2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4随堂课时练 外力作用下的振动word版含答案

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名称 2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4随堂课时练 外力作用下的振动word版含答案
格式 docx
文件大小 305.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-04-12 22:47:17

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文档简介

2020-2021学年高二物理人教版选修3-4随堂课时练
外力作用下的振动
1.下列说法正确的是(
)
A.洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率
B.鼓手随音乐敲击鼓面时,鼓面的振动是自由振动
C.为了防止桥梁发生共振而坍塌,部队要齐步通过桥梁
D.较弱声音可震碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振
2.如图所示,三个单摆的摆长为。现用一周期等于2s的驱动力,使它们做受迫振动,那么当它们的振动稳定时,下列判断正确的是(??
)
A.三个单摆的周期和振幅相等
B.三个单摆的周期不相等,振幅相等
C.三个单摆的周期相等,但振幅不相等
D.三个单摆的周期和振幅都不相等
3.洗衣机正常工作时外壳的振动比较平稳,但是切断电源后的洗衣机外壳某一时刻振动非常厉害(如图甲所示,水波波纹大),过一会儿又振动平稳些(如图乙所示,水波波纹小),对此正确的解释是(
)
A.随着转速变化,固有频率越来越大
B.随着转速变化,固有频率越来越小
C.随着转速变化,驱动力频率越来越大
D.驱动力频率由接近固有频率逐渐远离固有频率
4.为了交通安全,常在公路上设置如图所示的减速带,减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带,可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为1.5
m,一辆固有频率为2
Hz的汽车匀速驶过这排减速带,下列说法正确的是(
)
A.当汽车以5
m/s的速度行驶时,其振动频率为2
Hz
B.当汽车以3
m/s的速度行驶时最不颠簸
C.当汽车以3
m/s的速度行驶时颠簸最厉害
D.汽车速度越大,颠簸就越厉害
5.一个单摆在地面上做受迫振动,改变驱动力频率,其振动稳定时振幅与驱动力频率的关系如图所示.单摆所处位置重力加速度,下列说法正确的是(

A.单摆的摆长约为
B.单摆的受迫振动频率与驱动力频率相同时振幅最大
C.若减小摆长,共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动
D.若把该单摆移到月球表面,共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动
6.图为同一单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法中错误的是(

A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次单摆的摆长之比
C.图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该摆摆长约为1m
D.若摆长均为1m,则图线Ⅰ是在地球上完成的
7.轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身—悬挂系统”的固有周期是0.5
s,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带,如图,已知相邻两条减速带间的距离为1.0
m,该车经过该减速带过程中,下列说法正确的是(

A.当轿车以30km/h的速度通过减速带时,车身上下振动的频率为2Hz
B.轿车通过减速带的速度大小不同,车身上下振动的幅度大小也必然不同
C.轿车通过减速带的速度越大,车身上下颠簸得越剧烈
D.当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时,车身上下颠簸得最剧烈
8.下列说法正确的是(
)
A.阻尼振动的振幅越来越小,周期也越来越小
B.自由振动是受周期性外力作用下的振动
C.当驱动力的频率等于振动物体的固有频率时,受迫振动的振幅最大
D.受迫振动稳定后的频率等于自身固有频率
9.如图甲所示,竖直圆盘转动时,可带动固定在圆盘上的形支架在竖直方向振动,形支架的下面系着一个弹簧和小球,共同组成一个振动系统。当圆盘静止时,小球可稳定振动。现使圆盘以的周期匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定。改变圆盘匀速转动的周期,其共振曲线(振幅与驱动力的频率的关系)如图乙所示,则(
)
A.此振动系统的固有频率约为
B.此振动系统的固有频率约为
C.若圆盘匀速转动的周期增大,系统的振动频率不变
D.若圆盘匀速转动的周期增大,共振曲线的峰值将向右移动
10.如图所示是某单摆做阻尼振动的振动图线,下列说法正确的是(
)
A.振动过程中周期变小
B.振动过程中周期不变
C.摆球A时刻的势能等于B时刻的势能
D.摆球A时刻的动能等于B时刻的动能
11.把一个筛子用四根弹簧支撑起来,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,如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示,已知增大电压,可使偏心轮转速提高。增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下电动偏心轮转速是42
r/min。为了使筛子的振幅增大,下列做法正确的是(
)
A.提高输入电压
B.降低输入电压
C.增加筛子质量
D.减少筛子质量
12.一钩码和一轻弹簧组成弹簧振子,如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,给钩码一向下的初速度,钩码便做简谐运动,振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动稳定时,钩码的振动图线如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有频率,f表示驱动力的频率,则(
)
A.由图线可知
B.由图线可知
C.由图线可知钩码做受迫振动的周期为8
s
D.由图线可知,缓慢增大把手转动速度至15
r/min,稳定后钩码振动的振幅也将增大
13.下列说法正确的是(  )
A.近期,江西赣州的朱向阳老师对着高脚玻璃酒杯一声长吼,玻璃杯应声而破的视频在网上热传。玻璃杯应声而破,产生这一现象的原因是共振
B.在单缝衍射现象中,缝越窄,照射光频率越高,则衍射现象越明显
C.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹,属于光的干涉现象
D.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态、观察者的运动状态都有关
14.下列说法中正确的是(
)
A.光的偏振现象说明光具有波动性,但并非所有的波都能发生偏振现象
B.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁
C.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄
D.某人在速度为的飞船上打开一光源,则这束光相对于地面的速度应为
15.关于振动与波,下列说法正确的是(
)
A.军队士兵便步过桥,是为了避免桥发生共振
B.一个单摆在赤道上的振动周期为T,移到北极时振动周期也为T
C.一列水波遇到障碍物发生衍射,衍射后的水波频率不变
D.简谐横波在传播过程中每经过一个周期,振动质点将沿传播方向移动一个波长
E.当接收者远离波源时,其接收到的波的频率比波源发出的频率低
16.汽车的重力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。汽车开始运动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足(为弹簧的压缩长度,g取)。若人体可以看成一个弹性体,其固有频率约为2
Hz,已知汽车的质量为600
kg,每个人的质量为70
kg,则这辆车乘坐几个人时,人感到最难受?
17.如图所示是一个单摆的共振曲线。
(1)若单摆所处环境的重力加速度g取,试求此单摆的摆长。
(2)若将此单摆移到高山上,共振曲线的峰将怎样移动?
参考答案
1.答案:D
解析:正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大,所以洗衣机工作时机壳的振动频率大于其固有频率,故A错误;鼓手随音乐敲击鼓面时,鼓面的振动是受迫振动,故B错误;部队经过桥梁时,规定不许齐步走,主要原因是避免使桥发生共振,故C错误;较弱声音可震碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振,故D正确。
2.答案:C
解析:三个单摆的振动都是受迫振动,所以振动的频率都与驱动力的频率相等,三者的频率相等,周期相等。由,
单摆2的频率与驱动力的频率最接近,振幅最大,而单摆1和单摆3的振幅较小。故只有C正确。
3.答案:D
解析:固有频率由振动系统本身因素决定,与转速等因素无关,A、B错;切断电源后,洗衣机做受迫振动,电动机转速变慢,周期变长,频率减小,开始振动厉害是洗衣机的共振现象,根据共振条件可知,驱动力频率由接近固存频率逐渐远离同有频率,D对。
4.答案:C
解析:当汽车以5
m/s的速度行驶时,驱动力的周期为,所以频率等于,故A错误;当汽车以3
m/s的速度行驶时,汽车的频率为,此时和固有频率相同,所以颠簸最厉害,故C正确,BD错误。
5.答案:C
解析:单摆做受迫振动,振动频率与驱动力频率相等;当驱动力频率等于固有频率时,发生共振,则固有频率为,周期为;由公式,可得,故A错误;单摆的受迫振动频率与固有频率相同时振幅最大,选项B错误;若摆长减小,则固有频率变大,所以共振曲线的峰将向右移动.故C正确;若把该单摆移到月球表面,重力加速度减小,则振动的频率减小,则共振曲线振幅最大值的横坐标将向左移动,故D错误;故选C.
6.答案:D
7.答案:D
8.答案:C
9.答案:B
10.答案:BC
解析:阻尼振动中,单摆的振幅逐渐减小,由于周期与振幅无关,故振动过程中周期不变,A错误,B正确;因两时刻摆球的位移相同,故摆球A时刻的势能等于B时刻的势能,C正确;由于摆球振动的能量逐渐减小,故摆球A时刻的动能大于B时刻的动能,D错误。
11.答案:AC
解析:根据题意,在某电压下,电动偏心轮的转速是42
r/min,则,所以驱动力的频率,由题图乙可知筛子的固有频率为。由于驱动力的频率小于筛子的固有频率,故要使振幅变大,可以增加驱动力的频率,或减小筛子的固有频率,即可以提高输入电压或增加筛子的质量,AC正确。
12.答案:CD
解析:由题图乙可知弹簧振子的固有周期为4
s,因此弹簧振子的固有频率,由题图丙可知弹簧振子做受迫振动的周期为8
s,受迫振动的频率,故AB错误,C正确;当转速时,驱动力频率为,受迫振动的频率和弹簧振子的固有频率相同,达到共振,因此振幅增大,故D正确。
13.答案:AC
14.答案:ABC
解析:A.光的偏振现象能说明光是横波,则光具有波动性,但纵波并不能发生偏振现象,故A正确;
B.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥,故B正确;
C.光的双缝干涉实验中,若将入射光由红光改为绿光,由于波长变短,根据可知干涉条纹间距变窄,故C正确;
D.在速度为0.5c的飞船上打开一光源,根据光速不变原理,则这束光相对于地面的速度应为c,故D错误。
故选:ABC。
15.答案:ACE
解析:本题考查共振、单摆周期、衍射、机械波、多普勒效应.军队土兵便步过桥,是为了避免桥发生共振,选项A正确;赤道上的重力加速度小于北极的重力加速度,由知,一个单摆在赤道上振动的周期为T,移到北极时周期小于T,选项B错误;波发生衍射时,波的频率不变,选项C正确;波传播过程中,介质中各质点在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移,选项D错误;由多普勒效应知,当接收者远离波源时,其接收到波的频率比波源发出的频率低,选项E正确.
16.答案:5
解析:解:人体的固有频率,当汽车的振动频率与其相等时,人体与之发生共振,人感到最难受,即,得,
代入数据得,由胡克定律得

17.答案:解:(1)由题中图像知,单摆的固有频率
由得
(2)由知,将单摆移到高山上,重力加速度g减小,其固有频率减小,故共振曲线的峰将向左移动