动传感器接到计算机上 就可以测量快速变化的力 用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间 用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间 变化的曲线如图变化的曲线如图11 5 8所示 某同学由此图象提供的信息作所示 某同学由此图象提供的信息作 出的下列判断中 正确的是出的下列判断中 正确的是 图图11 5 8 A t 0 2 s时摆球正经过最低点时摆球正经过最低点 B t 1 1 s时摆球正经过最低点时摆球正经过最低点 C 摆球摆动过程中机械能减小 摆球摆动过程中机械能减小 D 摆球摆动的周期是 摆球摆动的周期是T 1 4 s 解析解析 悬线拉力在经过最低点时最大 悬线拉力在经过最低点时最大 t 0 2 s时 时 F有正向最大值 故有正向最大值 故A选项选项 正确 正确 t 1 1 s时 时 F有最小值 不在最低点 周期应为有最小值 不在最低点 周期应为T 1 0 s 因振幅减小 因振幅减小 故机械能减小 故机械能减小 C选项正确 选项正确 答案答案 C 综合提升综合提升 10 2013年年4月月20日上午日上午8时 四川雅安地区发生了时 四川雅安地区发生了7 0级大地震灾害 导致很多房级大地震灾害 导致很多房 屋坍塌 场景惨不忍睹 就此事件 下列说法正确的是屋坍塌 场景惨不忍睹 就此事件 下列说法正确的是 A 所有建筑物振动周期相同 所有建筑物振动周期相同 B 所有建筑物振幅相同 所有建筑物振幅相同 C 建筑物的振动周期由其固有周期决定 建筑物的振动周期由其固有周期决定 D 所有建筑物均做受迫振动 所有建筑物均做受迫振动 解析解析 由受迫振动的特点知由受迫振动的特点知A D正确 正确 答案答案 AD 11 2013 银川高二检测银川高二检测 汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干个弹簧上 弹汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干个弹簧上 弹 图图 11 5 7 簧的等效劲度系数簧的等效劲度系数k 1 5 105 N m 汽车开动时 在振幅较小的情况下 其上汽车开动时 在振幅较小的情况下 其上 下自由振动的频率满足下自由振动的频率满足f l为车厢在平衡位置时弹簧被压缩的长度为车厢在平衡位置时弹簧被压缩的长度 若人 若人 1 2 g l 体可以看成一个弹性体 其固有频率约为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 已知汽车的质量为600 kg 每 每 个人的质量为个人的质量为70 kg 则这辆车乘坐几个人时 人感觉到最难受 则这辆车乘坐几个人时 人感觉到最难受 解析解析 当汽车振动的频率当汽车振动的频率f 2 Hz时 即达到人的固有频率时 人感到最难受 时 即达到人的固有频率时 人感到最难受 设乘坐设乘坐n个人时人感到最难受 则个人时人感到最难受 则f 1 2 g l Mg nmg kl 由由 两式联立 得两式联立 得n 5 答案答案 5人人 12 图图11 5 9为一单摆的共振曲线 该单摆的摆长约为多少 共振时单摆的振幅为一单摆的共振曲线 该单摆的摆长约为多少 共振时单摆的振幅 多大 共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少 多大 共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少 g取取10 m s2 解析解析 从共振曲线可知 单摆的固有频率从共振曲线可知 单摆的固有频率f 0 5 Hz 因为 因为f 所以 所以l 代 代 1 2 g g l l g g 4 4 2 2f f2 2 入数据解得入数据解得l 1 m 从共振曲线可知 单摆发生共振时 振幅从共振曲线可知 单摆发生共振时 振幅Amax 8 cm 设单摆的最大偏角为设单摆的最大偏角为 摆球所能达到的最大高度为摆球