广东省深圳市2017_2018学年高中物理第十一章机械振动11.5外力作用下的振动课后同步练习新人教版

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11.5 外力作用下的振动1．单摆在振动过程中,摆动幅度越来越小,这是因为（）A．单摆做的是阻尼振动B．能量正在逐渐消灭C．动能正在转化为势能D．机械能不守恒E．总能量守恒，减少的机械能转化为内能【答案】ADE2．下列振动，不属于受迫振动的是（)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上沿上下方向振动E．共振筛的振动【答案】ACD3．一台洗衣机的脱水桶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，然后振动逐渐减弱，下列说法中正确的是( )A．洗衣机做的是受迫振动B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小D．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率等于洗衣机的固有频率E．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率【答案】ABE4。

如图11.5。

8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，当支架在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（)图11。

11.5外力作用下的振动新提高·课时作业基础达标1．跟着电信业的发展，手机是常用的通讯工具，当来电话时，它能够用振动提示人们．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．此中叶片的形状是图中的()【分析】手机做受迫振动．【答案】A2．以下振动，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．儿童睡在自由摇动的吊床上，儿童跟着吊床一同摇动D．弹簧振子在竖直方向沿上下方向振动【分析】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．队伍经过桥梁时，规定不准齐步走，爬山运动员登高峰时，不准大声叫唤，主要原由是 ()A．减少对桥的压力，防止产生回声B．减少对桥、雪山的冲量C．防止使桥发生共振和使雪山发生共振D．使桥遇到的压力更不平均，使爬山运动员耗散能量减少【分析】队伍过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，简单使桥的振动幅度增添，即发生共振，造成桥梁坍毁；爬山运动员在登高峰时大声叫唤，声波简单引起雪山共振而发生雪崩，故应选 C.【答案】C4．如下图，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次为9 Hz ，乙弹簧振子的固有频次为72 Hz ，当支架遇到竖直方向且频次为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动状况是()A．甲的振幅较大，且振动频次为18 HzB．甲的振幅较大，且振动频次为9 HzC．乙的振幅较大，且振动频次为9 HzD．乙的振幅较大，且振动频次为72 Hz【分析】依据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为驱动力的频次等于甲的固有频次，做受迫振动的物体的频次等于驱动力的频次，所以选项 B 正确．【答案】B5．如下图是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图象，曲线上、B 两点的连线与横轴平A行，以下说法正确的选项是()A．振子在A时辰的动能等于B时辰的动能B．振子在A时辰的势能大于B时辰的势能C．振子在A时辰的机械能等于B 时辰的机械能D．振子在A时辰的机械能大于B 时辰的机械能【分析】因为弹簧振子做阻尼振动，所以 A 时辰的机械能大于 B 时辰的机械能，选项C 错， D 对；因为弹簧的弹性势能与弹簧的形变量( 即位移 ) 相关，所以选项 B 错；振子在 A 时辰的动能大于 B 时辰的动能，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，飞机的机翼很快就颤动起来，并且越抖越厉害．以后人们经过了艰辛的探究，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假如()A．加大飞机的惯性 B ．使机体更为均衡C．使机翼更为坚固 D ．改变机翼的固有频次【分析】飞机颤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次与驱动力的频次差距增大，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次，应选项 D 正确．【答案】D7．研究单摆受迫振动规律时获得如下图图象，以下说法错误的选项是()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【分析】题中图象为受迫振动的振幅随驱动力的频次变化的图线，纵坐标表示振幅，横坐标表示驱动力的频次．当振动的频次与驱动力的频次同样时，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次，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长．【分析】依据图象和共振条件，驱动力频次为0.4 Hz ，即为单摆的固有频次．再由单摆周期公式可求得结果．由图象能够看出，当驱动力的频次为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，单摆的固有频次为0.4 Hz ，由＝ 2πl ＝1可得l ＝g2 2＝1.56 m.Tg f4πf【答案】 1.56 m能力提高1．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都一定留有必定的空隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会遇到一次冲击．因为每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车遇到周期性的冲击做受迫振动．一般钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s．下列说法错误的选项是()A．列车的危险速率为40 m/sB．列车过桥需要减速，是为了防备列车发生共振现象C．列车运行的振动频次和列车的固有频次老是相等的D．增添钢轨的长度有益于列车高速运行【分析】关于受迫振动，当驱动力的频次与固有频次相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率L Lv＝＝40 m/s，A正确．为了防备共振现象发生， B 正确，由v＝知L增大时，T TT 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次变化的关系，若该振动系统的固有频次为f 固，则()驱动力频次 /Hz304050607080受迫振动振幅 /cm10.216.827.228.116.58.3A. f固＝ 60 Hz B ． 60 Hz< f固 <70 HzC．50 Hz< f固 <60 Hz D ．以上三个都不对【分析】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固越靠近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f驱越靠近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f驱在50 Hz～ 60 Hz范围内时，振幅变化最小，所以，50 Hz<f固 <60 Hz，即 C 正确．【答案】C3．( 多项选择 ) 一洗衣机脱水桶在正常工作时特别均衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动愈来愈强烈，而后振动再渐渐减弱，对这一现象，以下说法正确的选项是() A．正常工作时，洗衣机脱水桶的运行频次比洗衣机的固有频次大B．正常工作时，洗衣机脱水桶的运行频次比洗衣机的固有频次小C．正常工作时，洗衣机脱水桶的运行频次等于洗衣机的固有频次D．当洗衣机振动最强烈时，洗衣机脱水桶的运行频次恰巧等于洗衣机的固有频次【分析】切断电源后洗衣机脱水桶的转速愈来愈小，即洗衣机脱水桶的运行频次越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，特别均衡．可知，正常工作时频次大于洗衣机的固有频次，故 A 项正确．当振动最强烈时，洗衣机发生了共振，即洗衣机脱水桶运行频次等于洗衣机固有频次， D 项正确．【答案】AD4.将一个电动传感器接到计算机上，就能够丈量迅速变化的力，用这类方法测得的某单摆摇动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如下图．某同学由此图象供给的信息作出的下列判断中，正确的选项是()A．t＝ 0.2 s时摆球正经过最低点B．t＝ 1.1 s时摆球正经过最低点C．摆球摇动过程中机械能减小D．摆球摇动的周期是T＝1.4 s【分析】悬线拉力在摆球经过最低点时最大，t ＝0.2 s时， F 有正向最大值，故 A 选项正确，t ＝ 1.1 s 时，F有最小值，不在最低点，周期应为＝1.2 s ，因振幅减小，故机械T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k ＝51g 1.5 ×10N/m，汽车开动时，在振幅较小的状况下，其上下自由振动的频次知足 f ＝2π·l ( l为弹簧压缩的长度 ) ．若人体能够当作一个弹性体，其固有频次约为 2 Hz ，已知汽车的质量为 600 kg，每一个人的质量为 70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最痛苦？2 ( g取 10 m/s )【分析】当人的固有频次与弹簧振动的频次相等时感觉最痛苦，1g则 f ＝＝ 2 Hz，2πl1解得 l ＝16m.对汽车和全部的人受力均衡有：kl ＝( M＋ nm) g，得 n＝4.8≈5(人)．【答案】 5 人。

第十一章机械振动第5节外力作用下的振动1．一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是A．B．C．D．【答案】C2．铁轨上每根钢轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有频率是2 Hz，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害A．6 m/s B．12 m/sC．24 m/s D．48 m/s【答案】C【解析】弹簧振子的固有频率是有弹簧振子自身特点决定的，与振子的振幅是无关的，当固有频率与实际平率接近时振幅越大，由题意可得：铁轨上每根钢轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有频率是2 Hz，那么列车以24 m/s速度行驶时，车厢振动最厉害，所以C正确。

3．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把曲轴可带动弹簧振子上下振动。

开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得频率为2 Hz，现匀速转动摇把，转速为240 r/min，则A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 sB．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25 sC．当转速为240 r/min时，弹簧振子的振幅最大D．转速越大，弹簧振子的振幅就越大【答案】B4．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中A．振幅越来越小，周期也越来越小B．振幅越来越小，周期不变C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变【答案】BD【解析】单摆做阻尼振动，振幅越来越小，周期不变，振动过程中，机械能不守恒，因为能量越来越少，机械能减少转化为内能。

由题意可得BD正确。

5．下列振动中属于受迫振动的是A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动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上沿上下方向振动【答案】B【解析】敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，不属于受迫振动，故A错误；电磁式打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振动，振荡频率等于交流电的频率，故B正确；小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动，由于空气阻力的作用，小孩和吊床一起做阻尼振动，故选项C错误；忽略空气阻力，弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动时，受到的合外力属于简谐运动回复力的特点，故属于简谐振动，故D错误。

简谐运动的描述1．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，位移 x 随时间 t 变化的关系为 x =A sin ωt ，振动图象如图所示，下列说法不正确的是A ．弹簧在第 1 s 末与第 3 s 末的长度相同B ．简谐运动的角速度 ω=π 4rad/sC ．第 3 s 末振子的位移大小为 2 2AD ．从第 3s 末到第 5 s 末，振子的速度方向发生变化 【答案】D2．如图所示为水平面内振动的弹簧振子，O 是平衡位置，A 是最大位移处，不计小球与轴的摩擦，则下列说法正确的是A ．每次经过 O 点时的动能不相同B ．从 A 到 O 的过程中加速度不断增加C ．从 A 到 O 的过程中速度不断减小D ．从 O 到 A 的过程中速度与位移的方向相同 【答案】D3．如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是A ．振动周期是 2×10-2 sB ．第 2个 1×10-2 s 内物体的位移是-10 cmC ．物体的振动频率为 25 HzD ．物体的振幅是 10 cm1【答案】CD4．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x=A sin πt，则质点4A．第1 s末与第3 s末的位移相同B．第1 s末与第3 s末的速度相同C．3 s末至5 s末的位移方向都相同D．3 s末至5 s末的速度方向都相同【答案】AD5．物体做简谐运动，通过A点时的速度为v，经过2 s后物体第一次以相同的速度通过B点，再经过2s后物体紧接着又通过B点，已知物体在4s内经过的路程为6 c m。

则物体运动的周期和振幅分别为A．4 s，6 cmB．8 s，12 cmC．2 s，3 cmD．8 s，3 cm【答案】D6．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x=5sin π4t（cm），则下列关于质点运动的说法中正确的是A．质点做简谐运动的振幅为10 cmB．质点做简谐运动的周期为4 sC．在t=4 s时质点的速度最大D．在t=4 s时质点的加速度最大【答案】C7．关于弹簧振子的振动，下述说法中正确的有A．周期与振幅有关，振幅越小，周期越小B．振子经过平衡位置时速度为零C．在平衡位置时速度最大D．在最大位移处，因为速度为零所以加速度也为零【答案】C8．有一弹簧振子，振幅为0.8 c m，周期为0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振2动方程是πA．x=8×10－3sin4πt2mπB．x=8×10－3sin 4πt2m3πC．x=8×10－1sinπt2mππD．x=8×10－1sint42m 【答案】A9．某质点做简谐运动，其位移与时间的关系为2πx 3sin(πt )cm，则以下正确的是32A．质点的振幅为3 mB．质点的振动周期为23πsC．t=0.75 s时，质点到达波峰D．质点前2 s内的位移为–4.5 cm 【答案】D10．如图所示，下列说法正确的是A．振动图象是从平衡位置开始计时的B．0.7 s末速度沿x轴负方向C．1 s末速度最大D．1 s末速度最小为零【答案】AD11．某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为：2ππx3sin（t）cm，则32A．质点的振幅为3 cmB．质点振动的周期为3 s3C．质点振动的周期为2π3sD．t=0.75 s时刻，质点回到平衡位置【答案】ABD12．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。