2020-2021学年高中物理人教版选修3-4分层训练（五）　外力作用下的振动 Word版含解析

1、分层训练(五)外力作用下的振动a组：基础达标练1下列振动中属于受迫振动的是()a用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动b电磁打点计时器接通电源后，振针的振动c小孩睡在自由摆动的吊床上，随吊床一起摆动d弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动2如图所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固2 hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮直径d2的.为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为()a60 r/min b120 r/minc30 r/min d240 r/min3(多选)铺设钢轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮都会受到一次冲击由于每一根钢轨长度相等，所以这个

2、冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击力做受迫振动普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s下列说法中正确的是()a列车的危险速率为40 m/sb列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象c列车运动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4(多选)某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中的曲线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()aa点bb点cc点 d一定不是c点5在实验室可以做“声波碎杯”的实验用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500 hz.

3、将这只酒杯放在两个大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发生的声波，就能使酒杯碎掉(如图所示)下列说法中正确的是()a操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大b操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波c操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率d操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 hz6如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一个支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 hz，乙弹簧振子的固有频率为72 hz，当支架在竖直方向上受到频率为9 hz的驱动力作用而做受迫振动时，则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8 hzb甲的振幅较大，且振动频率为9

4、hzc乙的振幅较大，且振动频率为9 hzd乙的振幅较大，且振动频率为72 hzb组：能力提升练7(多选)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()a若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线表示月球上单摆的共振曲线b若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1:l225:4c图线若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1 md若摆长均为1 m，则图线是在地球上完成的8(多选)如图甲所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期等于驱动力的周期，改变把手匀速转动

5、的速度就可以改变驱动力的周期若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图乙所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示若用t0表示弹簧振子的固有周期，t表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅则()a由图象可知t04 sb由图象可知t08 sc当t在4 s附近时，y显著增大；当t比4 s小得多或大得多时，y很小d当t在8 s附近时，y显著增大；当t比8 s小得多或大得多时，y很小分层训练(五)外力作用下的振动1解析：敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，a错误；电磁打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振

6、动，b正确；小孩睡在自由摆动的吊床上，随吊床一起摆动属于自由振动，c错误；弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动，属于自由振动，d错误答案：b2解析：若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f2 hz，即转速为2 r/s.由于，1r12r2，故，所以电动机转速为4 r/s，即240 r/min.答案：d3解析：当冲击力频率等于列车固有频率时，列车振动的振幅最大，因v40 m/s，故a正确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频率远小于桥梁固有频率，防止桥梁发生共振现象，而不是列车发生共振现象，故b、c错；增加钢轨长度有利于列车高速运行，d正确答案：ad4解析：简谐振子的固有周期与驱动力周期的关系是t驱t固

7、，所以受迫振动的状态一定不是题图乙中的b点和c点，可能是a点，故选a、d.答案：ad5解析：驱动力的周期与固有周期相等，形成共振，共振时振幅最大，操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 hz，就能使酒杯碎掉则d正确，a、b、c错误答案：d6解析：支架在竖直方向上受到频率为9 hz的驱动力作用而做受迫振动时，甲、乙两个弹簧振子都做受迫振动，它们振动的频率都等于驱动力的频率9 hz，由于甲的固有频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大，选项b正确答案：b7解析：图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率f10.2 hz，f20.5 hz根

8、据周期公式可得f 当两摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时，g越大，f越大，所以g2>g1，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以图线表示月球上单摆的共振曲线，选项a正确若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则g相同，两次摆长之比l1l2254，所以选项b正确图线若是在地球上完成的，将g9.8 m/s2和f20.5 hz代入频率的计算公式可解得l21 m，所以选项c正确d错误答案：abc8解析：若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐运动，这时为自由振动，题中图乙为砝码的自由振动图象，由图读出的周期为t04 s，t0为砝码振动的固有周期，当把手以某一速度匀速转动时，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期t等于驱动力的周期，题中