东营市胜利第三十九中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：1.4生活中的振动 课时作业（含解析）

1.4生活中的振动
课时作业
1．如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz.则把手转动的频率为
A．1Hz
B．3Hz
C．4Hz
D．5Hz
2．物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，则当驱动力的频率逐渐增大的过程中，物体的振幅将（
）
A．增大
B．减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
3．下列说法正确的是（　　）
A．摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确
B．火车过桥要减速慢行，是为了防止火车因共振而倾覆
C．挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象
4．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有周期，表示驱动力的周期，表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（　　）
A．由图线可知s，振幅为8cm
B．由图线可知s，振幅为2cm
C．当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小
D．当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小
5．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．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线
B．图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为2m
C．若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的
D．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1：l225：4
6．一个单摆做受迫振动，其共振曲线振幅A与驱动力的频率f的关系如图所示，则（　　）
A．此单摆的摆长约为1m
B．此单摆的固有周期约为0.5s
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动
7．一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（　　）
A．此单摆的固有频率为0.5Hz
B．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
8．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下面说法中正确的是（　　）
A．只有A、C振动周期相等
B．A的振幅比B小
C．C的振幅比B的振幅大
D．A、B、C的振动周期相等
9．正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0，在这一过程中
A．机器不一定还会发生强烈的振动
B．机器一定还会发生强烈的振动
C．若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时
D．若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0
10．下列说法错误的是（　　）
A．做简谐运动的物体过平衡位置时一定处于平衡状态
B．弹簧振子做简谐运动时，在平衡位置时动能最大，势能最小
C．单摆的回复力增大的过程中，速度也在增大
D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
11．蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动。当丝网的振动频率为f=200Hz左右时，网的振幅最大，对于落在网上的昆虫，当翅膀振动的频率为____________Hz左右时，蜘蛛便能立即捕到它。
12．为避免交通事故，保障行人安全，可以在公路上临近学校大门或人行横道的位置设置减速带，减速带一般为条状，也有点状的，材质主要是橡胶，一般以黄、黑两色相间以引起视觉注意。某学校大门附近设置的条状减速带间距为20
m，当车辆经过减速带时会产生振动，若某型号汽车的固有频率为0.8Hz，则当该车以______km/h的速度通过此减速带时颠簸最厉害，这种现象称______________。
13．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆．当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期________（选填“大于”、“等于”或“小于”）d摆的周期．图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，则a的摆长为________．
14．大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和________，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________．
参考答案
1．A
【解析】
振子做受迫振动，其振动频率等于驱动力频率，则把手的转动频率为1Hz，选项A正确．
2．C
【解析】
物体做受迫振动，物体的受迫振动频率等于驱动力频率，随着驱动力的频率逐渐增大，当驱动力频率等于物体固有频率，就会发生振幅突然加大的共振现象，当超过固有频率后，振幅又会减小。
所以答案为C
3．C
【解析】
A．摆钟走时快了说明摆的周期变短了，需要增大单摆的周期，根据单摆的周期公式可知，必须增大摆长，才可能使其走时准确，故A错误；
B．火车过桥时要减速是为了防止桥发生共振，不是防止火车发生共振，故B错误；
C．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，水桶中的水溢出，挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；
D．停在海面的小船上下振动，是受迫振动，故D错误；
故选C。
4．C
【解析】
AB．图象乙是物体自由振动时的周期，故由图象乙可知，物体的固有频率为
振幅为4cm，故A、B错误；
CD．当物体的驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动达到最强，故当在4s附近时，振幅显著增大，当比4s小很多或大得很多时，很小，故C正确，D错误；
故选C。
5．D
【解析】
A．共振时，单摆的周期与驱动力的周期相同，由可知，单摆在地球上的周期小于月球周期，在地球上的频率大于月球上的频率，故地球上共振时驱动力的频率大于月球上驱动力的频率，故图像II是地球上的单摆共振曲线，故A错误；
B．由图中可知，单摆的频率为，故周期为，由可知，摆长为
故B错误；
C．若摆长约为1m，由B中分析可知，单摆频率为0.5Hz，故图像II是在地球表面完成的，故C错误；
D．共振时，单摆的频率分别为0.2Hz和0.5Hz，由可得，
故D正确；
故选D。
6．A
【解析】
B．由共振条件知单摆固有频率为f＝0.5
Hz，则其固有周期为
故B错误；
A．由单摆周期公式
可求得单摆摆长为
故A正确
CD．摆长增大，单摆的周期变大，其固有频率变小，共振曲线的峰将向左移动，故CD错误；
故选A。
7．AB
【解析】
A．由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则固有频率为0.5Hz，故A正确；
B．由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则周期为2s，由公式可得，摆长约为1m，故B正确；
C．若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C错误；
D．若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误。
故选AB。
8．CD
【解析】
AD．A振动，BC受迫振动，所以BC周期与A一样，所以A错误，D正确；
BC．C的固有频率等于驱动力频率，所以发生共振，所以C振幅最大，C正确。
故选CD。
9．BD
【解析】
飞轮在转速逐渐减小的过程中，机器出现强烈的振动，说明发生共振现象，共振现象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率，故当机器重新启动时，飞轮转速缓慢增大的过程中，一旦达到共振条件，机器一定还会发生强烈的振动．由题意可知，发生强烈共振时，飞轮的角速度一定小于ω0。
故选BD。
10．AC
【解析】
A．物体通过平衡位置时所受回复力为零，合外力不一定为零，如单摆做简谐运动经过平衡位置时，合外力不为零，故A符合题意；
B．弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，在平衡位置时动能最大，势能最小，故B不符合题意；
C．单摆的回复力增大的过程中，速度在减小，故C符合题意；
D．当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故D不符合题意。
故选AC。
11．200
【解析】
[1]对于落在丝网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为左右时，即周期为左右时，丝网发生共振，蜘蛛能立即捕捉到它。
12．57.6
共振
【解析】
[1]由可知，汽车的固有周期为
则汽车的速度
[2]即当速度为时，汽车达到共振颠簸的最厉害，这种现象称共振。
13．等于
【解析】
[1][2]．a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c、d三个摆施加周期性的驱动力，使b、c、d三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆的周期相同．据乙图可知：T=2t0，再据可知，a的摆长
考点：单摆
14．速度　频率
【解析】
风浪冲击力的频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振，才能防止倾覆．轮船为了防止共振，应改变航向和速度大小，从而使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的频率，从而减小振幅；