1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价 七生活中的振动 (25分钟70分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.据天中记一书记载,晋初(公元3世纪)时,京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次,人们十分惊恐。学者张华判断,这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些,它就不再自鸣了。关于这个现象,下列说法中不正确的是()A.共鸣是一种共振B.铜盘共鸣时的振动频率等于皇宫钟声的频率C.把铜盘磨薄改变了驱动力的频率D.把铜盘磨薄使铜盘的固有频率远离驱动力的频率【解析】选C。共鸣是
2、可发声的物体之间的共振,故A正确;发生共鸣的条件是振动频率相等,所以B选项是正确的;把铜盘磨薄改变了固有频率,故C错误;把铜盘磨薄使铜盘的固有频率不等于驱动力的频率,这样就不会再发生共鸣了,所以D选项是正确的;故选C。2.下列说法正确的是()A.洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率B.鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是自由振动C.为了防止桥梁发生共振而坍塌,部队要齐步通过桥梁D.声音可振碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振【解析】选D。正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大,所以洗衣机工作时机壳的振动频率大于其固有频率,故A错误;鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动,故B错误;
3、部队经过桥梁时,规定不许齐步走,主要原因是避免使桥发生共振,故C错误;声音可振碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振,故D正确。3.两个弹簧振子甲的固有频率为f,乙的固有频率为9f,若它们均在频率为8f的驱动力作用下做受迫振动,则()A.振子甲的振幅较大,振动频率为fB.振子乙的振幅较大,振动频率为9fC.振子甲的振幅较大,振动频率为9fD.振子乙的振幅较大,振动频率为8f【解析】选D。由题意,两振子都做受迫振动,它们的频率都等于驱动力频率8f。由于乙的固有频率为9f,与驱动力频率8f较接近,则振幅较大。故选D。4.蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”,若丝网的固有频率为200 Hz,下列
4、说法正确的是()A.“落网”昆虫翅膀振动的频率越大,丝网的振幅越大B.当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200 Hz时,丝网不振动C.当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005 s时,丝网的振幅最小D.昆虫“落网”时,丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定【解析】选D。根据共振的条件可知,系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅达到最大,故A错误;当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200 Hz时,丝网仍然振动,B错误;当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005 s时,其频率:f= Hz=200 Hz,与丝网的固有频率相等,所以丝网的振幅最大,故C错误;受迫振动的频率等于驱动力的频率
5、,所以昆虫“落网”时,丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定,故D正确。故选D。5.手机是常用的通信工具,当来电话时,可以用振动来提示人们,振动原理很简单:一个微型电动机带动转轴上的叶片转动,当叶片转动后,电动机就跟着振动起来了,从而带动手机振动起来,其中叶片的形状你认为是图中的哪种()【解析】选C。若叶片的形状规则,电动机带动它高速转动时,不会产生振动。由图可知,只有C是不规则的,电动机带动它高速转动时,才会产生振动,故C正确,A、B、D错误。6.如图所示的装置中,在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C,让其上下振动,周期为T1,若使把手以周期T2匀速转动,当运动都稳定后,则(
6、)A.弹簧振子的振动周期为T1B.弹簧振子的振动周期为T2C.弹簧振子的振动频率为D.要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速减小【解析】选B。弹簧振子在把手作用下做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,因此振动周期为T2,A项不符合题意,B项符合题意,C项不符合题意;由于T2T1,故欲使振幅增大,应使T2减小,即转速应增大,要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速增大,周期减小,与振子的固有周期接近或相等时,振幅可增大,D项不符合题意。二、计算题(本题共2小题,共34分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(16分)某桥梁的固有频率为6.0 Hz,有军队齐步过桥,军人每跨一步距
7、离为0.75 m,行走的速度为多少时对桥的安全威胁最大?【解析】军人齐步走每跨一步所用时间与桥梁振动的固有周期相等时,周期性的驱动力使桥梁发生共振,从而使桥梁有倒塌的危险,这时军人行走的速度为v=sf=0.756.0 m/s=4.5 m/s答案:4.5 m/s8. (18分)如图为一单摆的共振曲线,则(g取10 m/s2):(1)该单摆的摆长约为多少?(2)共振时单摆的振幅多大?(3)共振时摆球的最大加速度的大小为多少?(4)若单摆的摆长变短,共振曲线的峰将怎样移动。【解析】(1)由图可知当驱动力频率为0.5 Hz时,单摆产生了共振现象,则单摆的固有频率f=0.5 Hz,则周期为:T=2 s根
8、据单摆的周期公式T=2得:l= m=1 m(2)由图读出共振时单摆的振幅A=8 cm(3)根据题意,a=gsin,且sin=0.08,故共振时摆球的最大加速度为0.8 m/s2(4)若单摆的摆长变短,根据单摆的周期公式T=2知T变小,T=故f变大,共振曲线的峰将右移。答案:(1)1 m(2)8 cm(3)0.8 m/s2(4)共振曲线的峰将右移 (15分钟30分)9. (6分)(多选)有位同学做过这样一个实验,将三个普通的橡皮筋串在一起,一端系着一把门锁,手拿着另一端使锁处于静止状态。当手在竖直方向快速上、下往复运动时,锁几乎不动;当手运动的周期接近1 s时,锁的振幅最大。在手上、下周期性运动
9、时,下列说法正确的是()A.橡皮筋和锁相当于一个竖直方向的“弹簧振子”B.锁的振动周期等于橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期C.橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期约为1 sD.橡皮筋和锁组成的系统机械能守恒【解析】选A、C。题中给的橡皮筋和锁组成的系统,接近弹簧振子的理想模型条件:空气阻力远远小于锁的重力,可以忽略不计;锁的尺寸较小可以看成质点;锁的质量远远大于橡皮筋的质量,橡皮筋质量可以忽略不计。故该系统可以看成一个接近理想状态的“弹簧振子”,A正确;该系统的锁做的是受迫振动,它的周期应和驱动力的周期相等,B错误;当手运动的周期为1 s时,系统达到了共振状态,故根据共振条件可知,系统
10、的固有周期为1 s,C正确;系统做受迫振动,克服阻力做功,消耗机械能,损失的机械能得到了驱动力源源不断地补充,符合能量守恒的规律,但不能说是机械能守恒,D错误;故本题选A、C。10.(6分)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦地探索,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,在飞机机翼前缘处装置配重杆的主要目的是()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】选D。飞机抖动得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距增大,在飞机机翼前
11、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。11.(6分)(多选)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,如图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。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就是驱动力的周期,改变把手匀速转动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,振动图线如图(1)所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图线如图(2)所示。若用f0表示弹簧振子的固有频率,f表示驱动力的频率,则()A.由图线可知f0 =4 HzB.由图线可知f0=8 HzC.由图线可知砝码做受迫振动的周
12、期为8 sD.由图线可知,缓慢增大把手转动速度至15 r/min,稳定后砝码振动的振幅也将增大【解析】选C、D。由图像可知弹簧振子的固有周期为4 s,因此弹簧振子的固有频率为f0= Hz,弹簧振子做受迫振动的周期为8 s,受迫振动的频率为f= Hz,故A、B错误,C正确;当转速n=15 r/min时,f= Hz,即受迫振动的频率和弹簧振子的固有频率相同,砝码达到共振,因此振幅增大,故D正确。12. (12分)筛选出题干有用的信息再结合本阶段学习的物理知识解决以下问题:把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,如图所示。筛子做自由振
13、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;增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期。(1)为了筛子更好地工作我们希望它的振幅增大我们可以利用共振现象。若增大受迫振动的振幅,可采取两种方法使之发生共振,请描述共振发生的条件: _。(2)那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.增加筛子质量D.减小筛子质量 【解析】(1)当驱动力频率和筛子的固有频率相等时,筛子发生共振,故共振发生的条件为:驱动力频率等于筛子的固有频率;(2)要增加振幅,就要增加偏心轮的转动频率,或者减小筛子的固有频率,故可提高输入电压,或者增大筛子质量,故A、C正确,B、D错误。答案:(1)驱动力频率等于筛子的固有频率(2)A、C关闭Word文档返回原板块