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(zhuǎn)化 D．振子的機械能逐漸轉(zhuǎn)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(zhì)量較大的擺，讓它擺動后帶動其他擺運動．下列結(jié)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(qū)動力作用下做受迫振動．那么，下列結(jié)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)動力下的振幅 D．在不同驅(qū)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(zhuǎn)化為內(nèi)能． 　2.D　【解析】 飛機飛上天后，在氣流周期性驅(qū)動力作用下受迫振動，機翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)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(zhì)量來改變其固有頻率，使驅(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)，故B正確． 　5.AD　【解析】 振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關系是T驅(qū)＝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(qū)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(qū)動力頻率300 Hz.乙的固有頻率與驅(qū)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(zhì)量m共同決定的(Ep＝mgh)．單擺擺球的質(zhì)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(qū)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(qū)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(qū)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.