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1、【课堂新坐标课堂新坐标】 （教师用书）（教师用书）2013-20142013-2014 学年高中物理学年高中物理 课后知能检课后知能检测测 4 4 沪科版选修沪科版选修 3-43-41.(多选)一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( )A振幅越来越小，周期也越来越小B振幅越来越小，周期不变C在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D振动过程中，机械能不守恒，周期不变【解析】 因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故 A 项错误，B 项正确又因单摆做阻尼振动的过程中，振幅逐渐减少，振动的能量也在减少，即机械能在减
2、少，所以 C 项错误，D 项正确【答案】 BD2(多选)下列说法正确的是( )A只有受迫振动才能发生共振现象B一切振动都能发生共振现象C只要振动受到阻力，它一定做阻尼振动D若振动受到阻力，它也可能做无阻尼振动【解析】 发生共振的条件是f固f驱，所以 A 对，B 错无阻尼振动是振幅不变的振动当受阻力时，若外界补充能量，则也可能做无阻尼振动，故 C 错，D 对【答案】 AD3A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为 4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则( )A振子A的振幅较大，振动频率为fB振子B的振幅较大，振动频率为 3fC振子A的振幅较大，振动频率为 3fD振子B
3、的振幅较大，振动频率为 4f【解析】 受迫振动的频率等于驱动力的频率，即为 3f.当驱动力的频率越接近固有频率，振动的振幅越大，所以 B 正确【答案】 B4(多选)(2013琼海检测)如图 159 所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下面说法中正确的是( )图 159A只有A、C振动周期相等BA的振幅比B的小CC的振幅比B的大DA、B、C的振动周期相等【解析】 A振动起来后水平细绳上的驱动力周期为TA2 ，迫使B、C做受迫LA g振动，受迫振动的频率等于施加的驱动力的频率，所以TATBTC，而TC固2 2 TA，TB固2 TA，故C共振，B不共振，C的振幅比B的大，所以正LC gLA
4、 gLB g确选项为 C、D.【答案】 CD5(2013三亚检测)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是( )A加大飞机的惯性 B使机体更加平衡C使机翼更加牢固 D改变机翼的固有频率【解析】 飞机抖动的厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的频率差别增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，故选项 D 正确【答案】 D6(2013临汾高二检测)正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得
5、很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t，机器反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明( )A在时刻t脱水桶的惯性最大B在时刻t脱水桶的转动频率最大C在时刻t洗衣机发生共振D纯属偶然现象，并无规律【解析】 洗衣机脱水时，脱水桶转速很大，转动周期远小于洗衣机的固有周期，机身振动很弱，切断电源后，转速逐渐减小，转动周期逐渐增大，先是接近洗衣机的固有周期，接着又远离洗衣机的固有周期，某时刻t，脱水桶转动周期等于洗衣机固有周期，洗衣机发生共振，振动得最强烈，故 C 选项正确【答案】 C7若铁路上每根铁轨的长为 12 cm，在弹簧支撑下的
6、车厢固有周期是 0.6 s，列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动最厉害( )A20 m/s B5 m/s C6 m/s D12 m/s【解析】 车厢每经过两铁轨接合处，受到一次外来的驱动力，当驱动力的周期和车厢固有周期相等时，车厢振动最厉害，故v20 m/s.【答案】 A8(多选)(2013海口市第一中学检测)如图 1510 所示，把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上有一个电动偏心轮，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 15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是 36 r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子
7、的固有周期那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的( )图 1510A提高输入电压 B降低输入电压C增加筛子质量 D减小筛子质量【解析】 在题设条件下，筛子振动固有周期T固 s1.5 s，电动偏心轮的转动15 10周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱 s1.67 s要使筛子振幅增大，就是使这两个60 36周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大故选 A、C.【答案】 AC9(多选)某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f，若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是( )A
8、当ff0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f【解析】 驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，故 A 错误，B 正确；振动系统稳定后的频率应等于驱动力的频率，故 C 错误，D 正确【答案】 BD10如图 1511 所示是一个单摆的共振曲线图 1511(1)若单摆所处的环境重力加速度g取 9.8 m/s2，试求此摆的摆长；(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？【解析】 (1)由题图知，单摆的固有频率f0.3 Hz.由f ，1 2g l所以l m2.8 m.g 42f29.8 4 3.142 0.32(
9、2)由f知，单摆移动到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故1 2g l“峰”将向左移动【答案】 (1)2.8 m (2)向左移11如图 1512 所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个 T 形支架在竖直方向振动，T 形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为 3 Hz.现使圆盘以 4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？图 1512【解析】 当圆盘转动时，通过小圆柱带动 T 形支架上下振动，T 形支架又通过弹簧给小球一周期性的作用力使其做受迫振动，所以小球振动的频率
10、应等于驱动力的频率，即T 形支架的振动频率，而 T 形支架的频率又等于圆盘转动的频率，故小球振动的频率f Hz0.25 Hz.1 T1 4【答案】 0 25 Hz12如图 1513 所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动问：图 1513(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s 内完成 20 次全振动，其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)在振子正常振动过程中，以转速 4 r/s 匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？(3)若要振子振动的振幅最大，把手的转
11、速应多大？【解析】 (1)根据题意T固 s0.5 s，f固Hz2 Hz.由于摩擦力t n10 201 T固1 0.5和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动(2)由于把手转动的转速为 4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱4 Hz，周期T驱0.25 s，故振子做受迫振动振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固有频率(或周期)无关即ff驱4 Hz，TT驱0.25 s.(3)要使弹簧振子的振幅最大，处于共振状态，必须使其驱动力的频率f驱等于它的固有频率f固，即f驱f固2 Hz，故把手的转速应为n2 r/s.【答案】 (1)0.5 s 2 Hz 阻尼振动(2)受迫振动 0.25 s(3)2 r/s
