2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第4節(jié) 生活中的振動(dòng)自我小測(cè) 魯科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第4節(jié) 生活中的振動(dòng)自我小測(cè) 魯科版選修3-4 1．如圖所示，為單擺做阻尼振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．?dāng)[球在A時(shí)刻的動(dòng)能等于在B時(shí)刻的動(dòng)能 B．?dāng)[球在A時(shí)刻的勢(shì)能等于在B時(shí)刻的勢(shì)能 C．?dāng)[球在A時(shí)刻的機(jī)械能等于在B時(shí)刻的機(jī)械能 D．?dāng)[球在后一時(shí)刻的動(dòng)能總比前一時(shí)刻的動(dòng)能小 2．一洗衣機(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(lái)越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（　　） ①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；②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；③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；④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。 A．① B．③ C．①④ D．②④ 3．某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．當(dāng)f＜f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小 B．當(dāng)f＞f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0 D．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f 4．一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖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)圖線如圖甲所示。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)圖線如圖乙所示。 　 甲　　　　　　　　　　　　乙 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（　?。? 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 5．鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每?jī)筛撥壗涌p處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車(chē)經(jīng)過(guò)軌端接縫處時(shí)，車(chē)輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長(zhǎng)度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車(chē)受到周期性的沖擊力做受迫振動(dòng)，已知普通鋼軌長(zhǎng)為12.6 m，列車(chē)振動(dòng)的固有周期為0.315 s，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．列車(chē)的危險(xiǎn)速率為40 m/s B．列車(chē)過(guò)橋需要減速，是為了防止列車(chē)發(fā)生共振現(xiàn)象 C．列車(chē)運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車(chē)的固有頻率總是相等的 D．增加鋼軌的長(zhǎng)度有利于列車(chē)高速運(yùn)行 6．如圖所示是用來(lái)測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的原理圖。在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四個(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片的振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為多大？ 7．如圖所示，一個(gè)豎直圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤(pán)上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒(méi)在水中。當(dāng)圓盤(pán)靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，其阻尼振動(dòng)的頻率約為3 Hz?，F(xiàn)使圓盤(pán)以4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，它振動(dòng)的頻率是多少？ 參考答案 1．解析：?jiǎn)螖[做阻尼振動(dòng)時(shí)機(jī)械能減小，但在同一位置勢(shì)能相等。 答案：B 2．解析：當(dāng)切斷電源后，洗衣機(jī)波輪的轉(zhuǎn)速逐漸慢下來(lái)，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(shuō)明了此時(shí)波輪的頻率與洗衣機(jī)固有頻率相同，發(fā)生了共振。此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則f驅(qū)＜f固，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱。 答案：C 3．解析：由共振條件及共振曲線可知：驅(qū)動(dòng)力的頻率f越接近振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f0，則振幅越大，故知：當(dāng)f＜f0時(shí)，振幅隨f的增大而增大，A錯(cuò)；當(dāng)f＞f0時(shí)，振幅隨f的增大而減小，隨f的減小而增大，B正確；系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率f，與固有頻率f0無(wú)關(guān)，D對(duì)、C錯(cuò)。 答案：BD 4．解析：該題是考查機(jī)械振動(dòng)圖象和共振現(xiàn)象的題目。細(xì)讀圖中所給情景，可知：圖甲是描述彈簧振子在不受驅(qū)動(dòng)力的情況下振動(dòng)情況的圖象，此時(shí)的振動(dòng)周期是該彈簧振子的固有周期，從圖中可直接讀出固有周期為 4 s，A對(duì)，B錯(cuò)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相近時(shí)，發(fā)生共振，振幅顯著增大，所以當(dāng)曲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)周期與彈簧振子的固有周期4 s接近的時(shí)候，振幅Y顯著增大，其他情況下Y很小，C對(duì)，D錯(cuò)。 答案：AC 5．解析：對(duì)于受迫振動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí)發(fā)生共振。本題中當(dāng)列車(chē)運(yùn)行時(shí)受到鋼軌的沖擊力的周期等于固有周期時(shí)，列車(chē)會(huì)產(chǎn)生共振，此時(shí)列車(chē)最危險(xiǎn)，其速度v＝＝ m/s＝40 m/s，故A正確；列車(chē)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)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(yuǎn)離固有頻率并不知道，故B錯(cuò)；列車(chē)的振動(dòng)頻率由鋼軌長(zhǎng)度與運(yùn)行速度決定，而固有頻率由自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定，兩者不一定相等，故C不正確；鋼軌增長(zhǎng)，即L變大，由v＝可知，v變大，故D正確。 答案：AD 6．解析：b鋼片振幅最大，則f驅(qū)＝f固，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n＝60 r/s。 答案：60 r/s 7．解析：當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)小圓柱帶動(dòng)T形支架上下振動(dòng)，T形支架又通過(guò)彈簧給小球一周期性的作用力使其做受迫振動(dòng)，所以小球振動(dòng)的頻率應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即T形支架的振動(dòng)頻率，而T形支架的頻率又等于圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率，故小球振動(dòng)的頻率f＝＝ Hz＝0.25 Hz。 答案：0.25 Hz