物理选择性必修 第一册5 阻尼振动 受迫振动复习练习题

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题组一 阻尼振动
1．ACD [实际的自由振动由于阻力的作用，振幅会越来越小，所以一定为阻尼振动，故A正确；物体在周期性驱动力的作用下的振动是受迫振动，故物体在外力作用下的振动不一定是受迫振动，故B错误；阻尼振动的振幅会越来越小，故C正确；受迫振动稳定后的频率取决于驱动力的频率，与自身物理条件无关，故D正确。]
2．A [单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A对，D错误；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，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，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，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)，故选项B、C错误。]
3．B [由于存在空气阻力，振动系统在振动过程中机械能减小，振幅减小，但其周期为固有周期，故周期不变，选B。]
4．ABD [振动系统的振动频率与其本身的结构有关，为固有频率，所以在阻尼振动中，振幅逐渐减小，振动能量逐渐减少，最终转化为内能，但周期不变，故A、D正确，C错误；实际的振动系统都要受到摩擦力或空气阻力等阻尼作用，故B正确。]
题组二 受迫振动和共振
5．C [部队过桥梁时不准齐步走，主要是避免使桥梁发生共振，登山运动员登雪山时不许高喊也是避免雪山发生共振，故C正确，A、B、D错误。]
6．ABD [根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，又因为做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以A、B、D正确。]
7．AB [由受迫振动振幅与驱动力频率关系图可知，当驱动力的频率为f0时，振动系统做受迫振动振幅最大，则由共振的条件可知，振动系统的固有频率为f0，A、B正确；振动系统振动的频率由驱动力频率决定，C错误；驱动力频率越接近于振动系统的固有频率时，振动系统振幅越大，D错误。]
8.C [当汽车振动频率与其固有频率接近时会产生共振现象，此时振幅最大，颠簸最厉害。当车速为3 m/s时，振动周期T＝eq \f(1.5,3) s＝0.5 s，f＝eq \f(1,T)＝2 Hz，此时颠簸最厉害。故选C。]
9．AD [由单摆周期公式可知，A球振动周期为T＝2πeq \r(\f(L,g))，故A正确；四个摆振动起来后，策动力使得摆做受迫振动，振动的周期都等于A球的振动周期，所以各摆振动的周期都相等，与质量无关，故B错误；振动的振幅与摆球的质量无关，故C错误；四个摆振动起来后，策动力使得摆做受迫振动，由于C的摆长与A摆长相同，固有频率等于策动力的频率，发生共振，则C的振幅最大，故D正确。故选A、D。]
1．AC [单摆在做简谐运动过程中，悬线上拉力是周期性变化的。摆球在最低点时悬线拉力最大Fmax＝mg＋eq \f(mv2,L)。在摆到最高点v＝0时，悬线拉力最小，Fmin＝mgcs θ。t＝0.2 s时，拉力最大，即摆球正经过最低点，A正确；t＝1.1 s时，摆球正经过最高点，B错误；从题图可看出摆球经过最低点拉力逐渐减小，可知小球的速度减小，机械能逐渐减少，C正确；由题图可知，T＝2×(0.8－0.2) s＝1.2 s，D错误。]
2．AC [共振筛的工作原理是，当电动偏心轮的转动周期跟筛子的固有周期相等时，就会发生共振。在题给条件下，筛子振动的固有周期T固＝eq \f(15,10) 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＝eq \f(60,36) 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。正确选项为A、C。]
3.[解析] (1)根据题意可得：T固＝eq \f(10,40) s＝0.25 s，
f固＝eq \f(1,T固)＝eq \f(1,0.25) Hz＝4 Hz。
(2)由于把手转动的转速为8 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱＝8 Hz，周期T驱＝eq \f(1,f驱)＝eq \f(1,8) s＝0.125 s。
[答案] (1)0.25 s 4 Hz (2)0.125 s 8 Hz
4．[解析] 人体的固有频率f固＝2 Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即f＝eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,l))＝f固，得l＝eq \f(g,4π2feq \\al(2,固))，代入数据l≈0.062 1 m，由胡克定律得kl＝(m1＋nm2)g
n＝eq \f(kl－m1g,m2g)＝eq \f(1.5×105×0.062 1－600×9.8,70×9.8)≈5 (人)。
[答案] 5人