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[“四翼”检测评价]
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.有阻力的振动称为受迫振动
B.物体振动时受到外力作用,它的振动就是受迫振动
C.物体在周期性外力作用下的振动称为受迫振动
D.物体在周期性外力作用下振动,它的振动频率最终等于驱动力频率
解析:选CD 物体在周期性外力作用下的振动称为受迫振动,选项C对,B错;这个周期性的外力应当能给振动物体补充能量,而阻力不行,选项A错;受迫振动的频率最终等于驱动力频率,选项D对。
2.如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是 4 Hz。现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为( )
A.1 Hz B.3 Hz
C.4 Hz D.5 Hz
解析:选A 转动把手后,弹簧振子开始做受迫振动,受迫振动是按照外界驱动力的频率振动的,既然振子稳定后的振动频率为1 Hz,则把手转动的频率即为1 Hz。
3.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 当驱动力的频率与物体的固有频率相等时,发生共振,振幅最大,因此要减弱机翼的振动,必须改变机翼的固有频率,D正确。
4.(多选)如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知( )
A.驱动力频率为f2时,振子处于共振状态
B.驱动力频率为f3时,振子振动频率为f3
C.假如让振子自由振动,它的频率为f2
D.振子做自由振动时,频率可以为f1、f2、f3
解析:选ABC 驱动力频率为f2时弹簧振子的振幅最大,f2也就等于弹簧振子的固有频率,故振子自由振动时,它的频率为固有频率f2,D错误;当驱动力频率为f1、f3时,弹簧振子只做受迫振动,其频率与振子固有频率无关。A、B、C正确。
5.(2022·湛江高二检测)(多选)关于共振的防止和利用,应做到( )
A.利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率
B.利用共振时,应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率
C.防止共振危害时,应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率
D.防止共振危害时,应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率
解析:选AD 受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率,所以利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率,故A项正确,B项错误;防止共振危害时,应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率,故C项错误,D项正确。
6.(多选)一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则( )
A.此单摆的固有周期为2 s
B.此单摆的摆长约为1 m
C.若摆长增大,单摆的固有频率增大
D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
解析:选AB 由共振条件知单摆固有频率为f=0.5 Hz,则其固有周期为T==2 s,选项A正确;由单摆周期公式T=2π,可求得单摆摆长为l=≈1 m,选项B正确;摆长增大,单摆的周期变大,其固有频率变小,共振曲线的峰将向左移动,选项C、D错误。
7.如图所示是一单摆做阻尼振动的x-t图像,则此单摆的摆球在图中P与N时刻的( )
A.速率vP>vN
B.重力势能EpP>EpN
C.机械能EP<EN
D.受到的拉力FP=FN
解析:选A 摆球在P时刻的振幅大于N时刻的振幅,所以机械能EP>EN,由于两个时刻的位移相等,所以高度相等,则重力势能相等,即EpP=EpN,则动能EkP>EkN,所以速率vP>vN,将摆球所受重力沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解,绳子拉力和沿绳子方向的分力这两个力的合力提供向心力,摆球速度越大,需要的向心力越大,绳子的拉力就越大,即FP>FN。故选A。
8.如图甲所示,竖直圆盘转动时,可带动固定在圆盘上的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,共同组成一个振动系统。改变圆盘匀速转动的周期,弹簧和小球系统的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示,则( )
A.此振动系统的固有频率约为3 Hz
B.此振动系统的固有频率约为0.25 Hz
C.若圆盘匀速转动的周期增大,系统的振动频率不变
D.若圆盘匀速转动的周期增大,共振曲线的峰值将向右移动
解析:选A 当驱动力的频率与振动系统的固有频率相同时,振幅最大,所以固有频率约为3 Hz,A正确,B错误;受迫振动的振动周期由驱动力的周期决定,所以圆盘匀速转动的周期增大,系统的振动频率减小,C错误;系统的固有频率不变,共振曲线的峰值位置不变,D错误。
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