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1、《外力作用下的振動》同步練習(xí) （時(shí)間：60分鐘） 知識點(diǎn) 基礎(chǔ) 中檔 稍難 受迫振動、阻尼振動 1、2 3 共振現(xiàn)象 4、5、6 7、8、9 綜合提升 10 11 12 達(dá)標(biāo)基訓(xùn) 知識點(diǎn)一受迫振動、阻尼振動 1 .下列說法中正確的是 （ ）. A.有阻力的振動叫做受迫振動 B.物體振動時(shí)受到外力作用，它的振動就是受迫振動 C.物體在周期性外力作用下的振動叫做受迫振動 D.物體在周期性外力作用下振動，它的振動頻率最終等于驅(qū)動力頻率 解析 物體在周期性外力作用下的振動叫做受迫振動，選項(xiàng) C對，B錯(cuò)；這 個(gè)周期性的外力應(yīng)當(dāng)能給振動物體補(bǔ)充能量

2、，而阻力不行，選項(xiàng) A錯(cuò)；受迫 振動的頻率最終等于驅(qū)動力頻率，選項(xiàng) D對. 答案CD 2 .兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率是100 Hz,乙的固有頻率是400 Hz,若它們均在 頻率是300 Hz的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則振動穩(wěn)定后 （ ）. A.甲的振幅較大，振動頻率是100 Hz B.乙的振幅較大，振動頻率是300 Hz C.甲的振幅較大，振動頻率是300 Hz D.乙的振幅較大，振動頻率是 400 Hz 解析 振動穩(wěn)定后，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力頻率，選項(xiàng) A、D錯(cuò)；由于 乙的固有頻率更接近驅(qū)動力頻率，所以乙的振幅較大，選項(xiàng) B對，C錯(cuò). 答案 B 3 .如圖11—5—

3、4所示是單擺做阻尼振動的振動圖線，下 列說法中正確的是 ()? A .擺球A時(shí)刻的動能等于B時(shí)刻的動能 B .擺球A時(shí)刻的勢能等于B時(shí)刻的勢能 C .擺球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能 D .擺球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能 圖 11-5-4 解析 該題考查阻尼振動的圖象以及能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系.在單擺振動過程中, 因不斷克服空氣阻力做功使振動的能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能， C錯(cuò)，D對；雖然 單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動過程中動能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn) 化.由于A、B兩時(shí)刻，單擺的位移相等，所以勢能相等，但動能不相等. 錯(cuò)，B對. 答案 BD 知識點(diǎn)二共振現(xiàn)象 4

4、 .部隊(duì)經(jīng)過橋梁時(shí)，規(guī)定不許齊步走，登山運(yùn)動員登高山時(shí)，不許高聲叫喊，主 要原因是 (). A.減輕對橋的壓力，避免產(chǎn)生回聲 B,減少對橋、雪山的沖量 C.避免使橋和雪山發(fā)生共振 D.使橋受到的壓力更不均勻，使登山運(yùn)動員耗散能量減少 解析 部隊(duì)過橋時(shí)如齊步走，給橋梁施加周期性外力，容易使橋的振動幅度 增加，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌；登山運(yùn)動員登高山時(shí)高聲叫喊，聲波容 易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應(yīng)選 C. 答案C 5 .如圖11- 5- 5所示是物體做受迫振動的共振曲線, 坐標(biāo)表小物體 A.在不同時(shí)刻的振幅 B.在不同時(shí)刻的位移 ( C.在不同驅(qū)動力下的振幅

5、圖 11-5-5 D.在不同驅(qū)動力下的位移 解析 共振曲線表示的是振動物體的振幅隨驅(qū)動力頻率的變化而變化的關(guān) 系，所以縱坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)表示振動物體在不同驅(qū)動力下的振幅. 答案 C 圖 11-5-6 6.如圖11—5— 6所示，在一條弓K緊的繩上掛7個(gè)擺，先讓A 擺振動起來，則其余各擺也隨之振動，已知 A、B、F 三擺的擺長相同，則下列判斷正確的是 （ ）. A. 7個(gè)擺的固有頻率都相同 B.振動穩(wěn)定后7個(gè)擺的振動頻率都相同 C. B、F擺的擺長與A擺相同，它們的振幅最大 D.除A擺外，D、E擺離A擺最近，它們的振幅 最大 解析 7個(gè)擺的擺長不完全相同，固有頻率不相同，選項(xiàng)

6、 A錯(cuò)；A擺振動起 來后，帶動其余6個(gè)擺做受迫振動，振動穩(wěn)定后7個(gè)擺的振動頻率都相同， 選項(xiàng)B對；B、F擺的擺長與A擺相同，發(fā)生共振，選項(xiàng)C對，D錯(cuò). 答案 BC 7 .鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過 軌端接縫處時(shí)，車輪就會受到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等.所以這個(gè) 沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動.普通鋼軌長為 12.6 m, 列車固有振動周期為0.315 s.下列說法正確的是 （ ）. A.列車的危險(xiǎn)速率為40 m/s B.列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象 C .列車運(yùn)行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的

7、 D .增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行 解析 對于受迫振動，當(dāng)驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等時(shí)將發(fā)生共振現(xiàn)象， L 所以列車的危險(xiǎn)速率v = T=40 m/s, A正確，為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生， B正 確，由v = T知L增大時(shí)，T不變，v變大，D正確，所以A、B、D正確. 答案 ABD 8 .如圖11-5- 7所示是一彈簧振子做受迫振動時(shí)的振幅與驅(qū)動 力頻率的關(guān)系，由圖可知 （ ）. A.驅(qū)動力的頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài) B.驅(qū)動力的頻率為f3時(shí)，振子的振動頻率為f3 圖 11 — 5 — 7 C.假如讓振子自由振動，它的頻率為f2 D.振子做自由振動時(shí)，頻率可以

8、為fl、f2或f3 解析 由圖象知，當(dāng)驅(qū)動力頻率為f2時(shí)，振子的振幅最大，可確定振子的固 有頻率為f2,當(dāng)振子自由振動時(shí)其頻率為固有頻率，故選項(xiàng) A、C正確，D 錯(cuò)誤；由受迫振動的特點(diǎn)可知選項(xiàng) B正確. 答案 ABC 9 .將一個(gè)電動傳感器接到計(jì)算機(jī)上，就可以測量快速變化的力， 用這種方法測得的某單擺擺動時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變 化的曲線如圖11-5-8所示.某同學(xué)由此圖象提供的信息作出 的下列判斷中，正確的是 . 圖11-5-8 A. t= 0.2 S寸擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) B. t=1.1 s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn) C.擺球擺動過程中機(jī)械能減小 D.擺球擺動的周期是T=1.4

9、s 解析 懸線拉力在經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)最大，t= 0.2 sM, F有正向最大值，故A選項(xiàng)正 確，t= 1.1 S寸，F(xiàn)有最小值，不在最低點(diǎn)，周期應(yīng)為T=1.0 s,因振幅減小，故 機(jī)械能減小，C選項(xiàng)正確. 答案C 綜合提升 10. 201刈4月20日上午8時(shí)，四川雅安地區(qū)發(fā)生了 7.0級大地震災(zāi)害，導(dǎo)致很多房屋 坍塌，場景慘不忍睹，就此事件，下列說法正確的是 （ ）. A.所有建筑物振動周期相同 B.所有建筑物振幅相同 C.建筑物的振動周期由其固有周期決定 D.所有建筑物均做受迫振動 解析 由受迫振動的特點(diǎn)知A、D正確. 答案 AD 11. （2013銀川高二檢測）汽車的重量

10、一般支撐在固定于軸承上的若干個(gè)彈簧上，彈 簧的等效勁度系數(shù)k= 1.5X 105 N/m.汽車開動時(shí)，在振幅較小的情況下，其上下 1 g 自由振動的頻率滿足f= 近 1（1為車廂在平衡位置時(shí)彈簧被壓縮的長度）.若人 體可以看成一個(gè)彈性體，具固有頻率約為 2 Hz,已知汽車的質(zhì)量為600 kg,每 個(gè)人的質(zhì)量為70 kg,則這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感覺到最難受. 解析 當(dāng)汽車振動的頻率f= 2 Hz時(shí)，即達(dá)到人的固有頻率時(shí)，人感到最難受.設(shè) 乘坐n個(gè)人時(shí)人感到最難受，則=211；\/1① Mg + nmg= kl ② 由①②兩式聯(lián)立，得n=5. 答案 5人 12.圖11 —5—9為一

11、單擺的共振曲線，該單擺的擺長約為多少？共振時(shí)單擺的振幅多 大？共振時(shí)擺球的最大速度和最大加速度各為多少？ （g取10 m/s2） 解析 從共振曲線可知，單擺的固有頻率f= A7［：m 0.5 Hz,因?yàn)?f= 27 a/?,所以 l=4兀、2,代 ： 工/ ：、 圖 11-5-9 入數(shù)據(jù)解得1=1 m. 從共振曲線可知：單擺發(fā)生共振時(shí)，振幅Amax=8 cm.設(shè)單擺的最大偏角為9, 1 2 擺球所能達(dá)到的最大高度為h,由機(jī)械能守恒定律得2mvmax2=mgh,又h=1（1 — cos 8 ）,當(dāng)濟(jì)艮小時(shí) 1 —cos 0 =2sinT2=2P,解得vmax= jVg1^0.25 m/s, A 擺球在最大位移處加速度最大，有mgsin 8 =mamax,即amax=gsin 8 =g 1 , 代入數(shù)據(jù)解得amax= 0.8 m/s2. 答案 1 m 8 cm 0.25 m/s 0.8 m/s2