2.6受迫振动共振 同步练习（含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页人教版（2019）选择性必修一2.6受迫振动共振同步练习一、单选题1．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钢轨接缝处时，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。每根普通钢轨长为L，列车固有振动周期为T。下列说法正确的是（）A．列车的最佳行驶速率为B．列车以速率v匀速行驶时，做受迫振动的频率为LvC．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2．如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂有五个摆，其中A、E的摆长相等。先使A摆振动起来，其余各摆随后也会振动起来，达到稳定状态后，下列说法中正确的是（）A．其余各摆振动周期跟A相同，振动频率与A不同B．其余各摆振动周期不同，D摆周期最大C．其余各摆振幅相同D．其余各摆振幅不同，E摆振幅最大3．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（）A．B的固有周期与A的固有周期相等B．C的振幅与B的振幅一样大C．A、B、C的振动周期相等D．C的振幅比B的振幅小4．某简谐振子自由振动时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中共振曲线的（）A．a点 B．b点 C．c点 D．都有可能5．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则（）A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5sB．当振子稳定振动时，它的振动频率是4HzC．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．当转速减小时，弹簧振子的振幅不变6．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7．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了用振动器使松果落下的装置，如图所示。则（）A．当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好B．随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度一定增大C．针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同D．振动器振动不同粗细的树干时，振动稳定后，树干振动频率与振动器的振动频率不相同8．在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中②、④的摆长为，①的摆长为，③的摆长为，⑤的摆长为。先使②振动起来，其他各摆随后也振动起来，则在振动稳定后，振幅最大的是（）A．① B．③ C．④ D．⑤9．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了如图所示的振动器，用来振动树干使松果落下。则（）A．随着振动器的振动频率增加，树干振动的幅度一定增大B．针对不同的树木，落果效果最好的振动频率一定相同C．稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率相同D．稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率不同10．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．为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁C．鼓手随音乐敲击鼓面时，鼓面的振动是自由振动D．较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振11．2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶晃动了起来，紧接着待输的a、c吊瓶（液体均满瓶）也跟着晃动起来，假设悬挂三个吊瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，则（）A．b、c两吊瓶发生共振B．a、b、c三个吊瓶均做自由振动C．只有b、c两吊瓶的振动周期相同D．a、b、c三个吊瓶的振动周期相同12．下列下列说法中不正确的是（）A．受到阻力作用的振动不一定是阻尼振动B．阻尼振动振幅逐渐减小，机械能逐渐减小C．受迫振动的振幅越来越大D．受迫振动稳定后的频率与振动系统的固有频率无关二、填空题13．如图为一单摆的共振曲线。由图可知该单摆共振时的振幅为_______；该单摆的固有周期为__________。14．如图为一单摆的共振曲线,该单摆的摆长约为_______,共振时单摆的振幅是_________,15．判断下列说法的正误。（1）受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。()（2）驱动力频率越大，振幅越大。()（3）共振只有害处没有好处。()（4）做受迫振动的物体一定会发生共振。()（5）阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。()16．如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为________，频率为________，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将________（填“变大”“变小”或“不变”）。17．甲、乙两个弹簧振子的固有频率分别为f和5f，都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动，振幅较大的是_______，甲的振动频率为_______f，乙的振动频率为_______f．三、解答题18．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。19．如图所示是一个单摆的共振曲线，回答下列问题（g=）：(1)该单摆摆长多长？(2)共振时单摆振幅多大？(3)若把该单摆从北京移到广州，共振曲线的峰值将怎样移动？20．减振器，英文shockabsorber，是为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件，在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧套在减震器上，两者同时起到改善作用。为了研究方便，我们把两者简化成一个等效劲度系数为的“弹簧”。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足（为弹簧的压缩长度），若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg。求：（1）汽车的振动频率与人体固有频率相等时l的大小；（2）这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受。21．如图所示是一个单摆的共振曲线。（1）试估计此单摆的摆长；（g取）（2）若摆长增大，共振曲线的峰将怎样移动？22．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、50Hz、40Hz、10Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】A．当列车以速率行驶时，其做受迫运动的频率等于列车的固有频率，将发生共振，不利于列车行驶安全，故A错误；B．列车以速率v匀速行驶时，做受迫振动的频率为故B错误；C．列车运行的振动频率等于驱动力的频率，即受到周期性冲击的频率，故C错误；D．增加钢轨的长度可以使列车发生共振时的临界速率值增大，有利于列车高速运行，故D正确。故选D。2．D【详解】AB．摆振动起来，其它各摆也振动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率和周期均等于摆的振动频率和周期，选项AB错误；CD．由于其它各摆的摆长不同，则振幅不同，由于、E摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则E摆出现共振现象，振幅最大，选项C错误，D正确。故选D。3．C【详解】A．B、C的摆长不等，所以固有周期不等，故A错误；BD．A、C的摆长相等，所以C的固有周期与A的振动周期相等，会形成共振；而B的摆长与A的摆长不等，所以B的固有周期与A的振动周期不等，不会形成共振，所以C的振幅比B的振幅大，故BD错误；C．B、C做受迫振动，振动周期和A的振动周期相等，故C正确。故选C。4．A【详解】某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中的曲线Ⅰ所示，设周期为T1，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，设周期为T2；根据有图乙中c点是发生共振，驱动力频率等于固有频率f1，当受迫振动时，驱动力频率为故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点，但一定不是c点和b点。故选A。5．B【详解】AB．匀速转动摇把，弹簧振子做受迫振动，振动频率与驱动力频率一致，由题意知，驱动力频率为f=4Hz，周期为T=0.25s，故当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz，周期是0.25s，A错误，B正确；CD．当转速增大时，驱动力频率远离固有频率，弹簧振子的振幅减小，当转速减小时，驱动力频率接近固有频率，弹簧振子的振幅增大，CD错误。故选B。6．A【详解】A．受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而敲击后的锣面并没有受到周期性驱动力的作用，其振动不是受迫振动，A错误，符合题意；B．缝纫机针的振动是在驱动力作用下的振动，是受迫振动，B正确，不符合题意；C．人挑担子时，担子在人的驱动力作用下上下振动，是受迫振动，C正确，不符合题意；D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动是在自身的驱动力作用下的振动，是受迫振动，D正确，不符合题意。故选A。7．A【详解】AC．根据共振条件，当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好，而不同树木，固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，故A正确，C错误；B．当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；D．树干在振动器的振动下做受迫振动，振动稳定后，不同粗细的树干振动频率与振动器的振动频率相同，故D错误。故选A。8．C【详解】由摆的周期公式T=2π可知，同一地点单摆的周期仅有摆长决定，而共振的条件是周期相等，由图可知，④球将会发生共振，振幅最大，故ABD错误，C正确；故选C。9．C【详解】A．根据共振产生的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时振幅最大，故A错误；B．针对不同的树木，固有频率不一定相同，落果效果最好的振动频率为固有频率，故B错误；CD．受迫振动频率由驱动力频率决定，稳定后，不同树木的振动频率与振动器的振动频率相同，故C正确；D错误。故选C。10．D【详解】A．洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。所以正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，故A错误；B．部队要便步通过桥梁，是为了防止出现一致的策动力，避免桥发生共振。故B错误；C．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动。故C错误；D．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确。故选D。11．D【详解】A．由题知b、c两吊瓶重心高度不同，导致有效摆长不同，所以二者不会发生共振，故A错误；B．只有b吊瓶做自由振动，a、c两吊瓶均做受迫振动，故B错误；CD．因为a、c两吊瓶在b吊瓶的驱动力作用下做受迫振动，所以振动周期等于驱动力的周期，所以a、b、c三个吊瓶的振动周期相同，故C错误，D正确。故选D。12．C【详解】A．受到阻力的振动若同时有能量的补充，不一定是阻尼振动。A不符合题意；B．振幅越来越小的振动一定是阻尼振动，阻尼振动振幅逐渐减小，机械能逐渐减小。B不符合题意；C．当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，不能说受迫振动的振幅越来越大。C符合题意；D．物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，D不符合题意。故选C。13．

8

2【详解】[1][2]由图可知该单摆共振时的振幅为8cm；该单摆的固有频率为0.50Hz，则固有周期为14．

1m

2cm【详解】由图可知当驱动力频率为时，单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率，则周期，根据单摆的周期公式则打入数据解得：，由图读出共振时单摆的振幅．点睛：本题考查对共振曲线的理解能力．对于共振关键要抓住条件：驱动力频率等于单摆的固有频率．15．

正确

错误

错误

错误

错误【详解】略16．

5cm

2Hz

增大【详解】[1]弹簧振子振动的振幅为5cm；[2]弹簧振子振动的周期为弹簧振子振动的频率为[3]若将匀速转动把手的周期改为0.1s，其振动频率为10Hz，恰好等于弹簧振子的固有频率，弹簧振子发生共振，振幅最大，所以弹簧振子的振幅将增大。17．

甲

2

2【详解】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．故甲、乙两个单摆都做受迫振动，频率为2f，甲摆的固有频率与驱动力的频率比较接近，所以甲的振幅较大.点睛：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．18．见解析【详解】在某电