1.4 生活中的振动 同步练习 (含答案解析) (4)

1.4
生活中的振动
同步练习
1．下列说法中正确的是
(　　)．
A．有阻力的振动叫做受迫振动
B．物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动
C．物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动
D．物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率最终等于驱动力频率
2．两个弹簧振子，甲的固有频率是100
Hz，乙的固有频率是400
Hz，若它们均在频率是300
Hz的驱动力作用下做受迫振动，则振动稳定后
(　　)．
A．甲的振幅较大，振动频率是100
Hz
B．乙的振幅较大，振动频率是300
Hz
C．甲的振幅较大，振动频率是300
Hz
D．乙的振幅较大，振动频率是400
Hz
3．单摆在空气中做阻尼振动，下列说法中正确的是
(　　)．
A．位移逐渐减小
B．速度逐渐减小
C．动能逐渐减小
D．振动的能量逐渐转化为其他形式的能
4.如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是(　　)．
A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能
B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能
C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能
D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能
5．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因是
(　　)．
A．减轻对桥的压力，避免产生回声
B．减少对桥、雪山的冲量
C．避免使桥和雪山发生共振
D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少
6.如图所示是物体做受迫振动的共振曲线，其纵坐标表示物体(　　)．
A．在不同时刻的振幅
B．在不同时刻的位移
C．在不同驱动力下的振幅
D．在不同驱动力下的位移
7.如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动，已知A、B、F三摆的摆长相同，则下列判断正确的是
(　　)．
A．7个摆的固有频率都相同
B．振动稳定后7个摆的振动频率都相同
C．B、F摆的摆长与A摆相同，它们的振幅最大
D．除A摆外，D、E摆离A摆最近，它们的振幅最大
8．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等．所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6
m，列车固有振动周期为0.315
s．下列说法错误的是
(　　)．
A．列车的危险速率为40
m/s
B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象
C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行
9.
如图所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知
(　　)．
A．驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态
B．驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3
C．假如让振子自由振动，它的频率为f2
D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2或f3
10．在实验室可以做“声波碎杯”的实验．用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这个声音的频率为500
Hz.将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是
(　　)．
A．操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大
B．操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波
C．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员一定是将声波发生器发生的声波频率调到500
Hz
11．2008年5月12日下午2时，四川汶川地区发生了特大地震灾害，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，就此事件，下列说法正确的是
(　　)．
A．所有建筑物振动周期相同
B．所有建筑物振幅相同
C．建筑物的振动周期由其固有周期决定
D．所有建筑物均做受迫振动
12．洗衣机脱水桶正常工作时转速为2
800
r/min，脱水后切断电源到电动机停止转动的时间为16
s，实际发现13
s左右时，洗衣机震荡最为激烈．若切断电源后转速是随时间均匀减小的，则洗衣机振动的固有频率大约是多少？
13.图为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少？(g取10
m/s2)
答案：
1.
解析　物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动，选项C对、B错；这个周期性的外力应当能给振动物体补充能量，而阻力不行，选项A错；受迫振动的频率最终等于驱动力频率，选项D对．答案　CD
2.
解析　振动稳定后，受迫振动的频率等于驱动力频率，选项A、D错；由于乙的固有频率更接近驱动力频率，所以乙的振幅较大，选项B对、C错．
3.
解析　单摆在空气中做阻尼振动时，由于克服阻力做功，所以振动能量会逐渐减少，并转化为其他形式的能，选项D对；但是其位移、速度以及动能都会交替变化，所以选项A、B、C错．答案　D
4.
解析　该题考查阻尼振动的图象以及能量的转化关系．在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使振动的能量逐渐转化为内能，C错、D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．由于A、B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等．A错、B对．
5.
解析　部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C.
6.
解析　共振曲线表示的是振动物体的振幅随驱动力频率的变化而变化的关系，所以纵坐标应当表示振动物体在不同驱动力下的振幅．答案　C
7.
解析　7个摆的摆长不完全相同，固有频率不相同，选项A错；A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，选项B对；B、F摆的摆长与A摆相同，发生共振，选项C对、D错．答案　BC
8.
解析　对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率v＝＝40
m/s，A正确；列车过桥减速是为了防止共振现象发生，B正确；由v＝知L增大时，T不变，v变大，D正确．所以A、B、D正确．答案　C
9.
解析　由图象知，当驱动力频率为f2时，振子的振幅最大，可确定振子的固有频率为f2，当振子自由振动时其频率为固有频率，故选项A、C正确，D错误；由受迫振动的特点可知选项B正确．
10.
解析　通过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到500
Hz，故D选项正确．
11.
解析　由受迫振动的特点知A、D正确．
12.
解析　洗衣机正常工作时的转速为n0＝
r/s≈46.7
r/s.切断电源后每秒减少的转速为k＝＝
r/s2≈2.9
r/s2，切断电源13
s时的转速为n＝nt－kt＝46.7
r/s－2.9×13
r/s＝9
r/s.则在切断电源13
s时，电动机对洗衣机施加驱动力的频率为9
Hz，此时洗衣机震荡最激烈，故洗衣机的固有频率约为9
Hz.
13.解析　从共振曲线可知，单摆的固有频率f＝0.5
Hz，因为f＝
，所以l＝，代入数据解得l≈1
m.
从共振曲线可知：单摆发生共振时，振幅Amax＝8
cm.设单摆的最大偏角为θ，摆球所能达到的最大高度为h，由机械能守恒定律得mv＝mgh，又h＝l(1－cos
θ)，
当θ很小时1－cos
θ＝2sin2≈，解得vmax＝≈0.25
m/s，摆球在最大位移处加速度最大，有mgsin
θ＝mamax，即amax＝gsin
θ≈g·，代入数据解得amax≈0.8
m/s2.
图
图
图
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