物理选择性必修 第一册5 阻尼振动 受迫振动课后测评

课时素养评价11　阻尼振动 受迫振动

　A组　合格性考试练

1．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．实际的振动必然是阻尼振动

B．在外力作用下的振动是受迫振动

C．阻尼振动的振幅越来越小

D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关

2．物体做受迫振动，驱动力的频率开始时大于物体的固有频率，则在驱动力的频率逐渐减小到零的过程中，物体的振幅将(　　)

A．增大    B．减小C．先增大后减小    D．先减小后增大

3．(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　　)

A．振幅越来越小，周期也越来越小

B．振幅越来越小，周期不变

C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变

D．在振动过程中，机械能不守恒，周期不变

4．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．有阻力的振动叫作受迫振动

B．物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动

C．物体在周期性外力作用下的振动叫作受迫振动

D．物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率最终等于驱动力频率

5．如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz.当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是(　　)

A．甲的振幅较大，且振动频率为8 Hz

B．甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz

C．乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz

D．乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz

6．(多选)一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是(　　)

A．振动的机械能逐渐转化为其他形式的能

B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能

C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能

D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能

7．(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图所示．筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是 36 r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期．那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是(　　)

A．提高输入电压    B．降低输入电压    C．增加筛子质量     D．减小筛子质量

8．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计的原理图，在同一铁支架MN上焊有四个固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，如发现b钢片的振幅最大，则电动机的转速最接近(　　)

A．4 800 r/min    B．3 600 r/min    C．2 400 r/min    D．1 200 r/min

9．(多选)某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的(　　)

A．a点     B．b点    C．c点     D．一定不是c点

10．(多选)正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动不剧烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机械却发生了剧烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱．在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到ω0，在这一过程中(　　)

A．机器不一定发生剧烈的振动

B．机器一定发生剧烈的振动

C．若机器发生剧烈振动，剧烈振动发生在飞轮的角速度为ω0时

D．若机器发生剧烈振动，剧烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0

B组　选择性考试练

11.据新闻报道，某地在100 m的路面上设置了41条减速带，非但没有带来安全，反而给群众的正常出行造成了极大的影响．假设减速带均匀设置，某汽车的固有频率为1.5 Hz.当该汽车匀速通过减速带时(　　)

A．当车速为3.75 m/s时，汽车最颠簸

B．汽车的行驶速度越快，颠簸越厉害

C．当车速为10 m/s时，汽车的固有频率变为4 Hz

D．当车速为10 m/s时，汽车的振动频率为1.5 Hz

12．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示．则(　　)

A．针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同

B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C．打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同

D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同

13．飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根弹性杆两端带有负重(图甲)，某型号的飞力士棒固有频率为4.5 Hz，某人用手振动该飞力士棒进行康复训练(图乙)，则下列说法正确的是(　　)

A．使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大

B．手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大

C．手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大

D．当手每分钟振动270次时，飞力士棒振动最弱

[答题区]

14.如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动．现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如图乙所示．(g＝9.86 m/s2，π＝3)

(1)当圆盘以0.4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？

(2)若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长约为多少？(结果保留两位有效数字)

课时素养评价11　阻尼振动　受迫振动

1．解析：实际的振动，必须不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，必然是阻尼振动，故A、C对．只有在周期性外力(驱动力)的作用下，物体所做的振动才是受迫振动，故B错．受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率，与自身物理条件无关，故D对．

答案：ACD

2．解析：驱动力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅最大，驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，振幅越小，故在驱动力的频率逐渐减小的过程中，物体的振幅将先增大后减小．故选C.

答案：C

3．解析：因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，但振动周期不变．

答案：BD

4．解析：物体在周期性外力作用下的振动叫作受迫振动，这个周期性的外力应当能给振动物体补充能量，而阻力不行，A、B错误，C正确；受迫振动的频率最终等于驱动力频率，D正确．

答案：CD

5．解析：振子做受迫振动时，振动频率等于驱动力的频率，由于甲振子的固有频率与驱动力的频率相差较小，所以甲的振幅较大，选项B正确，A、C、D错误．

答案：B

6．解析：单摆振动过程中，会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐减小，A、D正确；虽然单摆总的机械能在逐渐减少，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．动能转化为势能时，动能逐渐减少，势能逐渐增加，而势能转化为动能时，势能逐渐减少，动能逐渐增加，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故B、C错误．

答案：AD

7．解析：在题给条件下可知，筛子振动的固有周期T固＝ s＝1.5 s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱＝ s≈1.67 s．要使筛子振幅增大，就得使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量，使筛子的固有周期增大一些．正确选项为A、C.

答案：AC

8．解析：当电动机转动的频率等于钢片的固有频率时，将发生共振，振幅最大，由题知b的振幅最大，则电动机转动的频率最接近b钢片的固有频率，即60 Hz，所以电动机的转速最接近60 r/s＝3 600 r/min.故选B.

答案：B

9．解析：振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱＝T固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的c点，可能是a点，故A、D正确．

答案：AD

10．解析：当机器发生剧烈的振动时，飞轮转动的频率一定与机器的固有频率相等，又因此情况发生在飞轮从角速度ω0开始减速以后，所以机器的固有频率一定比ω0对应的频率小．因此，当飞轮的角速度由零较缓慢地增大到ω0的过程中，一定经过飞轮转动频率与机器固有频率相等的过程，发生剧烈振动，B、D正确．

答案：BD

11．解析：相邻两个减速带之间的距离为d＝2.5 m，则当汽车最颠簸时，汽车产生共振，则速度v＝＝df＝3.75 m/s，并不是汽车的行驶速度越快，颠簸越厉害，A正确，B错误；汽车的固有频率由汽车本身的结构决定，与车速无关，C错误； 当车速为10 m/s时，此时驱动力的频率为f′＝＝ Hz＝4 Hz，即此时汽车的振动频率为4 Hz，D错误．

答案：A

12．解析：当振动器的频率等于树木的固有频率时树木将产生共振，此时树干的振幅最大，落果效果最好，而不同的树木的固有频率不一定相同，所以针对不同树木，落果效果最好的振动频率不一定相同，A错误；当振动频率大于树木的固有频率时，随着振动器频率的增加，树干振动的幅度将减小，B错误；打击结束后，树干做阻尼振动，阻尼振动的频率为树干的固有频率，此时粗细不同的树干振动频率不同，C错误；受迫振动的频率等于周期性外力的频率，树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，D正确．

答案：D

13．解析：人用手振动该飞力士棒，飞力士棒做的是受迫振动，手是驱动力，因此手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大，C正确；驱动力的频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大．当手每分钟振动270次时，驱动力的频率f＝Hz＝4.5 Hz＝f0，此时飞力士棒振动最强，A、B、D错误．

答案：C

14．解析：(1)小球做受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以小球振动达到稳定时的周期为0.4 s，它振动的频率是

f＝＝Hz＝2.5 Hz.

(2)由图乙可知，单摆的固有频率为0.3 Hz，周期为

T＝＝ s，

由单摆的周期公式T＝2π ，可得摆长

l＝＝＝3.0 m.

答案：(1)2.5 Hz　(2)3.0 m