20192020学年高中物理第十一章5外力作用下振动练习(含解析)新人教选修34

20192020学年高中物理第十一章5外力作用下的振动练习(含分析)新人教版选修3420192020学年高中物理第十一章5外力作用下的振动练习(含分析)新人教版选修3411/11螄PAGE11节蚆膀薁羅节薃20192020学年高中物理第十一章5外力作用下的振动练习(含分析)新人教版选修34

外力作用下的振动

基础牢固

1以下各种振动不是受迫振动的是( )

敲击后的锣面的振动

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

分析：A选项中锣面的振动是阻尼振动,而B、C、D选项中物体的振动是在驱动力作用下的振动,是

受迫振动,A选项吻合要求。

答案：A

2由于存在摩擦和空气阻力,任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动,这时振动的振幅、

周期和机械能的变化情况是( )

A.振幅减小,周期减小,机械能减小

B.振幅减小,周期不变,机械能减小

C.振幅不变,周期减小,机械能减小

D.振幅不变,周期不变,机械能减小

分析：物体做阻尼振动时,机械能减小,振幅减小,但周期不变(但大于固有周期),应选项B正确。

答案：B

3在实验室做“声波碎杯”的实验,用手指轻弹一只酒杯,听到宏亮声音,测得这个声波的频率为

500Hz。将这只酒杯放在大功率的声波发生器从前,操作人员经过调整其发出的声波,结果使酒杯

碎掉了。你以为操作人员进行的操作可能是( )

必然是把声波发生器的功率调到很大

1

可能是声波发生器发出了频率很高的超声波

C.必然是同时增大声波发生器发生声波的频率和功率

D.可能可是将声波发生器发出的声波频率调到500Hz

答案：D

4以下列图的装置中,已知弹簧振子的固有频率f固=2Hz,电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮

1直径d2的2。为使弹簧振子的振幅最大,则电动机的转速应为( )

分析：若使振子振幅最大,则曲轴转动频率为f=2Hz,即转速为2r/s。

由于??1=??1=1,1122??1=2,所以电动机转速为4r/s,即240r/min。??2??22??21ωr=ωr

答案：D

5以下列图,在一根张紧的水平绳上挂几个摆,其中A、E摆长相等。先让A摆振动起来,其他各

摆随后也跟着振动起来,则( )

A.其他各摆摇动周期跟A摆相同

其他各摆振动振幅大小相同

2

C.其他各摆振动振幅不等,E摆振幅最小

D.其他各摆振动周期不相同,D摆周期最大

分析：在受迫振动中,受迫振动的物体振动周期由驱动力的周期决定,当驱动力的周期等于固有周

期时振幅最大。

答案：A

6A、B两个单摆,A摆的固有频率为4f,B摆的固有频率为f,若让它们在频率为5f的驱动力作用

下做受迫振动,则两单摆比较( )

A.A摆振幅较大,振动频率为f

B.B摆振幅较大,振动频率为4f

C.A摆振幅较大,振动频率为5f

D.B摆振幅较大,振动频率为5f

分析：受迫振动物体在振动牢固后的频率等于驱动力的频率。本题中驱动力频率为5f,故A、B两

摆振动牢固后的频率均为5f。受迫振动物体的振幅跟驱动力频率与固有频率之差有关,差值越小,

振幅越大,差值越大,振幅越小。驱动力频率与A摆固有频率的差值为5f-4f=f,驱动力频率与B摆

固有频率的差值为5f-f=4f,显然,A摆的差值较小,故振幅较大;B摆的差值较大,故振幅较小。

答案：C

7右图为一单摆的共振曲线,则该单摆的摆长约为m。

分析：由题图可以看出,当驱动力的频率为f=0.5Hz时,振幅最大,发生共振,所以此单摆的固有频

率为05Hz,固有周期为2s,由单摆的周期公式2π??得:l=??2??√??4π2≈1m。.T=T=

答案：1

3

8秒摆(周期为2s的单摆)摆球质量为0.2kg,它振动到最大位移处时距最低点的高度为0.4cm,当它完成10次全振动回到最大位移处时,因有阻尼作用,距最低点的高度变为0.3cm。若是每振动10次补充一次能量,使摆球回到原高度,那么1min内总合应补给多少能量?(g取9.8m/s2)分析：每振动10次要补充的能量为E=mgh=0.2×9.8×(0.4-0.3)×10-2J=1.96×10-3J。秒摆的周期为2s,1min内完成全振动的次数为30次,则1min内总合应补充的能量为3588×10-3J。E=E=.答案：588×10-3J.能力提升

1强地震会以致很多房屋坍塌。关于地震中的建筑物的以下说法正确的选项是( )

所有建筑物振动周期相同

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

D.所有建筑物均做受迫振动

答案：AD

2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(翅膀)很快就抖动起来,而且越抖

越厉害。此后代们经过研究,利用在飞机机翼前缘处安装一个配重杆的方法,解决了这一问题。在

飞机机翼前缘安装置重杆的目的主若是( )

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

分析：飞机抖动厉害是由于发生了共振现象,要想解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的

频率差别增大,在飞机机翼前缘处安装一个配重杆,改变的是机翼的固有频率。故正确选项为D。

答案：D

3一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图象以下列图,由图可知( )

4

A.振子振动频率为f2时,它处于共振状态

B.驱动力频率为f3时,振子振动频率为f3

C.若撤去驱动力让振子做自由振动,则振子的振动频率是f3

D.振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3

分析：由题意可知,当驱动力的频率变化时,做受迫振动物体的振幅在变化,当驱动力频率为f2时,

受迫振动的振幅最大,即发生共振现象,应选项A正确;做受迫振动的频率等于驱动力的频率,选项B

正确;若撤去外力,物体自由振动,其频率为其固有频率,即应为f2,应选项C、D错误。

答案：AB

★4某弹簧振子,自由振动时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ所示,而在某驱动力作用下做受迫振

动时,牢固后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ所示,那么,此受迫振动对应的状态可能是如图乙中的

( )

A.a点B.b点

C.c点D.必然不是c点

分析：振子的固有周期与驱动力周期的关系是驱=3??固,所以受迫振动的状态必然不是图乙中T2的c点,可能是a点,故A、D正确。答案：AD

★5以下列图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,则以下说法正确的选项是( )

5

A.若两次受迫振动分别在月球上和地球进步行,且摆长相同,则图线Ⅰ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lⅠ∶lⅡ25∶4=C.图线Ⅱ若是在地面上完成的,则该摆摆长约为1mD.若摆长均为1m,则图线Ⅰ是在地面上完成的分析：受迫振动的频率与固有频率没关,但当驱动力的频率与物体固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,所以,可以依照物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率。依照单摆振动周期公??11??式T=2π√??,可以获取单摆固有频率f=??=2π√??,依照图象中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况。答案：ABC6以下列图,轻直杆的中点悬挂一个弹簧振子,其固有频率为2Hz。杆的端有固定圆滑OCO轴,C端下边由凸轮支持,凸轮绕其轴转动,转速为n。在n从0逐渐增大到5r/s的过程中,振子M的振幅变化情况将是,当n=r/s时振幅最大。若转速牢固在5r/s,M的振动周期是s。

分析：本题观察受迫振动的频率和产生共振的条件的分析。振子固有频率为2Hz,凸轮的转动频率

就是驱动力的频率,即f驱从0增大到5Hz。变化过程中,先凑近固有频率,达到相等后又偏离固有频

率,故振幅先增大后减小。当f驱=f固=2Hz,即n=2r/s时振幅最大。当n=5r/s时,T驱=0.2s。受迫振

动的周期取决于驱动力的周期,即也为0.2s。

6

答案：先增大后减小20.2★7火车在轨道上行驶时,由于在钢轨接头处车轮碰到撞击而上下振动。若是防震弹簧每受104N的力将被压缩20mm,而每根弹簧的实质负荷为??5000kg,已知弹簧的振动周期T=2π√,??问车速为多大时,列车振动得最强烈?(设钢轨长为12.5m,??取10m/s2)分析：由题意可知弹簧在做受迫振动,要使振动最强烈,必然是弹簧发