2.6受迫振动共振 同步练习（含解析）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page22页，共=sectionpages22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．如图所示的装置中，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其上下振动，周期为，若使把手以周期（）匀速转动，当运动都稳定后，则不正确的是（）A．弹簧振子的振动周期为B．弹簧振子的振动频率为C．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小2．2021年4月18日22时11分在台湾省花莲县发生6.1级地震，震源深度7km，绣湖小区的几幢高楼里的居民反映“震感明显”，而X市民普遍反映“没有感觉”。针对这一事件，下列同学的认识中科学合理的是（）A．X市民没有感觉是因为地震波到达X市时，还未发生受迫振动B．绣湖小区高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近C．地震波在X市发生叠加，绣湖小区处在振动加强带上，X市民恰好处在振动减弱带上D．应对绣湖小区的高楼采取物理措施改变它们的固有频率以防止地震危害3．某质点自由振动时偏离平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，则（）A．该质点的振幅为16cmB．该质点的振动频率为0.4HzC．该质点1s内通过的路程一定为8cmD．若对该质点施加频率为0.25Hz的驱动力，则该质点将发生共振4．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5．下列运动属于受迫振动的是（）A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B．打点计时器通电后，振针的振动C．秋千的自由摆动D．弹簧振子拉离平衡位置后释放，振子上下振动6．如图所示为CCTV10“我爱发明”节目中介绍的松果采摘机，松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。下列说法正确是（）A．工作中，树干的振动频率小于采摘振动头的振动频率B．采摘振动头振动频率越高，采摘落果的效果一定越好C．采摘振动头振动频率减小，树干的振动幅度可能增大D．若采摘振动头停止振动，树干的振动频率会逐渐减小7．如图所示为路面共振破碎机，用于旧水泥路面破碎。破碎机工作锤头上装有专用传感器，感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，使路面内部颗粒间的摩擦阻力迅速减小而崩溃，从而将水泥路面击碎。结合你所学的知识判断以下说法正确的是（）A．锤头周期性击打路面过程中，传感器接收到的频率就是水泥路面振动的固有频率B．锤头周期性击打水泥路面停止工作后，水泥路面振动的固有频率随着振幅减小而减小C．调节振动锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振D．水泥路面发生共振时，水泥的内部颗粒所作的运动一定是简谐振动8．一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，重力加速度g约为10m/s2，则（）A．此单摆的固有周期为0.5sB．此单摆的摆长约为2mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动9．关于共振，下列说法正确的是（）A．发生共振现象时物体做的一定是固有振动B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同C．一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅大D．共振是有害的，因此在任何情况下都要尽可能避免共振10．如图所示，在张紧的绳上挂五个相同的小球，已知轻绳长远大于小球半径，A、D两球的绳长相等，B、E两球的绳长相等，使A球小角度在竖直平面内摆动，其余各球在A球的驱动下逐步振动起来，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．稳定时B球的振幅最大B．稳定时C球的振幅最大C．稳定时D球的振幅最大D．稳定时E球的振幅最大11．一个单摆做受迫振动，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．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为2mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若将此单摆由山脚移至山顶，共振曲线的峰将略微向左移动12．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（）A．稳定时b摆的振幅最大B．稳定时b摆的周期最大C．由图乙可以估算出b摆的摆长D．由图乙可以估算出c摆的摆长二、填空题13．固有振动和固有频率（1）固有振动：振动系统在_______作用下的振动。（2）固有频率：______振动的频率。14．受迫振动（1）概念：系统在___________作用下的振动。（2）振动特征：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于___________的频率，与物体的___________频率无关。15．如图是一个单摆的共振曲线，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将_____（填“向左”或“向右”）移动。16．(1)受迫振动是指系统在驱动力的作用下振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率)__________；当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅就越大，当二者__________时，振幅达到最大，这就是共振现象．(2)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示_______（填“月球”或“地球”）上单摆的共振曲线；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1：l2=_______；

图线II若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______m．17．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，两个单摆的固有周期之比为T1：T2=______；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比LⅠ：LⅡ=______；图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______（精确到个位数）。三、解答题18．上海中心大厦高632m，上面安装有重达1000t的风阻尼器。请查阅相关资料，了解它的作用及工作原理。19．在生活中，哪些地方需要利用共振？哪些地方需要防止共振？20．汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？21．如图所示是用来测量各种电动机转速的转速计的原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz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。（1）电动机的转速为多大？（2）四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是多少？22．波源的振动能否是无阻尼的自由振动?为什么?答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】AB．弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为，振动频率为，所以AB正确；CD．由于，故欲使振幅增大，应使把手的频率与振子的频率接近，则减小，即转速应增大，所以C正确；D错误；此题选择不正确的选项，故选D。2．B【详解】A．地震波到达X市时，地面受到了外力作用，X市地面建筑发生了受迫振动，A错误；B．因为绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，所以绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近，共振现象明显，B正确；C．只有一个振源，地震波在X市没有发生叠加，C错误；D．固有频率是物质的固有属性，不易改变，D错误。故选B。3．D【详解】A．由图可知该点的振幅为8cm。故A错误；BD．该质点的振动频率为若对该质点施加频率为0.25Hz的驱动力，则该质点将发生共振。故B错误，D正确；C．由于不知道该质点的初始位置，则无法确定1s内通过的路程。故C错误。故选D。4．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。5．B【详解】受迫振动是在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动；A．敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，不属于受迫振动，故A错误；B．电磁式打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振动，振荡频率等于交流电的频率，故B正确；C．秋千的自由摆动，不属于受迫振动，故C错误；D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动，属于自由振动，不属于受迫振动，故D错误；故选B。6．C【详解】A．受迫振动的频率等于驱动力频率，工作中，树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率，故A错误；BC．当采摘振动头振动频率等于树干的固有频率时，将发生共振现象，此时树干的振幅最大，采摘落果的效果最好，若开始时采摘振动头振动频率大于树干的固有频率，则增大频率后，树干的振幅反而减小，采摘落果的效果更差，而此时若减小采摘振动头振动频率，则树干的振幅会增大，故B错误，C正确；D．若采摘振动头停止振动，树干的振动频率不变，振幅逐渐减小，故D错误。故选C。7．C【详解】A．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，所以传感器接收到的频率是锤头击打路面的频率，故A错误；B．系统的固有频率与是否受到外力作用无关，锤头周期性击打水泥路面停止工作后，水泥路面振动的固有频率不变，故B错误；C．根据共振发生的条件可知当振动锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振，故C正确；D．做简谐运动的物体受到的回复力是振动系统内部的相互作用力，水泥路面发生共振时，其受到外力作用，所以此时水泥的内部颗粒所作的运动不是简谐振动，故D错误。故选C。8．D【详解】A．由图线可知，此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，A错误；B．由单摆周期公式可解得此单摆的摆长约为1m，B错误；CD．若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，C错误，D正确。故选D。9．B【详解】A．发生共振现象时物体做的一定是受迫振动，A错误；B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同，振幅达到最大，B正确；C．驱动力的频率越接近固有频率时物体的振幅越大，故一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅小，C错误；D．共振有时是有利的，要加以利用，有时是有害的，要避免发生，D错误。故选B。10．C【详解】使A球小角度在竖直平面内摆动，其余各球在A球的驱动下做受迫振动，稳定时，其余各球振动的频率都与A球振动的频率相同，由于A球的振动频率等于D球的固有频率，D球发生共振，振幅最大。故选C。11．D【详解】A．当驱动力的频率接近固有频率时，振动的幅度最大，此时达到共振，由图象可知固有频率为0.5Hz，故有周期为2s，A错误；B．根据将单摆的振动周期为2s代入，可得摆长B错误；C．若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，C错误；D．由于山顶处重力加速度减小，若将此单摆由山脚移至山顶，单摆的振动周期变大，振动频率减小，共振曲线的峰将略微向左移动，D正确。故选D。12．D【详解】A．a与c的摆长接近，它们的固有频率接近，在a摆的驱动下，稳定时c摆的振幅最大，所以A错误；B．bc摆是在a摆的驱动下振动起来的，则b的周期等于外力周期，稳定时abc摆的周期都相同，所以B错误；CD．根据单摆的周期公式解得由图像可得a摆周期，则可以算出a摆的摆长，估算出c摆的摆长，所以C错误；D正确；故选D。13．

不受外力

固有【详解】略14．

驱动力

驱动力

固有【详解】（1）[1]受迫振动是系统在驱动力作用下的振动（2）[2][3]振动特征：物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。15．向左【详解】由图象可以看出，当f=0.4Hz时，振幅最大，发生共振现象；故单摆的固有频率为0.4Hz，故周期为若将此单摆的摆长增大，根据公式周期变大，固有频率减小，故共振曲线的最大值将向左移动16．

无关

相等

月球

25:4

1m【详解】（1）做受迫振动的物体，它的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率)无关；当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．（2）若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据T=2π，知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据T=2π，知摆长比为25：4．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则T=2π=2，解得L=1m．点睛：解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．以及掌握单摆的周期公式．17．

5：2

25：4

1m【详解】[1]若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2[2]根据，知摆长比为25：4[3]图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则固有周期为2s，由解得18．见解析【详解】高层建筑在大风中摇晃这是比较正常的现象，建筑物越高，迎风面积越大，那么其在大风中摇晃的程度就会越高。总高达632m的上海中心也不能避免，但它在多方面的