人教版高中物理选修一 第2章 第6节 受迫振动 共振 基础
一、单项选择题(共4小题;共16分)
1. 正在运转的洗衣机,当其脱水桶转得很快时,机身的振动并不强烈,切断电源,转动逐渐停下来,到某一时刻 ,机器反而会发生强烈的振动,此后脱水桶转速继续变慢,机身的振动也随之减弱,这种现象说明
A. 在时刻 脱水桶的惯性最大 B. 在时刻 脱水桶的转动频率最大
C. 在时刻 洗衣机发生共振 D. 纯属偶然现象,并无规律
2. 如图所示,两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上,已知甲的质量大于乙的质量。当细线突然断开后,两物块都开始做简谐运动,在运动过程中
A. 甲的振幅大于乙的振幅 B. 甲的振幅小于乙的振幅
C. 甲的最大速度小于乙的最大速度 D. 甲的最大速度大于乙的最大速度
3. 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 ,则
A. B.
C. D. 以上三个都不对
4. 如图所示,在一根张紧的水平绳上挂有 个单摆,其中 摆摆球质量最大,其余 个摆摆球质量相等,摆长关系为 。现将 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放,经过一段时间后,其余各摆均振动起来并达到稳定时的情况是
A. 个单摆的周期
B. 个单摆的频率
C. 个单摆的振幅
D. 个单摆中 摆的振幅最小,且
二、双项选择题(共2小题;共8分)
5. 一个摆在空气中做阻尼振动,下列说法中正确的是
A. 振动的能量在逐渐转化为其他形式的能
B. 后一时刻摆球的动能一定比前一时刻摆球的动能小
C. 后一时刻摆球的势能一定比前一时刻摆球的势能小
D. 后一时刻摆球的机械能一定比前一时刻摆球的机械能小
6. 如图所示,当 振动起来后,通过水平挂绳迫使 、 振动,下列说法正确的是
A. ,, 三个单摆的周期均相同 B. 只有 , 二个的周期相同
C. 的振动振幅比 小 D. ,, 三个振幅均相等
三、多项选择题(共1小题;共4分)
7. 下列说法中正确的是
A. 阻尼振动是减幅振动
B. 实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用
C. 阻尼振动的振幅逐渐减小,所以周期也逐渐减小
D. 阻尼过大时,系统将不能发生振动
四、解答题(共1小题;共13分)
8. 汽车在一条起伏不平的公路上行驶,路面上相邻两个凸起处相距都是大约 ,汽车的车身是装在弹簧上的,当汽车以 的速度行驶时,车身振动得最激烈,则汽车的固有频率是多少
答案
第一部分
1. C
【解析】洗衣机脱水时,脱水桶转速很大,转动周期远小于洗衣机的固有周期,机身振动很弱,切断电源后,转速逐渐减小,转动周期逐渐增大,先是接近洗衣机的固有周期,接着又远离洗衣机的固有周期,在某时刻 ,脱水桶转动周期等于洗衣机固有周期,洗衣机发生共振,振动得最强烈,故 C 选项正确。
2. C
【解析】线未断开前,两根弹簧伸长的长度相同,离开平衡位置的最大距离相同,即振幅一定相同。故A错误,B 也错误;
当线断开的瞬间,弹簧的弹性势能相同,到达平衡后,甲乙的最大动能相同,由于甲的质量大于乙的质量,由 知道,甲的最大速度一定小于乙的最大速度。故C正确,D错误。
3. C
【解析】从表中所显示的数据可判断出 与 相差越大,受迫振动的振幅越小;
与 越接近,受迫振动的振幅越大;
还可以看出 越接近 ,振幅的变化越慢;
比较各组数据知 在 范围内时,振幅变化最小,因此 ,即 C 正确。
4. B
【解析】将 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放,其他 个单摆都做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,所以 个单摆的频率相同,周期也一样,故A错误,B正确;当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时,物体振幅最大,即达到共振,根据 知, 摆摆长与 摆摆长相等,则驱动力的周期等于 摆的固有周期,发生共振,所以 摆振幅最大,故C、D错误。
第二部分
5. A, D
6. A, C
第三部分
7. A, B, D
【解析】阻尼振动即振动过程中受到阻力作用的振动,因为实际的运动在空气中要受到空气的阻力作用,因此不可避免地受到阻尼作用,即B选项正确;由于振幅是振动系统能量大小的标志,阻尼振动过程中由于要克服阻力做功,消耗系统的机械能,因此系统机械能减小,所以报幅要减小,则A选项正确;但是振动系统的周期与振幅无关,因此阻尼振动尽管是减幅报动,但其固有周期不变,当阻尼过大时由于合外力可能为零,将不能提供回复力,则振动系统将不能发生振动,此时振动系统的周期可看做无穷大,因此C选项不正确,D选项正确。
第四部分
8.
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