2019-2020学年高中物理第11章机械振动第5节外力作用下的振动练习含解析 人教版选修3-4

2019-2020学年高中物理第11章机械振动第5节外力作用下的振动练习含解析 人教版选修3-4

第5节　外力作用下的振动 一、选择题 ‎1．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．阻尼振动必定有机械能损失 B．物体做阻尼振动时，由于振幅减小，频率也随着减小 C．物体做阻尼振动时，振幅虽然减小，但是频率不变 D．做阻尼振动的物体，振动频率仍由自身结构特点决定 解析：选ACD　做阻尼振动的物体，其振幅不断减小，所以其机械能也在不断减小，即必定有机械能损失，但其频率由自身结构特点决定，与振幅无关，所以其频率不变．‎ ‎2.如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是(　　)‎ A．物体通过O点时所受的合外力为零 B．物体将做阻尼振动 C．物体最终只能停止在O点 D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg 解析：选B　物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，选项A错误；物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，选项B正确；物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点．若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为μmg，选项C、D错误．‎ ‎3.在如图所示的振动图象中，在1～3 s的时间范围内，下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是(　　)‎ A．1.2 s B．2.0 s C．2.5 s D．3.0 s 解析：选A　随着阻力的作用，机械能损失越来越多，故时刻越早，能量越大，A正确．‎ ‎4．一个摆长约‎1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(　　)‎ 5‎ 解析：选C　单摆的周期为T≈2 s，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，C对．‎ ‎5．(多选)(2018·无锡天一中学检测)如图所示是某单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是(　　)‎ A．振动过程中周期变小 B．振动过程中周期不变 C．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 D．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 解析：选BC　阻尼振动中，单摆的振幅逐渐减小，由于周期与振幅无关，故振动过程中周期不变，A错误，B正确；因A、B两时刻摆球的位移相同，故摆球A时刻的势能等于B时刻的势能，C正确；由于摆球振动的能量逐渐减小，故摆球A时刻的动能大于B时刻的动能，D错误．‎ ‎6．(多选)(2019·厦门双十中学期中)如图所示，两个质量分别为M和m的小球A、B，悬挂在同一根水平细线上，当A在垂直于水平细线的平面内摆动时，不计空气阻力，经过足够长的时间，下列说法正确的是(　　)‎ A．两摆的振动周期是相同的 B．当两摆的摆长相等时，B摆的振幅最大 C．悬挂A的竖直细线长度变化时，B摆的振幅一定减小 D．无论怎样改变悬挂A的竖直细线长度，B摆的振幅都不变 5‎ 解析：选AB　A摆动时，B摆做受迫振动，稳定后，B摆的振动周期应等于驱动力的周期，即等于A摆的周期，选项A正确；当B摆长与A摆长相等时，两者的固有周期相等，而A摆的固有周期就是使B做受迫振动的驱动力的周期，可见B摆处于共振状态，B摆的振幅最大，选项B正确；A摆长发生变化，就是使B做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于B的固有周期不变，这样两个周期差别就发生了变化，因而B的振幅也要发生变化但不一定减小，选项C、D错误．‎ ‎7．(多选)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．由于每一根钢轨长度相等，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‎12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s．下列说法正确的是(　　)‎ A．列车的危险速率为‎40 m/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：选AD　当列车受到冲击的频率和列车故有频率相同时，会发生共振，比较危险，由T＝可得危险车速为v＝＝ m/s＝40 m/s，A正确；列车过桥需要减速，是为了防止桥与列车发生共振现象，B错误；列车的速度不同，则振动频率不同，C错误；由题意可知，根据T＝可知增加长度可以使危险车速增大，故可以使列车高速运行，D正确．‎ ‎8．下表记录了某振动系统的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则(　　)‎ 驱动力频率/Hz ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ ‎60‎ ‎70‎ ‎80‎ 振动系统振幅/cm ‎10.2‎ ‎16.8‎ ‎27.2‎ ‎28.1‎ ‎16.5‎ ‎8.3‎ A．f固＝60 Hz B．60 Hzf2.题图乙中c点对应的是发生共振时驱动力的频率，其等于固有频率f1；当受迫振动时，驱动力频率为f2

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