鲁科版高中物理选择性必修第1册课后习题 第2章 第5节 生活中的振动.docVIP

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第2章机械振动

第5节生活中的振动

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.自由摆动的秋千,摆动的振幅越来越小,下列说法正确的是()

A.机械能守恒

B.能量正在消失

C.总能量守恒,机械能减小

D.只有动能和势能的相互转化

解析可以把自由摆动的秋千看作做阻尼振动的模型。振动系统中的能量转化不只是系统内部动能和势能的相互转化,振动系统是一个开放系统,与外界时刻进行着能量交换,但总能量守恒。系统由于受到阻力,消耗系统机械能,从而使振动的机械能不断减小。

答案C

2.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9Hz,乙弹簧振子的固有频率为72Hz。当支架在受到竖直方向且频率为9Hz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18Hz

B.甲的振幅较大,且振动频率为9Hz

C.乙的振幅较大,且振动频率为9Hz

D.乙的振幅较大,且振动频率为72Hz

解析根据受迫振动发生共振的条件可知,甲弹簧振子的振幅较大,因为甲弹簧振子的固有频率等于驱动力的频率,做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率,所以选项B正确。

答案B

3.(多选)研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的共振曲线,下列说法正确的是()

A.其纵坐标为位移

B.其横坐标为固有频率

C.单摆的固有周期为2s

D.图像的峰值表示单摆共振时的振幅

解析共振曲线的纵坐标表示受迫振动的振幅,横坐标表示驱动力的频率,峰值表示驱动力频率等于固有频率时,发生共振的振幅。根据图像可知固有频率为0.5Hz,故单摆的固有周期为2s。

答案CD

4.

(多选)用两根完全一样的弹簧和一根细线将甲、乙两滑块连在光滑的水平面上,线上有张力,甲的质量大于乙的质量,如图所示。当线突然断开后,两滑块都开始做简谐运动,在运动过程中()

A.甲的振幅一定等于乙的振幅

B.甲的振幅一定小于乙的振幅

C.甲的最大速度一定大于乙的最大速度

D.甲的最大速度一定小于乙的最大速度

解析两根弹簧完全相同,线未剪断时两弹簧所受拉力大小相等,伸长量相同,所以剪断线以后,甲、乙振幅相同,故选项A对,选项B错;又由于线未剪断时弹簧的弹性势能相同,所以甲、乙通过平衡位置时的动能相同,质量大的速度小,故选项C错,选项D对。

答案AD

5.铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击。由于每根钢轨长度相等,所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为12.6m,列车固有振动周期为0.315s。下列说法错误的是()

A.列车的危险速率为40m/s

B.列车过桥需要减速,是为了防止列车发生共振现象

C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的

D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行

解析对于受迫振动,当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象,所以列车的危险速率v=40m/s,故选项A正确。列车过桥时减速是为了防止共振现象发生,故选项B正确。由v=LT

答案C

6.(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来,在筛子上安装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛。筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15s。在某电压下,电动偏心轮的转速是36r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高,增大筛子的质量可使筛子的固有周期增大。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.增大筛子质量 D.减小筛子质量

解析在题设条件下,筛子振动的固有周期T固=1510s=1.5s,电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱=60

答案AC

关键能力提升练

7.如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线,则下列说法正确的是()

A.两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ=2∶5

B.若两个受迫振动在地球上同一地点进行,则两个摆长之比为lⅠ∶lⅡ=4∶25

C.图线Ⅱ若是在地面上完成的,则该摆摆长约为1m

D.若两个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

解析由共振曲线及共振的条件可知,Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为0.2Hz和0.5Hz,周期之比TⅠ∶TⅡ=5∶2,A项错误。由单摆的周期公式T=2πlg可知,lⅠ∶lⅡ=TⅠ2∶TⅡ2

答案C

8.(多选)有一根绷紧的水平绳上挂有5个双线摆,其中b摆摆球质量最大,另4个摆球质量相等,摆长关系为LcLb=LdLaLe,如图所示。现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度,放手后让其振动,经过一段时间,其余各摆均振动起来,则达到稳定时(