2024-2025學年高二物理選擇性必修第一冊（配魯科版）分層作業(yè)13 生活中的振動

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分層作業(yè)13生活中的振動A組必備知識基礎練1.(多選)研究單擺受迫振動規(guī)律時得到如圖所示的共振曲線,下列說法正確的是()A.其縱坐標為位移B.其橫坐標為固有頻率C.單擺的固有周期為2sD.圖像的峰值表示單擺共振時的振幅2.(多選)用兩根完全一樣的彈簧和一根細線將甲、乙兩滑塊連在光滑的水平面上,線上有張力,甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,如圖所示。當線突然斷開后,兩滑塊都開始做簡諧運動,在運動過程中()A.甲的振幅一定等于乙的振幅B.甲的振幅一定小于乙的振幅C.甲的最大速度一定大于乙的最大速度D.甲的最大速度一定小于乙的最大速度3.轎車的“懸掛系統(tǒng)”是指由車身與輪胎間的彈簧及避震器組成的整個支持系統(tǒng)。已知某型號轎車“懸掛系統(tǒng)”的固有頻率是2Hz。如圖所示,這輛轎車正勻速通過某路口的條狀減速帶,已知相鄰兩條減速帶間的距離為1.0m,該轎車經(jīng)過該減速帶的過程中,下列說法正確的是()A.當該轎車通過減速帶時,車身上下振動的頻率均為2Hz,與車速無關B.該轎車通過減速帶的速度越大,車身上下振動得越劇烈C.當該轎車以7.2km/h的速度通過減速帶時,車身上下振動得最劇烈D.當該轎車以不同速度通過減速帶時,車身上下振動的劇烈程度一定不同4.(多選)把一個篩子用四根彈簧支起來,在篩子上安裝一個電動偏心輪,它每轉一周,給篩子一個驅動力,這樣就做成了一個共振篩。篩子做自由振動時,完成10次全振動用時15s。在某電壓下,電動偏心輪的轉速是36r/min。已知增大電壓可使偏心輪轉速提高,增大篩子的質(zhì)量可使篩子的固有周期增大。那么要使篩子的振幅增大,下列做法正確的是()A.提高輸入電壓 B.降低輸入電壓C.增大篩子質(zhì)量 D.減小篩子質(zhì)量B組關鍵能力提升練5.兩個單擺做受迫振動的共振曲線如圖所示,則下列說法正確的是()A.兩個單擺的固有周期之比為TⅠ∶TⅡ=2∶5B.若兩個受迫振動在地球上同一地點進行,則兩個擺長之比為lⅠ∶lⅡ=4∶25C.圖線Ⅱ若是在地面上完成的,則該擺擺長約為1mD.若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進行,且擺長相等,則圖線Ⅱ是月球上的單擺的共振曲線6.飛力士棒是一種物理康復器材,其整體結構是一根兩端帶有負重的彈性桿,如圖甲所示。某型號的飛力士棒的固有頻率為4.5Hz,某人用手振動該飛力士棒進行康復訓練,如圖乙所示,則下列說法正確的是()A.使用者用力越大,飛力士棒的振幅越大B.手振動的頻率越大,飛力士棒的振幅越大C.手振動的頻率越大,飛力士棒的振動頻率越大D.當手每分鐘振動270次時,飛力士棒振動最弱7.下圖是用來測量各種發(fā)動機轉速的儀器的原理圖。在一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四個鋼片a、b、c、d,將M端與正在轉動的電動機接觸,發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大,則發(fā)動機的轉速最接近。

8.如圖所示,在張緊的繩子上掛A、B、C、D四個擺,其中A、B擺長相同。將擺A拉離平衡位置一定距離后由靜止釋放,擺A開始擺動,并通過繩子給擺B、C、D施加驅動力,使B、C、D做受迫振動,忽略其他能量損耗。(1)比較四個擺的周期大小,并簡要說明理由。(2)B、C、D三個擺中誰的擺幅最大?為什么?(3)分析擺A擺動過程中機械能是否守恒,并簡要說明理由。

參考答案分層作業(yè)13生活中的振動1.CD共振曲線的縱坐標表示受迫振動的振幅,橫坐標表示驅動力的頻率,峰值表示驅動力頻率等于固有頻率時,發(fā)生共振的振幅。根據(jù)圖像可知固有頻率為0.5Hz,則單擺的固有周期為2s。故選C、D。2.AD兩根彈簧完全相同,線未剪斷時兩彈簧所受拉力大小相等,伸長量相同,所以剪斷線以后,甲、乙振幅相同,故A正確,B錯誤;又由于線未剪斷時彈簧的彈性勢能相同,所以甲、乙通過平衡位置時的動能相同,質(zhì)量大的速度小,故C錯誤,D正確。3.C當轎車以速度v通過減速帶時,車身上下振動的周期為T=Lv,則車身上下振動的頻率為f=1T=vL,該值與車速有關,故A錯誤;車身上下振動的頻率與車身系統(tǒng)的固有頻率越接近,車身上下振動的劇烈程度越大,即當滿足f=vL=2Hz時,得v=2m/s=7.2km/h,故B錯誤,C正確;當該轎車以不同速度通過減速帶時,車身上下振動的頻率可能分別大于或小于車身系統(tǒng)的固有頻率4.AC在題設條件下,篩子振動的固有周期T固=1510s=1.5s,電動偏心輪的轉動周期(對篩子來說是驅動力的周期)T驅=1.67s。要使篩子振幅增大,也就是使這兩個周期值靠近,可采用兩種做法。第一,提高輸入電壓,使偏心輪轉得快一些,減小驅動力的周期;第二,增大篩子的質(zhì)量,使篩子的固有周期增大。故選A、C5.C由共振曲線及共振的條件可知,Ⅰ和Ⅱ的固有頻率分別為0.2Hz和0.5Hz,周期之比TⅠ∶TⅡ=5∶2,A項錯誤。由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知,lⅠ∶lⅡ=TⅠ2∶TⅡ2=25∶4,B項錯誤。同時可知lⅡ=TⅡ2g4π2=16.C人用手振動該飛力士棒,飛力士棒做受迫振動,受迫振動的頻率等于驅動力的頻率,手是驅動力,因此手振動的頻率越大,飛力士棒的振動頻率越大,選項C正確;驅動力的頻率越接近固有頻率,受迫振動的振幅越大,飛力士棒的振幅大小與驅動力的大小無關,選項A、B錯誤;當手每分鐘振動270次時,驅動力的頻率f=27060Hz=4.5Hz=f0,此時飛力士棒振動最強,選項D7.解析由于四個鋼片在發(fā)動機周期性驅動力作用下做受迫振動,當鋼片的固有頻率等于驅動力的頻率時,發(fā)生共振,振幅最大。由題意可知,b振幅最大,此時發(fā)動機提供的驅動力頻率最接近b的固有頻率60Hz,則發(fā)動機的轉速最接近60r/s。答案60r/s8.解析(1)B、C、D做受迫振動,其振動的頻率與驅動力的頻率相同,即B、C、D做受迫振動的周期與擺A擺動的周期相同,所以四個擺的周期相同。(2)受迫振動中,當驅動力頻率等于固有頻率時,產(chǎn)生共振現(xiàn)象,振幅達到最大,A、B擺長相同則固有頻率相同,可知B發(fā)生共振,振幅最大。(3)擺A開始擺動