第二章　6一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．手機是常用的通信工具，當(dāng)來電話時，它可以用振動來提示人們。振動原理很簡單：是一個微型電動機帶動轉(zhuǎn)軸上的葉片轉(zhuǎn)動。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動后，電動機就跟著振動起來。其中葉片的形狀你認為是下圖中的(　A　)解析：B、C、D中圖形均為中心對稱圖形，轉(zhuǎn)動起來不會引起振動。2．下列振動屬于受迫振動的是(　B　)A．用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后鐘的擺動B．打點計時器接通電源后，振針的振動C．小孩睡在自由擺動的吊床上，小孩隨著吊床一起擺動D．彈簧振子在豎直方向上沿上下方向振動解析：受迫振動是振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動，故只有B是受迫振動，A、C是阻尼振動。D是簡諧運動。3．部隊經(jīng)過橋梁時，規(guī)定不許齊步走，登山運動員登雪山時，不許高聲叫喊，主要原因是(　C　)A．減輕對橋的壓力，避免產(chǎn)生回聲B．減少對橋、雪山的沖擊力C．避免使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D．使橋受到的壓力更不均勻，使登山運動員耗散能量解析：部隊過橋時如齊步走，給橋梁施加周期性外力，容易使橋的振動幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋梁坍塌；登山運動員登高山時高聲叫喊，聲波容易引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩，故應(yīng)選C。4.在如圖所示裝置中，已知彈簧振子的固有頻率f固＝2 Hz，電動機皮帶輪的直徑d1是曲軸皮帶輪直徑d2的。為使彈簧振子的振幅最大，則電動機的轉(zhuǎn)速應(yīng)為(　D　)A．60 r/min　　 B．120 r/minC．30 r/min D．240 r/min解析：若使振子振幅最大，則曲軸轉(zhuǎn)動頻率為f＝2 Hz，即2 r/s，由于＝＝，ω1r1＝ω2r2，故＝2，所以電動機轉(zhuǎn)速為4 r/s，即240 r/min。5．如圖所示，把兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為8 Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9 Hz的驅(qū)動力作用下做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是(　B　)A．甲的振幅較大，且振動頻率為8 HzB．甲的振幅較大，且振動頻率為9 HzC．乙的振幅較大，且振動頻率為9 HzD．乙的振幅較大，且振動頻率為72 Hz解析：物體做受迫振動時的頻率等于驅(qū)動力的頻率；物體的固有頻率越接近驅(qū)動力的頻率，物體振動的振幅就越大，所以B正確。6．(2020·吉林省八校高二下學(xué)期期中聯(lián)考)下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　B　)驅(qū)動力頻率/ Hz304050607080受迫振動振幅/ cm10.216.827.228.116.58.3A．f固＝60 Hz B．50 Hz<f固<70 HzC．60 Hz<f固<70 Hz D．以上三個都不對解析：固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，振幅最大，固有頻率越接近驅(qū)動力頻率，振幅越大；表格中當(dāng)驅(qū)動力頻率為50 Hz和60 Hz時，振幅大，說明固有頻率在50 Hz～70 Hz之間；故選B。7．(多選)如圖所示是單擺做阻尼振動的振動圖線，下列說法中正確的是(　BD　)A．?dāng)[球A時刻的動能等于B時刻的動能B．?dāng)[球A時刻的勢能等于B時刻的勢能C．?dāng)[球A時刻的機械能等于B時刻的機械能D．?dāng)[球A時刻的機械能大于B時刻的機械能解析：單擺做阻尼振動，因此其機械能不斷減小，選項D正確，C錯誤；由圖又看出A、B兩時刻單擺的位移相同，即在同一位置，故勢能相同，選項B正確；因機械能越來越小，所以動能B處比A處小，選項A錯誤。8．(多選)(2020·湖北名校聯(lián)盟高二下學(xué)期期中)蜘蛛會根據(jù)絲網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”，若絲網(wǎng)的固有頻率為200 Hz，下列說法正確的是(　CD　)A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅越大B．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200 Hz時，絲網(wǎng)不振動C．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005 s時，絲網(wǎng)的振幅最大D．昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定解析：根據(jù)共振的條件可知，系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，系統(tǒng)達到共振，振幅達最大，故A錯誤；當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200 Hz時，絲網(wǎng)仍然振動，B錯誤；當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005 s時，其頻率：f＝1/T＝200 Hz，與絲網(wǎng)的固有頻率相等，所以絲網(wǎng)的振幅最大，故C正確；受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定，故D正確。二、非選擇題(共12分)9．(12分)如圖為一單擺的共振曲線，則(g取9.8 m/s2)：(1)該單擺的擺長約為多少？(2)共振時單擺的振幅多大？(3)共振時擺球的加速度的大小為多少？(4)若單擺的擺長變短，共振曲線的峰值將怎樣移動？答案：(1)1 m　(2)8 cm　(3)0.8 m/s2　(4)右移解析：(1)由題圖可知當(dāng)驅(qū)動力頻率為0.5 Hz時，單擺產(chǎn)生了共振現(xiàn)象，則單擺的固有頻率f＝0.5 Hz，則固有周期T＝＝2 s。根據(jù)單擺的周期公式T＝2π得l＝＝ m≈1 m。(2)由圖讀出共振時單擺的振幅A＝8 cm(3)根據(jù)題意，a＝gsin θ，且sin θ＝＝＝0.08，故共振時擺球的最大加速度為0.8 m/s2(4)若單擺的擺長變短，根據(jù)T＝2π知周期變小，f變大，共振曲線的峰值將右移。一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(2021·天津一中高二下學(xué)期模塊檢測)如圖所示，在一根張緊的水平繩上掛有5個單擺，其中b擺球質(zhì)量最大，其余4個擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為Lc>Lb＝Ld>La>Le，現(xiàn)將b擺球垂直紙面向里拉開一微小角度后釋放，經(jīng)過一段時間后，其余各擺均振動起來并達到穩(wěn)定，下列敘述正確的是(　B　)A．4個單擺的周期Tc>Td>Ta>TeB．4個單擺的頻率fa＝fc＝fd＝feC．4個單擺的振幅Aa＝Ac＝Ad＝AeD．4個單擺中c擺振幅最大解析：b擺球垂直紙面向里拉開一微小角度后釋放，使得其他4個單擺都做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以4個單擺頻率相同，周期也一樣，所以A錯誤，B正確；當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，振幅最大，即達到共振。根據(jù)T＝2π知，d擺球長與b擺球長相等，則驅(qū)動力的周期等于d擺球的固有周期，發(fā)生共振，所以d擺球振幅最大，CD錯誤。2. (多選)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(guān)系如圖所示。由圖可知(　ACD　)A．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時小，但振子振動的頻率仍為f2C．振子如果做自由振動，它的頻率是f2D．振子可以做頻率為f1的等幅振動解析：處于共振狀態(tài)時，振幅最大，A對；物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以驅(qū)動力頻率為f3時，受迫振動的振幅比共振時小，但振子振動的頻率為f3，B錯；當(dāng)驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，振子處于共振狀態(tài)，所以振子如果做自由振動，則它的頻率為f2，C對；振子在頻率為f1驅(qū)動力作用下可以做頻率為f1的等幅振動，D對。3．將測力傳感器接到計算機上可以測量快速變化的力，將單擺掛在測力傳感器的探頭上，測力探頭與計算機連接，用此方法測得的單擺擺動過程中擺線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示，g取10 m/s2。某同學(xué)由此圖像提供的信息做出了下列判斷，其中正確的是(　BC　)A．?dāng)[球的周期T＝0.5 sB．單擺的擺長l＝1 mC．t＝0.5 s時擺球正經(jīng)過最低點D．?dāng)[球運動過程中周期越來越小解析：由題圖可知，單擺兩次拉力極大值的時間差為1 s，所以單擺的振動周期為2 s，選項A錯誤；根據(jù)單擺的周期公式T＝2π可得擺長l＝1 m，選項B正確；t＝0.5 s時擺線的拉力最大，所以擺球正經(jīng)過最低點，選項C正確；擺線拉力的極大值發(fā)生變化，說明擺球在最低點時的速度發(fā)生了變化，所以擺球做阻尼振動，振幅越來越小，由于周期與振幅無關(guān)，所以單擺的周期不變，選項D錯誤。二、非選擇題(共16分)4．(16分)汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝1.5×105 N/m。汽車開始運動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝(l為彈簧的壓縮長度)。若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為 2 Hz，已知汽車的質(zhì)量為600 kg，每個人的質(zhì)量為70 kg，則這輛車乘坐幾個人時，人感到最難受？答案：5人解析：人體的固有頻率f固＝2 Hz，當(dāng)汽車的振動頻率與其相等時，人體與之發(fā)生共振，人感覺最難受，即f＝＝f固，得l＝代入數(shù)據(jù)得：l＝0.062 1 m，由胡克定律得kl＝(m1＋nm2)gn＝＝＝5(人)

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