鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动第5节 生活中的振动课时练习

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动第5节 生活中的振动课时练习，共8页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 对阻尼振动的理解
1.(多选题)若空气阻力不可忽略,单摆在偏角很小的摆动中,总是减小的物理量为( )
A.振幅 B.位移
C.周期 D.机械能
2.(多选题)如图所示是一个弹簧振子在水平面内做阻尼振动的振动图像,曲线上A、B两点的连线与横轴平行,下列说法正确的是( )
A.振子在A时刻的动能等于B时刻的动能
B.振子在A时刻的势能等于B时刻的势能
C.振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能
D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能
题组二 受迫振动
3.(多选题)下列说法中正确的是( )
A.有阻力的振动称为受迫振动
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称为受迫振动
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
4.(多选题)(2024广东佛山第一中学质量检测)单摆M、N、O、P自由振动时,振动图像分别如图2中甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图1所示支架的细线上,并保持各自的摆长不变,使其中一个单摆振动,经过足够长的时间,其他三个都可能振动起来。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
图1
图2
A.若使M振动起来,P不会振动
B.若使M振动起来,稳定时N振动的周期仍小于2 s
C.若使P振动起来,稳定时M比N的振幅大
D.若使O振动起来,稳定时M的振动周期等于3 s
题组三 对共振现象的理解
5.(2024山东淄博中学期中)为了交通安全,常在公路上设置如图所示的减速带,减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带,可有效降低车速。如果某段路面上设有一排减速带,相邻的减速带的间距为1.5 m,一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带,下列说法正确的是( )
A.当汽车以5 m/s的速度行驶时,其振动频率为2 Hz
B.当汽车以3 m/s的速度行驶时最平稳
C.当汽车以3 m/s的速度行驶时颠簸得最厉害
D.汽车速度越大,颠簸得就越厉害
6.(多选题)(2023山东烟台期中)如图甲所示,把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高;增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速为36 r/min。要增大筛子的振幅,下列措施可行的是( )

A.升高电压 B.降低电压
C.增加筛子质量 D.减小筛子质量
7.(2023山东菏泽期末)飞力士棒是一种健身、康复器材,它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成,使用时,用手驱动使其振动,如图所示。若某棒的固有振动频率为4.5 Hz,下列说法正确的是( )
A.用力越大,该棒振动越快
B.增大手驱动的频率,该棒的振幅一定变大
C.增大手驱动的频率,该棒的振动频率可能减小
D.用同样大小的力驱动该棒,每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最大
8.(2023山东临邑第一中学月考)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是(重力加速度g取9.8 m/s2)( )
A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线
B.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行,则两次摆长之比为lⅠ∶lⅡ=4∶25
C.若图线Ⅱ对应单摆的摆长约为2 m,则图线Ⅱ是在地球表面上完成的
D.若图线Ⅱ是在地球表面上完成的,则该单摆摆长约为1 m
9.(2024江苏苏州期中)如图甲所示装置,竖直圆盘静止时,小球在竖直方向上做简谐运动的振动图像如图乙所示。竖直圆盘绕固定轴转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动,从而使小球从静止开始上下振动。下列说法正确的是( )

A.圆盘转动越快,小球振动的振幅越大
B.若圆盘以12 r/min匀速转动,增大圆盘转速,则小球的振幅一定增大
C.若圆盘以30 r/min匀速转动,小球振动达到稳定时,其振动的周期为4 s
D.若圆盘以15 r/min匀速转动,增大圆盘转速,则小球的振幅一定减小
答案全解全析
基础过关练
1.AD 有空气阻力时,单摆的振动为阻尼振动,机械能不断减小,振幅也不断减小;摆球在平衡位置时,位移为零,之后位移增大,直至动能为零时位移达到最大,然后位移又减小到零,所以位移不是一直减小的;根据单摆周期公式T=2πlg,l、g不变,则T不变,故选A、D。
2.BD 由于弹簧振子做阻尼振动,所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能,C项错误,D项正确;由于振子的势能与振子的位移有关,故B项正确;振子在A时刻的动能大于B时刻的动能,A项错误。
易错警示
(1)阻尼振动的振幅不断减小,机械能不断减少,减少的机械能转化为其他形式的能;
(2)阻尼振动的频率不变,其频率为固有频率,由系统本身决定。
3.CD 物体在周期性外力作用下的振动称为受迫振动,选项C对,B错;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,选项A错;受迫振动的频率最终等于驱动力频率,选项D对。
4.CD 若使M振动起来,其他单摆也会振动,做受迫振动,故A项错误;受迫振动的周期等于驱动力的周期,稳定时,N的振动周期为2 s,故B项错误;若使P振动起来,由于M的固有周期与驱动力的周期相同,M发生共振,稳定时M比N的振幅大,故C项正确;O自由振动时,周期为3 s,若使O振动起来,M做受迫振动,则振动周期也为3 s,故D项正确。
5.C 当汽车以5 m/s的速度行驶时,驱动力的周期为T=sv=1.55 s=0.3 s,频率f=1T=103 Hz,A错误;当汽车以3 m/s的速度行驶时,汽车的受迫振动频率为f=vs=31.5 Hz=2 Hz,和固有频率相等,发生共振,所以颠簸得最厉害,B错误,C正确;当驱动力的频率越接近固有频率时,汽车越颠簸,而非汽车的速度越大越颠簸,故D错误。
6.AC 根据受迫振动的特点可知,共振筛的振动频率等于偏心轮的转动频率,所以当偏心轮的转速为36 r/min时,共振筛的振动频率为f1=3660 Hz=0.6 Hz,根据共振曲线可知,开始时偏心轮的转动频率小于筛子的固有频率,所以增大电压,偏心轮的转动频率将增大,当频率增大到0.8 Hz时筛子的振幅最大,A正确,B错误;根据共振曲线可知,开始时偏心轮的转动频率小于筛子的固有频率,增大筛子质量后,筛子的固有频率将减小,筛子的振幅会增大,当筛子的固有频率减小到0.6 Hz时筛子的振幅最大,C正确,D错误。故选A、C。
7.D 用力越大,手驱动棒的频率不一定越大,该棒振动也不一定越快,A错误;棒做受迫振动,增大手驱动的频率,该棒的振动频率增大,当驱动频率等于固有频率时,振幅最大,所以增大手驱动的频率,该棒的振幅不一定变大,B、C错误;用同样大小的力驱动该棒,每分钟完成270次全振动时,可知驱动频率为f=27060 Hz=4.5 Hz=f固,此时负重头的振幅最大,D正确。
方法技巧
受迫振动的分析
(1)在分析受迫振动时,首先要弄清驱动力的来源。
(2)受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关,因而首先应确定驱动力的频率。
(3)当驱动力的频率等于物体的固有频率时,发生共振,此时振幅最大。
8.D 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,图线Ⅰ对应单摆的固有频率较小,固有周期较大,根据T=2πlg可知,该单摆对应的重力加速度小,则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线,
A错误;若两次受迫振动均在地球上同一地点进行,重力加速度相等,由题图知
它们的固有频率之比为2∶5,得固有周期之比为5∶2,根据T=2πlg可知摆长之比lⅠ∶lⅡ=25∶4,B错误;若图线Ⅱ是在地球表面上完成的,g=9.8 m/s2,对应单摆的固有频率为0.5 Hz,单摆的固有周期T=2 s,由T=2πlg解得摆长l≈1 m,C错误,D正确。
9.D 由题图乙可知,小球做简谐运动的固有周期为T固=4 s。圆盘转动使小球做受迫振动,当驱动力的周期等于固有周期时,小球振动的振幅最大,故圆盘转动越快,小球振动的振幅不一定越大,A错误;若圆盘以12 r/min匀速转动,驱动力周期为T驱1=1n1=11260 s=5 s,增大圆盘转速,则驱动力的周期减小,小球的振幅先增大后减小,
B错误;若圆盘以30 r/min匀速转动,驱动力周期为T驱2=1n2=13060 s=2 s,故小球振动达到稳定时其振动的周期为2 s,C错误;若圆盘以15 r/min匀速转动,驱动力周期为T驱3=1n3=11560 s=4 s,增大圆盘转速,则驱动力周期减小,小球的振幅一定减小,D正确。
1.AD
2.BD
3.CD
4.CD
5.C
6.AC
7.D
8.D
9.D