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．关于简谐运动，下列说法正确的是（）A．物体在一个位置附近的往复运动称为简谐运动B．由于做简谐运动的物体受回复力作用，所以简谐运动一定是受迫振动C．如果物体的位移与时间关系图像是一条余弦曲线，则物体做的是简谐运动D．如果物体的位移与时间关系图像是一条正弦曲线，则物体做的可能不是简谐运动2．如图为一单摆的共振曲线，下列说法正确的是（）A．该单摆的固有周期约B．该单摆的摆长约为C．将该单摆从北京移至广州，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小D．若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大3．自然界中运动的形式多种多样，有直线运动、圆周运动，还有机械振动、波动等运动形式，关于机械振动和波动，下列说法中正确的是（）A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振B．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小C．受迫振动系统的机械能守恒D．两列简谐波相遇发生干涉时，相遇区域振动最强点的位移始终最大4．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。现匀速转摇把，转速为。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C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做负功5．据报道，綦江彩虹桥坍塌事故与桥面共振有关。已知某物体受迫振动及共振曲线如图所示，下列判断正确的是（）A．驱动力越大，物体的受迫振动的振幅也越大B．由右图可知，物体做受迫振动时的频率等于C．物体做受迫振动时振幅相同，则驱动力频率必相同D．为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离6．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。如图所示，为某同学设计的“减震器”原理示意图，他用弹簧连接一金属球组成“弹簧振子”悬挂在车厢内，金属球下方固定一块强磁铁（不考虑磁铁对金属球振动周期的影响）。当列车上下剧烈振动时，该“减震器”会使列车振幅减小。下列说法正确的是（）A．“弹簧振子”的金属球振动幅度与车速无关B．“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同C．“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效果越好D．若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，能起到相同的减振效果7．《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是（）A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动8．如图所示是一个单摆做受迫振动时振幅A与驱动力的频率f关系的共振曲线，下列说法正确的是（）A．该单摆摆长约为6cmB．发生共振时单摆的周期为1sC．单摆实际摆动的频率可能大于驱动力的频率D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动9．如图所示是一物体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．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2或f3C．要减小共振的危害，必须使物体的振动频率接近f2D．要利用共振的效果，必须使物体的振动频率远大于f310．把调准的摆钟由北京移到赤道，这钟的变化及调整正确的是（）A．变慢了，要使它变准应该增加摆长B．变慢了，要使它变准应该减短摆长C．变快了，要使它变准应该增加摆长D．变快了，要使它变准应该减短摆长11．下列关于机械振动的说法错误的是（）A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比D．已知弹簧振子初始时刻的位置、振幅及周期，就可以确定振子在任意时刻的振动情况12．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二、填空题13．如下图所示为已调好的二胡上的内外两根弦，内弦比外弦粗。拉弓时手指按住弦发生振动，图中手指分别按住、、、四处，则按在______处，弦振动时发出的声音音调最低。14．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为，则震碎酒杯的“狮子吼”声波的频率_________（选填“远大于”、“远小于”或“接近”）；已知空气中的声速为，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为_________。15．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆球，当摆球a振动的时候，通过绳给其他各摆球施加驱动力，使其余各摆球也振动起来，则：①振动一段时间后，b、c、d各摆球中，振幅最大的是______；（选填“b”、“c”或“d”）②b摆球的振动周期________d摆球的振动周期（选填“大于”、“等于”或“小于”）；③图乙是a摆的振动图像，t0为已知量，重力加速度为g，则a的摆长为________。（假设摆角很小）16．若列车车厢与其负荷总质量为m=55.0t，车厢弹簧每受1.0t重就被压缩s=0.80mm，我国铁路一般轨长为L=12.6m，列车的危险速率（发生激烈颠簸时的速率）为________。（已知弹簧振子固有周期表达式为，结果保留整数）17．定义驱动力的频率f_______系统的固有频率f0时，受迫振动的_______最大，这种现象叫做共振。三、解答题18．如图所示的实验装置为一挂在曲轴上的弹簧振子，匀速摇动手柄，下面的弹簧振子就会振动起来，实际动手做一下，然后回答以下几个问题。（1）如果手柄不动而用手拉动一下振子，从振幅角度看弹簧振子的振动属于什么振动？从有没有系统外力作用角度看弹簧振子的振动属于什么振动？（2）用不同的转速匀速转动手柄，弹簧振子的振动有何不同？这能说明什么问题？19．火车在轨道上行驶时，由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动．如果防震弹簧每受的力将被压缩，而每根弹簧的实际负荷为，已知弹簧的振动周期，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？（设钢轨长为，取）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，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动，形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为。现使圆盘以的周期匀速运动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？22．我国古代有不少巧妙利用共振现象的记录。例如，在《墨子》中记载：“令陶者为罂，容四十斗以上，固顺之以薄革，置井中，使聪耳者伏罂而听之，审知穴之所在，凿穴迎之。”请查询相关内容，谈谈你对此段话的理解。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．C【详解】A．物体做简谐运动时，回复力与偏离平衡位置位移的关系是F=-kx，负号表示回复力的方向与偏离平衡位置位移的方向相反，故A错误；B．系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的周期由驱动力的周期决定；做简谐运动的周期由自身结构决定，故B错误；CD．如果物体的位移与时间关系图像是一条正弦或余弦曲线，则物体做的是简谐运动，故C正确，D错误。故选C。2．C【详解】A．该单摆的固有频率为0.5Hz，则周期约2s，选项A错误；B．根据可解得该单摆的摆长选项B错误；C．根据将该单摆从北京移至广州，则重力加速度减小，周期变大，固有频率减小，即共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，选项C正确；D．根据若摆长增大，单摆周期变大，固有频率减小，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，选项D错误。故选C。3．A【详解】A．火车过桥时要减速是为了防止桥发生共振，A正确；B．根据单摆的周期公式分析知，在同一地点，当摆长不变时，单摆做简谐振动的周期与摆球的质量无关，B错误；C．受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，C错误；D．振动最强点的位移呈周期性变化的，位移是变化的，位移可能为零，D错误。故选A。4．B【详解】AB．根据解得根据解得A错误B正确；C．当转速增大时，驱动力的周期减小，驱动力的频率增大，则策动力的频率远离振子的固有频率，所以振子的振幅将减小，C错误；D．弹簧振子系统的振幅表示振子系统的能量的大小，可知，当振幅增大上，系统的能量值增大，所以外界对弹簧振子做正功，D错误。故选B。5．D【详解】A．驱动力的频率越接近物体的固有频率，物体的受迫振动的振幅越大，与驱动力大小无关，故A错误；B．由图可知物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，即物体做受迫振动时的频率不一定等于，故B错误；C．由图可知物体做受迫振动时振幅相同时，驱动力频率不一定相同，故C错误；D．因为物体做受迫振动时的频率等于时发生共振，所以为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离，故D正确。故选D。6．B【详解】A.“弹簧振子”的金属球振动幅度与驱动力的频率有关，而列车受到周期性的冲击做受迫振动的频率与车速有关，故A错误；B.根据受迫振动稳定时的频率和驱动力的频率一致，可知“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同，B正确；C.当“弹簧振子”的固有频率等于受迫振动的频率时，金属球振动幅度最大，这样更好的把能量传递给“弹簧振子”，对列车起到更好的减振效果，所以并不是“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效果越好，C错误；D.若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，那么绝缘球在振动时就不会产生电磁阻尼，达不到相同的减震效果，D错误；故选B。7．B【详解】停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波，随着能量的减弱，钟声逐渐消失。故选B。8．D【详解】AB．有图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，则周期2s，由公式可得故AB错误；C．在受迫振动中受迫振动的周期与驱动力的周期相同，故频率也相同，所以单摆实际摆动的频率不可能大于驱动力的频率，故C错误；D．由单摆周期公式可知，若增大摆长，则单摆周期增加，故固有频率减小，共振曲线的“峰”将向左移动，故D正确。故选D。9．A【详解】A．由题图可知驱动力频率为f2时，振子振幅最大，处于共振状态，选项A正确；B．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体振幅最大，由题图可知该振子的固有频率为f2，振子做自由振动时，频率为固有频率f2，选项B错误；CD．物体的振动频率越接近固有频率，振幅越大，故要减小共振的危害，必须使物体的振动频率远离f2；要利用共振的效果，必须使物体的振动频率接近f2，选项C、D错误。故选A。10．B【详解】由北京移到赤道g变小，由单摆的周期公式可知，T变大，即摆钟变慢了，要使它准确应减短摆长，所以B正确；ACD错误；故选B。11．D【详解】A．根据受迫振动的特点可知，系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关，故A不符合题意；B．弹簧振子做简谐振动时，只有重力或弹簧的弹力做功，振动系统的势能与动能之和保持不变，故B不符合题意；C．根据单摆的周期公式可知在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，故C不符合题意；D．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，在不知道初始时刻的运动方向的情况下，弹簧振子的振动方程可能有两种不同的情况，所以不可判断出振子在任意时刻运动速度的方向，故D符合题意。故选D。12．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。13．A【详解】在其他条件相同的情况下，弦越粗，越长，弦振动的频率就越低，音调就越低，故按在A处，弦振动时发出的声音音调最低。14．

接近

0.68本题考查机械振动与机械波，目的是考查学生的推理能力。【详解】[1][2]发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的固有频率为，可知“狮子吼”的频率接近；“狮子吼”的波长15．

c

等于

【详解】[1]当驱动力的频率十分接近系统的固有频率时，系统的振幅会最大，由于c球摆长与a球摆长最为接近，所以振幅最大的是c。[