2019高中物理第十一章课时作业（五）外力作用下的振动（含解析）新人教版 5页

外力作用下的振动1．(2014·唐山一中高二月考)单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为(　　)A．能量正在逐渐消灭B．动能正在转化为势能C．机械能守恒D．总能量守恒，减少的机械能转化为内能【解析】　能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故A错误；单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故B、C错误，D正确．【答案】　D2．下列振动，属于受迫振动的是(　　)A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动【解析】　受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动，故A、C、D都是自由振动，B是受迫振动．【答案】　B3．某振动系统的固有频率为f1，该振动系统在频率为f2的驱动力的作用下做受迫振动，系统的振动频率为(　　)A．f1　　　B．f2　　　C．f1＋f2　　　D.【解析】　做受迫振动的系统，其振动频率等于驱动力的频率f2，故B正确．【答案】　B4．(多选)图1157如图1157所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为、l、n、l、2l，若让D摆先摆动起来，周期为T，稳定时A、B、C、E各摆的情况是(　　)A．B摆振动的振幅最大B．E摆振动的振幅最大C．C摆振动的周期为TD．A摆振动的周期大于T【解析】　这是一个受迫振动的问题，由D摆提供驱动力，使A、B、C、E摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于D摆的振动频率和周期，故C选项正确；因为B摆的摆长与D摆的摆长相等，所以B摆的固有周期等于驱动力的周期，满足发生共振的条件，B摆发生共振，振幅最大，故A选项正确．【答案】　AC5．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，过一会儿又振动平稳些，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【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有频率逐渐远离固有频率，D对．【答案】　D6．(2015·九江模拟)如图1158所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是(　　)图1158A．甲的振幅较大，且振动频率为18HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz【解析】　根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，又因为做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以B选项正确．n【答案】　B7.图1159研究单摆受迫振动规律时得到如图1159所示的图象，则下列说法错误的是(　　)A．其纵坐标为位移B．其纵坐标为振幅C．单摆的固有周期为2sD．图象的峰值表示共振时的振幅【解析】　纵坐标是振幅，不是位移，A说法错误，B说法正确；当f驱＝f固时发生共振，振幅最大，由图知T固＝＝2s，可见C和D的说法均正确．【答案】　A8.图11510如图11510所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图．在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？【解析】　钢片b振幅最大，说明可能发生了共振现象，根据共振的条件知，f驱＝f固＝60Hz，电动机的转速为60r/s，钢片a、c、d做的是受迫振动，其频率f迫＝f驱＝60Hz.【答案】　60r/s　均为60Hz9．(多选)某简谐振子，自由振动时的振动图象如图11511甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的(　　)n　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙图11511A．a点　　　　　　　　B．b点C．c点D．一定不是c点【解析】　振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱＝T固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的b点和c点，可能是a点，故A、D正确．【答案】　AD10．如图11512所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固＝2Hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的.为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为(　　)图11512A．60r/minB．120r/minC．30r/minD．240r/min【解析】　若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f＝2Hz，即转速为2r/s.由于＝＝，ω1r1＝ω2r2，故＝，所以电动机转速为4r/s，即240r/min.D选项正确．【答案】　D11．(多选)(2015·临川检测)图11513表示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(　　)图11513A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3C．假如让振子自由振动，它的频率为f2D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2、f3【解析】　理解共振曲线是关键，驱动力频率为f2时弹簧振子的振幅最大，f2也就等于弹簧振子的固有频率，故振子自由振动时，它的频率为固有频率f2，Dn错误．当驱动力频率为f1、f3时，弹簧振子只做受迫振动，其频率与振子固有频率无关．A、B、C正确．【答案】　ABC12．(2015·郑州高二检测)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k＝1.5×105N/m.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f＝(l为弹簧的压缩长度)．若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？【解析】　人体的固有频率f固＝2Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即f＝＝f固，得l＝，代入数据l＝0.0621m，由胡克定律得kl＝(m1＋nm2)gn＝＝＝5(人)【答案】　5人