2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 4 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)自我小測(cè) 教科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 4 阻尼振動(dòng) 受迫振動(dòng)自我小測(cè) 教科版選修3-4 1．一單擺在空氣中振動(dòng)，振幅逐漸減小，下列說法正確的是（　　）． A．振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 B．后一時(shí)刻的動(dòng)能一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能 C．后一時(shí)刻的勢(shì)能一定小于前一時(shí)刻的勢(shì)能 D．后一時(shí)刻的機(jī)械能一定小于前一時(shí)刻的機(jī)械能 2．關(guān)于受迫振動(dòng)的下列說法中正確的是（　?。? A．受迫振動(dòng)的頻率等于物體的固有頻率 B．受迫振動(dòng)的頻率與物體的固有頻率無關(guān) C．驅(qū)動(dòng)力越大，物體做受迫振動(dòng)的頻率越大 D．驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近物體的固有頻率，受迫振動(dòng)的振幅越大 3．一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖（a）所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動(dòng)．勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng)．把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期．若保持把手不動(dòng)，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖線如圖（b）所示．當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，砝碼的振動(dòng)圖線如圖（c）所示．若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力的周期，Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動(dòng)的振幅，則下列說法正確的是（　?。? A．由圖線可知T0＝4 s B．由圖線可知T0＝8 s C．當(dāng)T在4 s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比4 s小得多或大得多時(shí)，Y很小 D．當(dāng)T在8 s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比8 s小得多或大得多時(shí)，Y很小 4．圖中兩小球質(zhì)量分別為M和m（M＞m），懸掛在同一根水平拉緊的繩上，先使M擺動(dòng)，則以下說法正確的是（　?。? A．m的擺動(dòng)周期幾乎與M的周期相等 B．m的振幅隨l1長(zhǎng)短的改變而改變 C．l1＝l2時(shí)，m有最大振幅 D．l1＝l2時(shí)，m的振幅有可能大于M的振幅 5．A、B兩個(gè)彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f.若它們均在頻率為3f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，則下列說法正確的是（　?。? A．A的振幅較大，振動(dòng)頻率為f B．B的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f C．A的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f D．B的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f 6．一個(gè)彈簧振子做受迫運(yùn)動(dòng)，它的振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f之間的關(guān)系如圖所示．由圖可知（　　）． A．驅(qū)動(dòng)力的頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài) B．驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振小，但振子振動(dòng)的頻率仍為f2 C．振子如果做自由振動(dòng)，它的頻率是f2 D．振子可以做頻率為f1的振幅為A1的振動(dòng) 7．一洗衣機(jī)在正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。? A．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大 B．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小 C．正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率 D．當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí)，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率 8．在礦山采出的礦石還要經(jīng)過選礦這一道工序，選礦時(shí)主要用到共振篩，共振篩用四根硬彈簧支起，并裝有一電動(dòng)偏心輪，偏心輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周就給篩子一個(gè)周期性變化的驅(qū)動(dòng)力．當(dāng)篩子做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)的時(shí)間為15 s．某電壓下，電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)速為30 r/min（轉(zhuǎn)/分）．已知：如果增大電壓，可使偏心輪的轉(zhuǎn)速提高；增加篩子的質(zhì)量，可增大篩子的固有周期．要使共振篩的振幅增大，下列做法中正確的是（　?。? A．適當(dāng)提高輸入電壓 B．略為降低輸入電壓 C．增加篩子的質(zhì)量 D．減小篩子的質(zhì)量 9．如圖，輕直桿OC的中點(diǎn)懸掛一個(gè)彈簧振子，其固有頻率為2 Hz.桿的O端有固定光滑軸，C端下邊由凸輪支持，凸輪繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n.在n從0逐漸增大到5 r/s的過程中，振子M的振幅變化情況將是__________，當(dāng)n＝______r/s時(shí)振幅最大．若轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在5 r/s，M的振動(dòng)周期是______． 參考答案 1答案：AD　解析：?jiǎn)螖[振動(dòng)過程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動(dòng)能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A和D對(duì)；雖然單擺總的機(jī)械能在逐漸減小，但在振動(dòng)過程中動(dòng)能和勢(shì)能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí)，動(dòng)能逐漸減小，勢(shì)能逐漸增大，而勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)，勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增大，所以不能斷言后一時(shí)刻的動(dòng)能（或勢(shì)能）一定小于前一時(shí)刻的動(dòng)能（或勢(shì)能），故B、C不對(duì)． 2答案：BD　解析：受迫振動(dòng)的周期、頻率與驅(qū)動(dòng)力的周期、頻率相等，與固有周期、頻率無關(guān)，并且驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率之差越小振幅越大，二者之差越大，振幅越小，故B、D對(duì)，A錯(cuò)．而振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力大小是無關(guān)的． 3答案：AC　解析：由題意知題圖（b）為自由振動(dòng)圖線，題圖（c）為受迫振動(dòng)圖線．彈簧振子做自由振動(dòng)時(shí)的周期為固有周期，從題圖（b）知此振子的固有周期T0＝4 s，A正確，B錯(cuò)誤．受迫振動(dòng)時(shí)的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，當(dāng)系統(tǒng)所受驅(qū)動(dòng)力的周期跟其固有周期相等時(shí)，將發(fā)生共振，此時(shí)振幅最大，當(dāng)系統(tǒng)所受驅(qū)動(dòng)力的周期跟其固有周期相差太遠(yuǎn)時(shí)，其振幅較小，故C正確，D錯(cuò)誤． 4答案：ABCD　解析：M擺動(dòng)過程中，通過水平繩給m施加周期性的驅(qū)動(dòng)力，使m做受迫振動(dòng)，所以m的擺動(dòng)周期與驅(qū)動(dòng)力周期相等，當(dāng)l1＝l2時(shí)，m的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期相等，m產(chǎn)生共振，故A、B、C、D四個(gè)選項(xiàng)都是對(duì)的． 5答案：B　解析：由于B的固有頻率4f與驅(qū)動(dòng)力的頻率接近，發(fā)生受迫振動(dòng)時(shí)的振幅較大，而且振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相同且為3f. 6答案：AC　解析：由題圖可以看出，當(dāng)頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)，說明振子的固有頻率為f2，所以選項(xiàng)A、C正確． 7答案：AD　解析：洗衣機(jī)切斷電源，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸慢下來，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)波輪的頻率與洗衣機(jī)的固有頻率相同，發(fā)生了共振．此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則驅(qū)動(dòng)力的頻率小于固有頻率，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱，所以選項(xiàng)A、D正確． 8答案：AC　解析：篩子的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率f與固有頻率f0的差值決定．即△f＝|f－f0|越小，振幅越大，要判斷振幅能否增大，就要確定△f是否減?。? 篩子的固有頻率 驅(qū)動(dòng)力的頻率＝n＝30 r/min＝r/s＝0.5 Hz. 因增大電壓，可提高轉(zhuǎn)速，可使驅(qū)動(dòng)力頻率增加，則△f減小，可增大振幅；增加篩子的質(zhì)量，可使固有周期增大，則固有頻率變小，從而△f減小，可使振幅增大．所以正確選項(xiàng)為A、C. 9答案：先變大后變小　2　0.2 s 解析：振子在桿對(duì)它的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)速等于彈簧振子的固有頻率2 Hz時(shí)，振幅最大，發(fā)生共振．故轉(zhuǎn)速n從0到5 r/s過程中，振子的振幅先變大后變小，當(dāng)n＝2 r/s時(shí)，振幅最大；轉(zhuǎn)速為5 r/s時(shí)，M的振動(dòng)頻率為5 Hz，周期為0.2 s．