20192020學(xué)年高中物理第十一章機械振動第5節(jié)外力作用下振動練習(xí)(含解析)新人教選修34

20192020學(xué)年高中物理第十一章機械振動第5節(jié)外力作用下的振動練習(xí)(含分析)新人教版選修3420192020學(xué)年高中物理第十一章機械振動第5節(jié)外力作用下的振動練習(xí)(含分析)新人教版選修347/7荿PAGE7羇螆螆膁螁20192020學(xué)年高中物理第十一章機械振動第5節(jié)外力作用下的振動練習(xí)(含分析)新人教版選修34

外力作用下的振動

[A組涵養(yǎng)達標]

1．以下各種振動中，不是受迫振動的是()

A．敲擊后的鑼面的振動

B．縫紉機針的振動

C．人挑擔(dān)子時，擔(dān)子上下振動

D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動

分析：受迫振動是物體在周期性驅(qū)動力作用下的運動，而鑼面在敲擊后并沒有碰到周期

性驅(qū)動力作用，A不是受迫振動；B、C、D都在做受迫振動．

答案：A

2．(多項選擇)以下說法正確的選項是()

A．挑水時為了防范水從桶中蕩出，能夠加速或減慢走路的步頻

B．在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動，是共振現(xiàn)象

C．隊伍要便步經(jīng)過橋梁，是為了防范橋梁發(fā)生共振而坍塌

D．較弱聲音可震碎玻璃杯，是由于玻璃杯發(fā)生了共振

分析：挑水時為了防范水從桶中蕩出，能夠改變走路的步頻，A正確；在連續(xù)均勻的海浪

沖擊下，停在海面的小船上下振動，是受迫振動，B錯誤；隊伍便步經(jīng)過橋梁，不能夠產(chǎn)生較強

的驅(qū)動力，就防范橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象，故C正確；當聲音頻率等于玻璃杯頻率時，杯子發(fā)生

共振而破碎，D正確．

答案：ACD

3．(多項選擇)若空氣阻力不能忽略，單擺在偏角很小時，總是減小的物理量為()

A．振幅B．位移C．周期D．機械能分析：有空氣阻力時，振動為阻尼振動，振幅不斷減小，機械能不斷減小，故A、D正確．平衡地址處的位移為零，則位移不是素來減小，周期＝2πl(wèi)不變，故B、C錯誤．Tg答案：AD4．(多項選擇)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戰(zhàn)勝外界阻力做功，耗資能量

C．動能和勢能相互轉(zhuǎn)變

D．振子的機械能逐漸轉(zhuǎn)變成內(nèi)能

分析：由于阻力作用，振子的機械能減少，振幅減?。蔅、D正確．

答案：BD

-1-

5．(多項選擇)有甲、乙、丙三個單擺，它們的固有頻率分別為f、4f、6f，都在頻率為4f的

驅(qū)動力作用下做受迫振動，比較這三個單擺，則()

A．乙的振幅最大，丙的其次，甲的最小

B．乙的振幅最大，甲的其次，丙的最小

C．它們的振動頻率都為4f

D．乙的振動頻率為4f，甲的振動頻率為f，丙的振動頻率為6f

分析：驅(qū)動力的頻率為4f，與乙擺的固有頻率相同，因此乙發(fā)生共振，因此乙的振幅最

大；丙的固有頻率為6f，甲的固有頻率為f，因此丙的固有頻率更湊近驅(qū)動力的頻率，因此

丙的振幅大于甲的振幅，但比乙小，故A正確，B錯誤；由于三個單擺均做受迫振動，因此其

頻率均為4f，故C正確，D錯誤．

答案：AC

6．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．此后代們經(jīng)過了艱辛的研究，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．在飛機機翼前緣處裝置配重桿的目的主若是()

A．加大飛機的慣性

B．使機體更加平衡

C．使機翼更加牢固

D．改變機翼的固有頻率

分析：飛機抖動得厲害是由于發(fā)生了共振現(xiàn)象，想要解決這一問題，需要使系統(tǒng)的固有

頻率與驅(qū)動力的頻率差距增大，在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿，改變的是機翼的固有頻

率，應(yīng)選項D正確．

答案：D

7．(多項選擇)如圖表示一彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系，由圖可知

()

A．驅(qū)動力頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài)

B．驅(qū)動力頻率為f3時，振子振動頻率為f3

C．若是讓振子自由振動，它的頻率為f2

D．振子做自由振動時，頻率能夠為f1、f2、f3

分析：由共振曲線知，彈簧振子的固有頻率為f2，故當驅(qū)動力的頻率等于f2時，振子發(fā)

生共振，A項正確．當振子自由振動時其頻率為固有頻率，C項正確，D項錯誤．當驅(qū)動力的

-2-

頻率為f3時，振子做受迫振動，頻率等于驅(qū)動力的頻率f3，B項正確．

答案：ABC

8．(多項選擇)某簡諧振子，自由振動時的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動力作

用下做受迫振動時，牢固后的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動對應(yīng)的狀

態(tài)可能是圖乙中的()

A．a(chǎn)點B．b點

C．c點D．必然不是c點

32分析：振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝2T固，則f驅(qū)＝3f固，因此受迫振動的

狀態(tài)必然不是圖乙中的b點和c點，可能是a點，故A、D正確．

答案：AD

9．以下列圖，在一條張緊的繩子上掛幾個擺．當a擺振動的時候，經(jīng)過張緊的繩子給其

他各擺施加驅(qū)動力，使其余各擺也振動起來，此時b擺的振動周期________(選填“大于”“等

于”或“小于”)d擺的周期．圖乙是a擺的振動圖象，重力加速度為g，則a擺的擺長為

________．

分析：a擺搖動起來后，經(jīng)過張緊的繩子對b、c、d三個擺施加周期性的驅(qū)動力，使b、c、d三擺做受迫振動，三擺做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，由于驅(qū)動力頻率相同，則lgt2三擺的周期相同．據(jù)乙圖可知T＝2t，再據(jù)T＝2π0gπ2.0gt2答案：等于0π2[B組涵養(yǎng)提升]

10．(多項選擇)鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必定留有必然的縫隙，勻速運行的列車經(jīng)

過軌端接縫處時，車輪就會碰到一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，因此這個沖擊力是周

期性的，列車碰到周期性的沖擊做受迫振動．一般鋼軌長L為，列車固有振動周期T

為．以下說法正確的選項是()

A．列車的危險速率為40m/s

-3-

B．列車過橋需要減速，是為了防范列車與橋發(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

分析：對于受迫振動，當驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等時將發(fā)生共振現(xiàn)象，因此列車的

L危險速率為v＝T＝40m/s，A正確．為了防范共振現(xiàn)象發(fā)生，列車過橋時需要減速，B正確．列

L車的速度不相同，則振動頻率不相同，C錯誤．由v＝T可知，L增大，T不變，v變大，故能夠使

列車高速行駛，D正確．

答案：ABD

11．(多項選擇)一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子

的受迫振動．勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動．把手勻速轉(zhuǎn)

動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期．若保持把

手不動，給砝碼向來下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示．當把手以某一

速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達到穩(wěn)準時，砝碼的振動圖線如圖丙所示．若用T0表示彈簧振子的

固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達到牢固后砝碼振動的振幅，則()

A．由圖線可知T0＝4s

B．由圖線可知T0＝8s

C．當T在4s周邊時，Y顯然增大；當T比4s小得多或大得多時，Y很小D．當T在8s周邊時，Y顯然增大；當T比8s小得多或大得多時，Y很小

分析：圖乙是彈簧振子未加驅(qū)動力時的周期，故由題圖乙中的圖線讀出的周期為其振動

的固有周期，即

T0＝4s．圖丙是彈簧振子在驅(qū)動力作用下的振動圖線，做受迫振動的物體，其振動的周

期等于驅(qū)動力的周期，即T＝8s．當受迫振動的周期與驅(qū)動力的周期相同時，其振幅最大；

周期差別越大，其振動振幅越?。梢陨戏治隹芍?，正確選項為A、C.

答案：AC

12．如圖是研究單擺共振條件時獲取的圖象，它表示了振幅跟驅(qū)動力頻率之間的關(guān)系，(取

π2＝g)試分析：

-4-

這個單擺的擺長L是多少？

若是擺長變長一些，畫出來的圖象的最巔峰將向哪個方向搬動？

分析：(1)由題圖可知，單擺的固有頻率f＝又T＝2πL，f＝1gT25解得擺長L＝m9(2)若擺長變長一些，由＝2πL知其周期變大，又由f＝1知，固有頻率變小，題圖TgT中最巔峰對應(yīng)的頻率即為此頻率，故向左搬動．

25答案：(1)9m(2)向左

[C組學(xué)霸沖刺]13．汽車的重量一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝×1051gN/m，汽車開動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝2πL(L為車廂在平衡地址時，彈簧的壓縮長度)．若人體能夠看作一個彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600