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2019-2020年高中物理 第1章 機械振動 4 阻尼振動 受迫振動自我小測 教科版選修3-4 1．一單擺在空氣中振動，振幅逐漸減小，下列說法正確的是（　　）． A．振動能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 B．后一時刻的動能一定小于前一時刻的動能 C．后一時刻的勢能一定小于前一時刻的勢能 D．后一時刻的機械能一定小于前一時刻的機械能 2．關于受迫振動的下列說法中正確的是（　?。? A．受迫振動的頻率等于物體的固有頻率 B．受迫振動的頻率與物體的固有頻率無關 C．驅(qū)動力越大，物體做受迫振動的頻率越大 D．驅(qū)動力的頻率越接近物體的固有頻率，受迫振動的振幅越大 3．一砝碼和一輕彈簧構成彈簧振子，如圖（a）所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動．勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動．把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期．若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖（b）所示．當把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖（c）所示．若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則下列說法正確的是（　?。? A．由圖線可知T0＝4 s B．由圖線可知T0＝8 s C．當T在4 s附近時，Y顯著增大；當T比4 s小得多或大得多時，Y很小 D．當T在8 s附近時，Y顯著增大；當T比8 s小得多或大得多時，Y很小 4．圖中兩小球質(zhì)量分別為M和m（M＞m），懸掛在同一根水平拉緊的繩上，先使M擺動，則以下說法正確的是（　?。? A．m的擺動周期幾乎與M的周期相等 B．m的振幅隨l1長短的改變而改變 C．l1＝l2時，m有最大振幅 D．l1＝l2時，m的振幅有可能大于M的振幅 5．A、B兩個彈簧振子，A的固有頻率為f，B的固有頻率為4f.若它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則下列說法正確的是（　?。? A．A的振幅較大，振動頻率為f B．B的振幅較大，振動頻率為3f C．A的振幅較大，振動頻率為3f D．B的振幅較大，振動頻率為4f 6．一個彈簧振子做受迫運動，它的振幅A與驅(qū)動力頻率f之間的關系如圖所示．由圖可知（　?。? A．驅(qū)動力的頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài) B．驅(qū)動力頻率為f3時，受迫振動的振幅比共振小，但振子振動的頻率仍為f2 C．振子如果做自由振動，它的頻率是f2 D．振子可以做頻率為f1的振幅為A1的振動 7．一洗衣機在正常工作時非常平穩(wěn)，當切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈，然后振動再逐漸減弱，對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。? A．正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率大 B．正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率小 C．正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機的固有頻率 D．當洗衣機振動最劇烈時，波輪的運轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機的固有頻率 8．在礦山采出的礦石還要經(jīng)過選礦這一道工序，選礦時主要用到共振篩，共振篩用四根硬彈簧支起，并裝有一電動偏心輪，偏心輪每轉(zhuǎn)動一周就給篩子一個周期性變化的驅(qū)動力．當篩子做自由振動時，完成10次全振動的時間為15 s．某電壓下，電動偏心輪的轉(zhuǎn)速為30 r/min（轉(zhuǎn)/分）．已知：如果增大電壓，可使偏心輪的轉(zhuǎn)速提高；增加篩子的質(zhì)量，可增大篩子的固有周期．要使共振篩的振幅增大，下列做法中正確的是（　?。? A．適當提高輸入電壓 B．略為降低輸入電壓 C．增加篩子的質(zhì)量 D．減小篩子的質(zhì)量 9．如圖，輕直桿OC的中點懸掛一個彈簧振子，其固有頻率為2 Hz.桿的O端有固定光滑軸，C端下邊由凸輪支持，凸輪繞其軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n.在n從0逐漸增大到5 r/s的過程中，振子M的振幅變化情況將是__________，當n＝______r/s時振幅最大．若轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在5 r/s，M的振動周期是______． 參考答案 1答案：AD　解析：單擺振動過程中，因不斷克服空氣阻力做功使振動能量逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A和D對；雖然單擺總的機械能在逐漸減小，但在振動過程中動能和勢能仍不斷地相互轉(zhuǎn)化，動能轉(zhuǎn)化為勢能時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，而勢能轉(zhuǎn)化為動能時，勢能逐漸減小，動能逐漸增大，所以不能斷言后一時刻的動能（或勢能）一定小于前一時刻的動能（或勢能），故B、C不對． 2答案：BD　解析：受迫振動的周期、頻率與驅(qū)動力的周期、頻率相等，與固有周期、頻率無關，并且驅(qū)動力頻率與固有頻率之差越小振幅越大，二者之差越大，振幅越小，故B、D對，A錯．而振動頻率與驅(qū)動力大小是無關的． 3答案：AC　解析：由題意知題圖（b）為自由振動圖線，題圖（c）為受迫振動圖線．彈簧振子做自由振動時的周期為固有周期，從題圖（b）知此振子的固有周期T0＝4 s，A正確，B錯誤．受迫振動時的周期與驅(qū)動力的周期相同，當系統(tǒng)所受驅(qū)動力的周期跟其固有周期相等時，將發(fā)生共振，此時振幅最大，當系統(tǒng)所受驅(qū)動力的周期跟其固有周期相差太遠時，其振幅較小，故C正確，D錯誤． 4答案：ABCD　解析：M擺動過程中，通過水平繩給m施加周期性的驅(qū)動力，使m做受迫振動，所以m的擺動周期與驅(qū)動力周期相等，當l1＝l2時，m的固有周期與驅(qū)動力周期相等，m產(chǎn)生共振，故A、B、C、D四個選項都是對的． 5答案：B　解析：由于B的固有頻率4f與驅(qū)動力的頻率接近，發(fā)生受迫振動時的振幅較大，而且振動頻率與驅(qū)動力頻率相同且為3f. 6答案：AC　解析：由題圖可以看出，當頻率為f2時，振子處于共振狀態(tài)，說明振子的固有頻率為f2，所以選項A、C正確． 7答案：AD　解析：洗衣機切斷電源，波輪的轉(zhuǎn)動逐漸慢下來，在某一小段時間內(nèi)洗衣機發(fā)生了強烈的振動，說明此時波輪的頻率與洗衣機的固有頻率相同，發(fā)生了共振．此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則驅(qū)動力的頻率小于固有頻率，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機的振動隨之減弱，所以選項A、D正確． 8答案：AC　解析：篩子的振幅由驅(qū)動力頻率f與固有頻率f0的差值決定．即△f＝|f－f0|越小，振幅越大，要判斷振幅能否增大，就要確定△f是否減?。? 篩子的固有頻率 驅(qū)動力的頻率＝n＝30 r/min＝r/s＝0.5 Hz. 因增大電壓，可提高轉(zhuǎn)速，可使驅(qū)動力頻率增加，則△f減小，可增大振幅；增加篩子的質(zhì)量，可使固有周期增大，則固有頻率變小，從而△f減小，可使振幅增大．所以正確選項為A、C. 9答案：先變大后變小　2　0.2 s 解析：振子在桿對它的驅(qū)動力作用下做受迫振動，當凸輪的轉(zhuǎn)速等于彈簧振子的固有頻率2 Hz時，振幅最大，發(fā)生共振．故轉(zhuǎn)速n從0到5 r/s過程中，振子的振幅先變大后變小，當n＝2 r/s時，振幅最大；轉(zhuǎn)速為5 r/s時，M的振動頻率為5 Hz，周期為0.2 s．