同步课时精练（九）2.5生活中的振动（后附解析）

同步课时精练（九）2.5 生活中的振动（后附解析）
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．若把一个在成都地区走时准确的摆钟搬到北京去，则走时会变慢
B．物体做简谐运动时经过平衡位置的加速度可能不等于0
C．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大
D．物体做简谐运动时，回复力的方向与速度方向总是相反
2．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就会抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索，发现在飞机机翼前缘处安装一个配重杆，就可以解决这一问题。在飞机机翼前缘处安装配重杆的目的主要是（　　）
A．加大飞机的惯性 B．改变机翼的固有频率
C．使机翼更加牢固 D．使机体更加平衡
3．一振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f，下列说法正确的是（ ）
A．当时，该振动系统的振幅随f增大而增大
B．当时，该振动系统的振幅随f增大而增大
C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0
D．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
4．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A．若图线I是在地球上完成的，则该摆摆长约为
B．若图线Ⅱ是在月球上完成的，则该摆摆长约为
C．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
D．若两次受迫振动摆长相同，则两地的重力加速度比
5．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图所示。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15 s，在某电压下，电动偏心轮的转速是50 r/min。已知增大电动偏心轮电压可使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（　　）
①降低输入电压 ②提高输入电压 ③增加筛子质量 ④减小筛子质量
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（　　）
A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C．秋千摆动的周期为
D．该地的重力加速度
7．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中、的摆长相等，当摆振动起来后，其余各摆也振动起来，关于、、、四个单摆的摆动描述正确的是（ ）
A．摆动得振幅最大
B．摆摆动得振幅最大
C．摆摆动得最快
D．摆摆动得最快
8．如图所示为路面共振破碎机破碎旧水泥路面。破碎机有专用传感器感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，从而将水泥路面击碎。结合你所学的知识判断下列说法正确的是（　　）
A．路面共振破碎机的锤头振动的频率在不同路面时一定相同
B．路面共振破碎机停止工作后，水泥路面振动的频率随着振幅减小而减小
C．锤头振动频率越高，水泥路面的振动幅度越大，效果越好
D．调节锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，效果最好
二、多选题
9．如图所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法正确的是（ ）
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相同
B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于
C．如果驱动摆的摆长为L，振幅为A，若某个单摆的摆长大于L，振幅也大于A
D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大
E．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量
10．关于阻尼振动，以下说法中正确的是（　　）
A．机械能不断减小 B．动能不断减小
C．振幅不断减小 D．一定不是简谐运动
11．单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是（　　）


A．若使M振动起来，P不会振动
B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2s
C．若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大
D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s
12．如图所示为某振动系统做受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图，则下列说法正确的是（　　）
A．振动系统振动的频率由驱动力频率和振动系统的固有频率共同决定
B．振动系统的固有频率为f0
C．当驱动力频率为f0时，振动系统会发生共振现象
D．驱动力频率越大，振动系统的振幅越大
三、解答题
13．说一说，生活中有哪些利用和防止共振的实例。
14．如果把人作为一个有弹性的整体来看，在水平方向的固有频率为3 ~ 6Hz，竖直方向的固有频率为4 ~ 8Hz。拖拉机驾驶员，风镐、风铲、铆钉机等机械的操作员在工作时都会受到周期性的驱动力，为保障操作员的安全与健康，有关部门做出规定：用手操作的各类振动机械的频率必须大于20Hz，请说明这样规定的原因。
15．火车车厢是装在减震弹簧上的，它们的固有周期是。假如铁轨每经过便有一个小的空隙，车轮通过空隙便受到一次冲击而使车厢振动。那么，火车匀速运动的速度多大时，车厢振动得最厉害？
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
解析：A．若把一个在成都地区走时准确的摆钟搬到北京去，重力加速度变大，根据
可知，周期变小，则走时会变快，选项A错误；
B．物体做简谐运动时经过平衡位置的回复力为0，指向平衡位置的加速度为0，合加速度可能不等于0，B正确；
C．当驱动力的频率等于物体的固有频率时振动最大，则当物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅不一定会增大，选项C错误；
D．物体做简谐运动时，回复力的方向与加速度相同，与速度方向可能相同，也可能相反，选项D错误。
答案：B。
2．B
解析：飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，在飞机机翼前装置配重杆，是为了改变机翼的固有频率，使驱动力的频率远离固有频率。故B正确。
答案：B。
3．A
解析：A．当
时，随着f增大（即逐渐接近固有频率），系统的振幅增大，A正确；
B．当
时，随f增大（即逐渐远离固有频率），系统的振幅减小，B错误；
CD．对于受迫振动，系统稳定时振动的频率等于驱动力的频率f，CD错误。
答案：A。
4．C
解析：根据题意，由图可知，图线I单摆的固有频率为，则固有周期为
图线Ⅱ单摆的固有频率为，则固有周期为
A．若图线I是在地球上完成的，由周期公式可得，该摆摆长约为
故A错误；
B．若图线Ⅱ是在月球上完成的，由周期公式可得，该摆摆长约为
故B错误；
C．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则重力加速度相等，则有
故C正确；
D．若两次受迫振动摆长相同，则两地的重力加速度比为
故D错误。
答案：C。
5．C
解析：根据题意，得筛子的故有频率为
电动机某电压下，电动偏心轮的转速是50 r/min，此时频率为
此时频率小于筛子的故有频率，要使振幅增大，可以提高输入电压或增加筛子质量。
答案：C。
6．D
解析：A．秋千从摆动到停下的过程受空气阻力，振幅不断减小，为阻尼振动，故A错误；
B．在最低点，根据牛顿第二定律
可得秋千对手机的支持力
可知秋千对手机的支持力大于手机所受的重力，故B错误；
C．秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用得时间，所以两次经过最低点，有两次向心加速度最大，故周期为
故C错误；
D．根据单摆周期公式
可得当地重力加速度
故D正确。
答案：D。
7．B
解析：CD．因为受迫振动的频率与驱动力的频率相等，与本身固有频率无关，由题可知，，，是受迫运动，所以、、、的振动频率等于的振动频率，所以它们的周期相等，每个单摆按照的固有频率振动，各单摆摆动快慢相同，故CD错误；
AB．摆的固有频率与的振动频率相同，所以、会发生共振，因此的振幅最大，故A错误，B正确。
答案：B。
8．D
解析：A．水泥路面的固有频率是取决于自身材料、结构等特点，路面共振破碎机的锤头振动的频率在不同路面时不一定相同，A项错误；
B．锤头周期性击打水泥路面停止工作后，水泥路面振动的振幅减小，但频率不变，B项错误；
CD．当锤头振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振，振动幅度达到最大，效果最好，而并非锤头振动频率越高，效果越好，C项错误，D项正确；
答案：D。
9．ABD
解析：A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同，根据
F=-kx
可得，加速度
a=
故加速度一定相同，A正确；
B．如果驱动摆的摆长为L，根据单摆的周期公式有，而其他单摆都是受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，B正确；
C．当受迫振动的单摆的固有周期等于驱动摆的周期时，受迫振动的振幅最大，故某个单摆的摆长大，振幅不一定也大，C错误；
DE．同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，则只有摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共振，受迫振动不仅传播运动形式，还传播能量和信息，D正确，E错误。
答案：ABD。
10．ACD
解析：阻尼振动是振幅不断减小的振动，故阻尼振动一定不是简谐运动，而振幅是振动能量的标志，故阻尼振动中机械能也不断减小，但动能在振动过程中是不断变化的，无法比较其大小，故ACD正确，B错误。
答案：ACD。
11．CD
解析：A．若使M振动起来，其他小球也会振动，做受迫振动，故A错误；
B．受迫振动的周期等于驱动力的周期，若使M振动起来，稳定时N振动的周期等于2s，故B错误；
C．若使P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振，稳定时M比N的振幅大，故C正确；
D．O的周期为3s，使O振动起来，M做受迫振动，则振动周期为3s，故D正确。
答案：CD。
12．BC
解析：A．振动系统振动的频率等于驱动力的频率，故A错误；
BC．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动系统发生共振现象，此时振动系统的振幅最大，故BC正确；
D．由图可知，当驱动力的频率小于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅变大；当驱动力的频率大于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅变小，故D错误。
答案：BC。
13．见解析
解析：大提琴、吉他等都有一个箱体，称之为共鸣箱，是声音共振的利用；部队过桥时避免齐步走，主要是防止共振的发生。
14．见解析
解析：拖拉机驾驶员，风镐、风铲、铆钉机等机械的操作员在工作时人体做受迫振动，振动的频率等于驱动力的频率，而驱动力频率与人体的固有频率越接近，人体内部器官的振动幅度越大，危害越大；因此为了防止共振的产生，应让各振动机械的频率不在人的固有频率的范围之内，即必须大于20Hz。
15．
解析：火车车厢的固有周期：，当火车在长的铁轨上运行时，受到周期性驱动力的作用，做受迫振动，当驱动力的周期等于火车车厢的固有周期时，车厢发生共振，振幅最大，火车匀速行驶的速度为
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