PAGE5-受迫振動(dòng)共振eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．手機(jī)是常用的通信工具，當(dāng)來電話時(shí)，它可以用振動(dòng)來提示人們。振動(dòng)原理很簡潔：是一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)就跟著振動(dòng)起來。其中葉片的形態(tài)你認(rèn)為是下圖中的(A)解析：B、C、D中圖形均為中心對稱圖形，轉(zhuǎn)動(dòng)起來不會(huì)引起振動(dòng)。2．(2024·吉林省扶余市第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦地探究，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法解決了這一問題，在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是(D)A．加大飛機(jī)的慣性 B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加堅(jiān)固 D．變更機(jī)翼的固有頻率解析：飛機(jī)抖動(dòng)得厲害是因?yàn)榘l(fā)生了共振現(xiàn)象，想要解決這一問題，須要使系統(tǒng)的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率差距增大，在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿，變更的是機(jī)翼的固有頻率，故選項(xiàng)D正確。3．部隊(duì)經(jīng)過橋梁時(shí)，規(guī)定不許齊步走，登山運(yùn)動(dòng)員登雪山時(shí)，不許高聲叫喊，主要緣由是(C)A．減輕對橋的壓力，避開產(chǎn)生回聲B．削減對橋、雪山的沖擊力C．避開使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D．使橋受到的壓力更不勻稱，使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量解析：部隊(duì)過橋時(shí)如齊步走，給橋梁施加周期性外力，簡潔使橋的振動(dòng)幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋梁坍塌；登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)高聲叫喊，聲波簡潔引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應(yīng)選C。4．如圖所示，把兩個(gè)彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)狀況是(B)A．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為8HzB．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為72Hz解析：物體做受迫振動(dòng)時(shí)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；物體的固有頻率越接近驅(qū)動(dòng)力的頻率，物體振動(dòng)的振幅就越大，所以B正確。5．一個(gè)擺長約1m的單擺，在下列的四個(gè)隨時(shí)間變更的驅(qū)動(dòng)力作用下振動(dòng)，要使單擺振動(dòng)的振幅盡可能增大，應(yīng)選用的驅(qū)動(dòng)力是(C)解析：據(jù)單擺的周期公式：T＝2πeq\r(\f(L,g))求出此擺的周期T≈2s，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期接近該單擺的固有周期時(shí)，振幅最大，C圖的周期為2s，故選C。6．(2024·吉林省八校高二下學(xué)期期中聯(lián)考)下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變更的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(B)驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A．f固＝60Hz B．50Hz<f固<70HzC．60Hz<f固<70Hz D．以上三個(gè)都不對解析：固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，振幅最大，固有頻率越接近驅(qū)動(dòng)力頻率，振幅越大；表格中當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為50Hz和60Hz時(shí)，振幅最大，說明固有頻率在50Hz～70Hz之間；故選B。7．(多選)如圖所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖線，下列說法中正確的是(BD)A．?dāng)[球A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B．?dāng)[球A時(shí)刻的勢能等于B時(shí)刻的勢能C．?dāng)[球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D．?dāng)[球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能解析：單擺做阻尼振動(dòng)，因此其機(jī)械能不斷減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤；由圖又看出A、B兩時(shí)刻單擺的位移相同，即在同一位置，故勢能相同，選項(xiàng)B正確；因機(jī)械能越來越小，所以動(dòng)能B處比A處小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。8．(多選)(2024·湖北名校聯(lián)盟高二下學(xué)期期中)蜘蛛會(huì)依據(jù)絲網(wǎng)的振動(dòng)狀況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”，若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz，下列說法正確的是(CD)A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅越大B．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率低于200Hz時(shí)，絲網(wǎng)不振動(dòng)C．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的周期為0.005s時(shí)，絲網(wǎng)的振幅最大D．昆蟲“落網(wǎng)”時(shí)，絲網(wǎng)振動(dòng)的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率確定解析：依據(jù)共振的條件可知，系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率低于200Hz時(shí)，絲網(wǎng)仍舊振動(dòng)，B錯(cuò)誤；當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的周期為0.005s時(shí)，其頻率：f＝1/T＝200Hz，與絲網(wǎng)的固有頻率相等，所以絲網(wǎng)的振幅最大，故C正確；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以昆蟲“落網(wǎng)”時(shí)，絲網(wǎng)振動(dòng)的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率確定，故D正確。二、非選擇題(共12分)9．(12分)(2024·河北省唐山市高三上學(xué)期期末)如圖所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中；當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)靜止后，小球做__阻尼__振動(dòng)(選填“阻尼”“自由”“受迫”)；若彈簧和小球構(gòu)成的系統(tǒng)振動(dòng)頻率約為3Hz，現(xiàn)使圓盤以4s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，小球的振動(dòng)頻率為__0.25__Hz；漸漸變更圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，當(dāng)小球振動(dòng)的振幅達(dá)到最大時(shí)，此時(shí)圓盤的周期是多少？答案：0.33s解析：當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)靜止后，小球受阻力作用而做阻尼振動(dòng)；小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，小球的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,4)Hz＝0.25Hz；漸漸變更圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，當(dāng)小球振動(dòng)的振幅達(dá)到最大時(shí)，此時(shí)圓盤的周期等于小球的固有周期，即為eq\f(1,3)s≈0.33s。eq\f(素能等級練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(2024·天津一中高二下學(xué)期模塊檢測)如圖所示，在一根張緊的水平繩上掛有5個(gè)單擺，其中b擺球質(zhì)量最大，其余4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為Lc>Lb＝Ld>La>Le，現(xiàn)將b擺球垂直紙面對里拉開一微小角度后釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后，其余各擺均振動(dòng)起來并達(dá)到穩(wěn)定，下列敘述正確的是(B)A．4個(gè)單擺的周期Tc>Td>Ta>TeB．4個(gè)單擺的頻率fa＝fc＝fd＝feC．4個(gè)單擺的振幅Aa＝Ac＝Ad＝AeD．4個(gè)單擺中c擺振幅最大解析：b擺球垂直紙面對里拉開一微小角度后釋放，使得其他4個(gè)單擺都做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以4個(gè)單擺頻率相同，周期也一樣，所以A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，振幅最大，即達(dá)到共振。依據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))知，d擺球長與b擺球長相等，則驅(qū)動(dòng)力的周期等于d擺球的固有周期，發(fā)生共振，所以d擺球振幅最大，CD錯(cuò)誤。2．(多選)一個(gè)彈簧振子做受迫運(yùn)動(dòng)，它的振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知(ACD)A．頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B．驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振時(shí)小，但振子振動(dòng)的頻率仍為f2C．振子假如做自由振動(dòng)，它的頻率是f2D．振子可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)解析：A對：處于共振狀態(tài)時(shí)，振幅最大。B錯(cuò)：物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振時(shí)小，但振子振動(dòng)的頻率為f3。C對：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率時(shí)，振子處于共振狀態(tài)，所以振子假如做自由振動(dòng)，則它的頻率為f2。D對：振子在頻率為f1驅(qū)動(dòng)力作用下可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)。3．將測力傳感器接到計(jì)算機(jī)上可以測量快速變更的力，將單擺掛在測力傳感器的探頭上，測力探頭與計(jì)算機(jī)連接，用此方法測得的單擺搖擺過程中擺線上拉力的大小隨時(shí)間變更的曲線如圖所示，g取10m/s2。某同學(xué)由此圖像供應(yīng)的信息做出了下列推斷，其中正確的是(BC)A．?dāng)[球的周期T＝0.5sB．單擺的擺長l＝1mC．t＝0.5s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)D．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)過程中周期越來越小解析：由題圖可知，單擺兩次拉力極大值的時(shí)間差為1s，所以單擺的振動(dòng)周期為2s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得擺長l＝1m，選項(xiàng)B正確；t＝0.5s時(shí)擺線的拉力最大，所以擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；擺線拉力的極大值發(fā)生變更，說明擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度發(fā)生了變更，所以擺球做阻尼振動(dòng)，振幅越來越小，由于周期與振幅無關(guān)，所以單擺的周期不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共16分)4．(16分)汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝1.5×105N/m。汽車起先運(yùn)動(dòng)時(shí)，在振幅較小的狀況下，其上下自由振動(dòng)的頻率滿意f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l為彈簧的壓縮長度)。若人體可以看成一個(gè)彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個(gè)人的質(zhì)量為70kg，則這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感到最難過？答案：5人解析：人體的固有頻率