2024-2025年新教材高中物理第二章机械振动6受迫振动共振练习含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE5-受迫振动共振eq\f(基础巩固练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简洁：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，电动机就跟着振动起来。其中叶片的形态你认为是下图中的(A)解析：B、C、D中图形均为中心对称图形，转动起来不会引起振动。2．(2024·吉林省扶余市第一中学高二下学期期中)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究，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(D)A．加大飞机的惯性 B．使机体更加平衡C．使机翼更加坚固 D．变更机翼的固有频率解析：飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题，须要使系统的固有频率与驱动力的频率差距增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，变更的是机翼的固有频率，故选项D正确。3．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要缘由是(C)A．减轻对桥的压力，避开产生回声B．削减对桥、雪山的冲击力C．避开使桥发生共振和使雪山发生共振D．使桥受到的压力更不匀称，使登山运动员耗散能量解析：部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，简洁使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁坍塌；登山运动员登高山时高声叫喊，声波简洁引发雪山共振而发生雪崩，故应选C。4．如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动状况是(B)A．甲的振幅较大，且振动频率为8HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz解析：物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率；物体的固有频率越接近驱动力的频率，物体振动的振幅就越大，所以B正确。5．一个摆长约1m的单摆，在下列的四个随时间变更的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(C)解析：据单摆的周期公式：T＝2πeq\r(\f(L,g))求出此摆的周期T≈2s，当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时，振幅最大，C图的周期为2s，故选C。6．(2024·吉林省八校高二下学期期中联考)下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变更的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则(B)驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A．f固＝60Hz B．50Hz<f固<70HzC．60Hz<f固<70Hz D．以上三个都不对解析：固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为50Hz和60Hz时，振幅最大，说明固有频率在50Hz～70Hz之间；故选B。7．(多选)如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法中正确的是(BD)A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能解析：单摆做阻尼振动，因此其机械能不断减小，选项D正确，C错误；由图又看出A、B两时刻单摆的位移相同，即在同一位置，故势能相同，选项B正确；因机械能越来越小，所以动能B处比A处小，选项A错误。8．(多选)(2024·湖北名校联盟高二下学期期中)蜘蛛会依据丝网的振动状况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是(CD)A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率确定解析：依据共振的条件可知，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A错误；当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网仍旧振动，B错误；当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率：f＝1/T＝200Hz，与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率确定，故D正确。二、非选择题(共12分)9．(12分)(2024·河北省唐山市高三上学期期末)如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个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组成的振动系统，小球浸没在水中；当圆盘转动一会静止后，小球做__阻尼__振动(选填“阻尼”“自由”“受迫”)；若弹簧和小球构成的系统振动频率约为3Hz，现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，小球的振动频率为__0.25__Hz；渐渐变更圆盘的转动周期，当小球振动的振幅达到最大时，此时圆盘的周期是多少？答案：0.33s解析：当圆盘转动一会静止后，小球受阻力作用而做阻尼振动；小球振动达到稳定后，小球的振动频率等于驱动力的频率，即为f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,4)Hz＝0.25Hz；渐渐变更圆盘的转动周期，当小球振动的振幅达到最大时，此时圆盘的周期等于小球的固有周期，即为eq\f(1,3)s≈0.33s。eq\f(素能等级练,15分钟·满分40分)一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)1．(2024·天津一中高二下学期模块检测)如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有5个单摆，其中b摆球质量最大，其余4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb＝Ld>La>Le，现将b摆球垂直纸面对里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是(B)A．4个单摆的周期Tc>Td>Ta>TeB．4个单摆的频率fa＝fc＝fd＝feC．4个单摆的振幅Aa＝Ac＝Ad＝AeD．4个单摆中c摆振幅最大解析：b摆球垂直纸面对里拉开一微小角度后释放，使得其他4个单摆都做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以4个单摆频率相同，周期也一样，所以A错误，B正确；当驱动力的频率等于物体的固有频率时，振幅最大，即达到共振。依据T＝2πeq\r(\f(l,g))知，d摆球长与b摆球长相等，则驱动力的周期等于d摆球的固有周期，发生共振，所以d摆球振幅最大，CD错误。2．(多选)一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅A与驱动力频率f之间的关系如图所示。由图可知(ACD)A．频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力频率为f3时，受迫振动的振幅比共振时小，但振子振动的频率仍为f2C．振子假如做自由振动，它的频率是f2D．振子可以做频率为f1的等幅振动解析：A对：处于共振状态时，振幅最大。B错：物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以驱动力频率为f3时，受迫振动的振幅比共振时小，但振子振动的频率为f3。C对：当驱动力频率等于物体固有频率时，振子处于共振状态，所以振子假如做自由振动，则它的频率为f2。D对：振子在频率为f1驱动力作用下可以做频率为f1的等幅振动。3．将测力传感器接到计算机上可以测量快速变更的力，将单摆挂在测力传感器的探头上，测力探头与计算机连接，用此方法测得的单摆摇摆过程中摆线上拉力的大小随时间变更的曲线如图所示，g取10m/s2。某同学由此图像供应的信息做出了下列推断，其中正确的是(BC)A．摆球的周期T＝0.5sB．单摆的摆长l＝1mC．t＝0.5s时摆球正经过最低点D．摆球运动过程中周期越来越小解析：由题图可知，单摆两次拉力极大值的时间差为1s，所以单摆的振动周期为2s，选项A错误；依据单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得摆长l＝1m，选项B正确；t＝0.5s时摆线的拉力最大，所以摆球正经过最低点，选项C正确；摆线拉力的极大值发生变更，说明摆球在最低点时的速度发生了变更，所以摆球做阻尼振动，振幅越来越小，由于周期与振幅无关，所以单摆的周期不变，选项D错误。二、非选择题(共16分)4．(16分)汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105N/m。汽车起先运动时，在振幅较小的状况下，其上下自由振动的频率满意f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l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，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难过？答案：5人解析：人体的固有频率