2019年高考物理一輪總復習 受迫振動和共振課時作業(yè) 新人教版選修3-4.doc

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2019年高考物理一輪總復習 受迫振動和共振課時作業(yè) 新人教版選修3-4 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．彈簧振子在振動過程中振幅逐漸減小，這是由于(　　) A．振子開始振動時振幅太小 B．在振動過程中要不斷克服外界阻力做功，消耗能量 C．動能和勢能相互轉化 D．振子的機械能逐漸轉化為內(nèi)能 2．在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，飛機的機翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦地探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法解決了這一問題，在飛機機冀前裝置配重桿的主要目的是(　　) A．放大飛機的慣性 B．使機體更加平衡 C．硬機翼更加牢固 D．改變機翼的固有頻率 3．如圖所示，五個擺懸掛于同一根繃緊的水平繩上，A是擺球質量較大的擺，讓它擺動后帶動其他擺運動．下列結論正確的是(　　) 第3題圖 A．其他各擺的振動周期與A擺的相同 B．其他各擺的振幅都相等 C．其他各擺的振幅不同，E擺的振幅最大 D．其他各擺的振動周期不同，D擺周期最大 4．有A，B兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f.如果它們都在頻率為3f的驅動力作用下做受迫振動．那么，下列結論正確的是(　　) A．振子A的振幅較大，振動頻率為f B．振子B的振幅較大，振動頻率為3f C．振子A的振幅較大，振動頻率為3f D．振子B的振幅較大，振動頻率為4f 5．某簡諧振子，自由振動時的振動圖象如圖(a)中的曲線Ⅰ所示，而在某驅動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖象如圖(a)中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動對應的狀態(tài)可能是如圖(b)中的(　　) 　　　 (a)　　　　　　　　　　　(b) 第5題圖 A．a(chǎn)點 B．b點 C．c點 D．一定不是c點 6．鋪設鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留一定的間隙，勻速運行列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪就會受一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動．普通鋼軌長12.6m，列車固有振動周期為0.315s.下列說法正確的是(　　) A．列車的危險速率為40m/s B．列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象 C．列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的 D．增加鋼軌的長度有利于列車高速運行 7．一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力的頻率f的關系)如圖所示，則(　　) 第7題圖 A．此單擺的固有周期約為0.5s B．此單擺的擺長約為1m C．若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動 8．一單擺做阻尼振動，則在振動過程中(　　) A．振幅越來越小，周期也越來越小 B．振幅越來越小，周期不變 C．在振動過程中，通過某一位置時，機械能始終不變 D．振動過程中，機械能不守恒，周期不變 9．兩個彈簧振子，甲的固有頻率是100Hz，乙的固有頻率是400Hz，若它們均在頻率是300Hz的驅動力作用下做受迫振動則(　　) A．甲的振幅較大，振動頻率是100Hz B．乙的振幅較大，振動頻率是300Hz C．甲的振幅較大，振動頻率是300Hz D．乙的振幅較大，振動頻率是400Hz 10．如圖所示是單擺做阻尼振動的振動圖線，下列說法中正確的是(　　) 第10題圖 A．擺球A時刻的動能等于B時刻的動能 B．擺球A時刻的勢能等于B時刻的勢能 C．擺球A時刻的機械能等于B時刻的機械能 D．擺球A時刻的機械能大于B時刻的機械能 11．鐵軌上每根鋼軌長12m，若支持車廂的彈簧固有頻率是2Hz，那么列車以多大速度行駛時，車廂振動最厲害(　　) A．6m/s B．12m/s C．24m/s D．48m/s 12．某振動系統(tǒng)的固有率f1，該振動系統(tǒng)在頻率為f2的驅動力的作用下做受迫振動，系統(tǒng)的振動頻率為(　　) A．f1 B．f2 C．f1＋f2 D．(f1＋f2)/2 13．如圖所示是物體受迫振動的共振曲線，其縱坐標表示了物體(　　) 第13題圖 A．在不同時刻的振幅 B．在不同時刻的位移 C．在不同驅動力下的振幅 D．在不同驅動力下的位移 14．如圖為一單擺的共振曲線，則該單擺的擺長約為多少？共振時單擺的振幅多大？共振時擺球的最大加速度和最大速度大小各為多少？ 第14題圖 課時作業(yè)(四十九)　受迫振動和共振 　1.B D　【解析】 由于有阻力，振子的機械能減小，振幅減小，損失的機械能轉化為內(nèi)能． 　2.D　【解析】 飛機飛上天后，在氣流周期性驅動力作用下受迫振動，機翼越抖越厲害說明氣流驅動力周期與機翼的固有周期非常接近或相等．在機翼前緣處裝置配重桿，目的是通過改變機翼的質量來改變其固有頻率，使驅動力頻率與固有頻率相差較大，從而達到減振的目的，故D選項正確． 　3.AC　【解析】 本題主要考查對受迫振動的理解．受迫振動的周期都應等于驅動力的周期(A擺的周期)．A、E兩擺為雙線擺，其等效擺長相等，LA＝LE，A擺振動后迫使水平繩振動，水平繩再迫使其他擺振動，由于E擺的固有周期與驅動力A擺的周期相同，所以E擺的振幅最大，B、C、D三個擺的固有周期偏離驅動力A擺的周期各不相同，所以它們振動的振幅各不相同． 　4.B　【解析】 當f驅與f固越接近，振子的振幅越大，做受迫振動的振動頻率f＝f驅，故B正確． 　5.AD　【解析】 振子的固有周期與驅動力周期的關系是T驅＝T固，所以受迫振動的狀態(tài)一定不是圖(b)中的c點，可能是a點，故A、D正確． 　6.AD　【解析】 對于受迫振動，當驅動力的頻率等于固有頻率時發(fā)生共振．本題中當列車運行時受到鋼軌的沖擊力的周期等于固有周期時，列車會產(chǎn)生共振，此時列車最危險，其速度v＝＝ m/s＝40 m/s，故A正確．列車運行時的振動頻率不一定比固有頻率大或小，減速是接近固有頻率還是遠離固有頻率并不知道，故B、C錯，鋼軌越長，由v＝可知L大，則v變大，故D正確． 　7.B　【解析】 由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為2 s，故A錯；由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為2 s．由公式T＝2π.可得L≈1 m，故B正確；若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯誤；若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D錯誤；故選：B. 　8.B D　【解析】 由單擺周期公式可知T＝2π，則周期不變，且振幅越來越小，故A錯B對；由于阻力作用．振動過程中機械能不守恒，故C錯D對． 　9.B　【解析】 因為甲、乙兩個彈簧振子都在做受迫振動，所以它們的振動頻率都等于驅動力頻率300 Hz.乙的固有頻率與驅動力頻率更接近，所以乙的振動更激烈，即乙的振幅較大；選B. 　10.BD　【解析】 由于振幅逐漸減小，故擺球的機械能逐漸減少，選項C錯誤，選項D正確．擺球的勢能是由擺球相對于零勢能點的高度h和擺球的質量m共同決定的(Ep＝mgh)．單擺擺球的質量是定值，由于A、B兩時刻擺球的位移相同，故在這兩個時刻擺球相對零勢能點的高度相同，勢能也相同，選項B正確．由于A時刻的機械能大于B時刻的機械能，而A、B兩時刻的勢能相等，故A時刻的動能大于B時刻的動能，選項A錯誤． 　11.C　【解析】 當驅動力的頻率等于固有頻率是振幅最大射速率v，則12/v＝1/2，解得v＝24 m/s；故選C. 　12.B　【解析】 振動系統(tǒng)的振動頻率一定與驅動力的頻率相同，與固有頻率無任何關系，故選B. 　13.C　【解析】 此圖符合物體受迫振動的A－f曲線，故縱坐標為物體在不同驅動力下的振幅，故選C. 　14.1m　8 cm　0.25 m/s　0.8 m/s2 　【解析】 從共振曲線可知，單擺的固有頻率f＝0.5 Hz，因為T＝1，所以代入數(shù)據(jù)解得l＝1 m；從共振曲線可知：單擺發(fā)生共振時，振幅A＝8 cm.設單擺的最大偏角為θ，擺球所能達到的最大高度為h，由機械能守恒定律得：mv＝mgh. 又h＝1(1－cos θ)mgsinθ＝mam. 當θ很小時1－cos2θ＝2sin2θ　解得：vm＝0.25 m/s. 擺球在最大位移處加速度最大，有：am＝gsin θ 代入數(shù)據(jù)解得am＝0.8 m/s2.