高中物理第十一章机械振动11.5外力作用下的振动检测新人教选修.docx

11.5 外力作用下的振动新提升课时作业基础达标1随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动提示人们振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动当叶片转动后，手机就跟着振动起来其中叶片的形状是图中的()【解析】手机做受迫振动【答案】A2下列振动，属于受迫振动的是()A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动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沿上下方向振动【解析】受迫振动是振动物体在系统外的驱动力作用下的运动，故只有B对【答案】B3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()A减轻对桥的压力，避免产生回声B减少对桥、雪山的冲量C避免使桥发生共振和使雪山发生共振D使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少【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增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员在登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C.【答案】C4如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是()A甲的振幅较大，且振动频率为18 HzB甲的振幅较大，且振动频率为9 HzC乙的振幅较大，且振动频率为9 HzD乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz【解析】根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为驱动力的频率等于甲的固有频率，做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以选项B正确【答案】B5如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图象，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是()A振子在A时刻的动能等于B时刻的动能B振子在A时刻的势能大于B时刻的势能C振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能D振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能【解析】由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，选项C错，D对；由于弹簧的弹性势能与弹簧的形变量(即位移)有关，所以选项B错；振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，选项A错【答案】D6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，在飞机机冀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研究单摆受迫振动规律时得到如图所示图象，下列说法错误的是()A其纵坐标为位移B其纵坐标为振幅C单摆的固有周期为2 sD图象的峰值表示共振时的振幅【解析】题中图象为受迫振动的振幅随驱动力的频率变化的图线，纵坐标表示振幅，横坐标表示驱动力的频率当振动的频率与驱动力的频率相同时，振幅最大所以，固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s综上所述，错误选项只有A.【答案】A8.如图为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长【解析】根据图象和共振条件，驱动力频率为0.4 Hz，即为单摆的固有频率再由单摆周期公式可求得结果由图象可以看出，当驱动力的频率为0.4 Hz时，单摆的振幅最大，此时单摆发生共振由产生共振的条件可知，单摆的固有频率为0.4 Hz，由T2 可得l1.56 m.【答案】1.56 m能力提升1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为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s下列说法错误的是()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v40 m/s，A正确为了防止共振现象发生，B正确，由v知L增大时，T不变，v变大，D正确，所以A、B、D正确【答案】C2下表记录了某受迫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()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固60 Hz B60 Hzf固70 HzC50 Hzf固60 Hz D以上三个都不对【解析】从图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢比较各组数据知f驱在50 Hz60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hzf固60 Hz，即C正确【答案】C3(多选)一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是()A正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率大B正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小C正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率D当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率【解析】切断电源后洗衣机脱水桶的转速越来越小，即洗衣机脱水桶的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常平衡可知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，故A项正确当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即洗衣机脱水桶运转频率等于洗衣机固有频率，D项正确【答案】AD4.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变化的曲线如图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()At0.2 s时摆球正经过最低点 Bt1.1 s时摆球正经过最低点 C摆球摆动过程中机械能减小 D摆球摆动的周期是T1.4 s【解析】悬线拉力在摆球经过最低点时最大，t0.2 s时，F有正向最大值，故A选项正确，t1.1 s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T1.2 s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确【答案】C5.汽车的质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为弹簧压缩的长度)若人体可以看成一个弹性体，其固