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无阻尼振动、受迫振动和共振 (1)
1. 自由摆动的秋千,摆动的振幅越来越小,下列说法正确的是( )
A.机械能守恒 B.能量正在消失
C.总能量守恒,机械能减小 D.只有动能和势能的相互转化
2. 微波炉是一种新型家用电器.用它加热含水分较多的食品效果很好.它的加热原理是利用磁控管发出频率为2450 MHz的微波,微波经炉顶的波导传输到加热室.水分子是极性分子,它的正负电荷的中心是不重合的.因此当有微波通过时,水分子将随着微波引起的振荡电场的变化而快速振动起来.又因为该微波的频率和水分子振动的固有频率相同,因此能使水分子发生共振,分子动能迅速增大,使食物的内能增大,温度升高.如果水以冰的形式存在,由于固体分子间的结合较紧密,吸收微波的能力就很低,加热时会很不均匀.根据以上说明,微波炉能加热含水分较多的食品的原因是由于:①__________________;②__________________;③______________________;可以推出水分子振动的固有频率为________________________________________________________________________Hz.
3. 下列说法中正确的( ).
A.在玻璃幕墙表面镀一定厚度的金属氧化物,利用衍射现象使外面的人在白天看不到幕墙里面的情况
B.紫外线的频率与固体物质分子的固有频率接近,容易引起分子共振,产生内能
C.来回抖动带电的梳子,在空间就会形成变化的电磁场,产生电磁波
D.地面上两北斗卫星导航终端同时发出定位申请信号,在高速运行的卫星上看两信号也一定是同时发出的
4. 两个弹簧振子甲的固有频率为f,乙的固有频率为10f,若它们均在频率为9f的驱动力作用下受迫振动,则( )
A.振子甲的振幅较大,振动频率为f
B.振子乙的振幅较大,振动频率为9f
C.振子甲的振幅较大,振动频率为9f
D.振子乙的振幅较大,振动频率为10f
5. 铁路上每根钢轨的长度为1200cm,每两根钢轨之间约有0.8cm的空隙,如果支持车厢的弹簧的固有振动周期为0.60s,那么列车的行驶速度v=________ m/s时,行驶中车厢振动得最厉害。
6. 地震灾害导致很多房屋倒塌,场景惨不忍睹,关于地震下列说法正确的是( )
A.所有建筑物振幅均相同
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B.所有建筑物振动周期均不同
C.所有建筑物均做受迫振动
D.地震中建筑物的振动频率由本身的固有频率决定
7. 下列各种振动中,不是受迫振动的是( )
A.敲击后的锣面的振动
B.缝纫机针的振动
C.人挑担子时,担子上下振动
D.蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动
8. 弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小,这是由于( )
A.振子开始振动时振幅太小
B.在振动过程中要不断克服外界阻力做功,消耗能量
C.势能不断地转化为动能
D.振子的机械能逐渐转化为内能
9. 汉语中有“雷 同”一词,词典对“雷同”的解释是:打雷时万物响应,发生(跟雷声的频率)完全相同的声音.后来,人们就把完全相同称为“雷同”.下列四个选项中,有一项能够最合理地从物理学角度解释“雷同”,这一项是( )
A.简谐运动
B.受迫振动
C.阻尼振动
D.共振
10. 某振动系统的固有频率为fo,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.当f<f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小
B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f增大而增大
C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0
D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f
参考答案:
1. 答案: C
解析:
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自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型,振动系统中的能量转化也不是系统内部动能和势能的相互转化,振动系统是一个开放系统,与外界时刻进行能量交换.系统由于受到阻力,消耗系统能量做功,而使振动的能量不断减小,但总能量守恒.
2. 答案: 水分子是极性分子 水是液态 水分子的固有频率和微波炉发出的微波的频率相同 2.45×109
解析:
3. 答案: C
解析: (1)眼睛看清物体的条件:物体发射或反射的光线进入人的眼睛,进入眼睛光线越多,眼睛越能看清物体.
(2)玻璃幕墙上面涂有很薄的金属镀层,反射光线的能力增强,透光的能力减弱.
4. 答案: B
解析: 试题分析:物体做受迫振动,则物体的振动频率由驱动力频率决定,当物体的固有频率等于外界驱动力频率,则振幅最大。根据题目中已知信息,当驱动力频率为9f时,说明乙的振动幅度较大,因此振子乙的振幅较大,振动频率为9f,B正确,ACD错误
故选B
考点:简谐振动
点评:本题考查了简谐振动的对称性。通过加强书本上有关简谐振动的理解。区分间歇振动、受迫振动、共振。
5. 答案: 20.01
6. 答案: C
解析: A、距离振源近,建筑物结构松散振幅就大,所以A错误;
B.所有建筑物均做受迫振动,质点的振动周期由振源决定,所有质点的振动周期相同,B错误、C正确;
D.受迫振动中质点的振动频率由驱动力的频率决定,D错误
7. 答案: A
解析: A选项中锣面的振动是阻尼振动,而B、C、D选项中物体的振动是在驱动力作用下的振动,是受迫振动,A选项符合要求.
8. 答案: BD
解析: 由于受到阻力作用,振动中机械能不断减少,其他形式能(如内能)不断 增加,所以振幅减小,B、D正确.
9. 答案: B
解析: f受=f驱,物体发出声音的频率与雷声的频率相等,正符合受迫振动的特点.
10. 答案: D
解析: 考点:产生共振的条件及其应用.
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分析:受迫振动的频率等于驱动力的频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅达最大.
解答:解:A、当f=f0时,系统达到共振,振幅最大,故f<f0时,随f的增大,振幅振大,故A错误;
B.当f>f0时,随f的减小,驱动力的频率接近固有频率,故该振动系统的振幅增大,故B错误;
C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于驱动力的频率f,故C错误;
D.系统的振动稳定后,系统的振动频率等于驱动力的频率,故振动频率等于f,故D正确;
故选:D.
点评:本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率,而当驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振动最强烈.
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