2.6受迫振动 共振 课后练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 (word含答案)
文档属性
| 名称 | 2.6受迫振动 共振 课后练习-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 (word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 320.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-11 06:30:51 | ||
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文档简介
第二章机械振动第六节受迫振动共振课后练习2021_2022学年高二物理上学期（人教版2019选择性必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（ ）
①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 ②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 ③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 ④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
A．② B．③ C．①④ D．②④
2．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是（ ）
A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率
B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率
C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率
D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率
3．下表记录了某振动系统的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则（ ）
驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80
振动系统振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A． B．
C． D．
4．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．摆球时刻的动能等于时刻的动能
B．摆球时刻的势能等于时刻的势能
C．振动过程中摆球的动能不断减小
D．振动过程中摆球的势能不断减小
5．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（ ）
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，丝网振动的频率由丝网自身的结构所决定，与昆虫翅膀振动频率无关
6．A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么A、B两个单摆比较（ ）
A．A摆的振幅较大，振动频率为f
B．B摆的振幅较大，振动频率为5f
C．A摆的振幅较大，振动频率为5f
D．B摆的振幅较大，振动频率为4f
7．如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是（ ）
A．只有A、C摆振动周期相等
B．A摆的振幅比B摆的小
C．B摆的振幅比C摆的大
D．A、B、C三摆的振动周期相等
8．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9Hz，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的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（ ）
A．甲的振幅较大，且振动频率为18Hz
B．甲的振幅较大，且振动频率为9Hz
C．乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
D．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz
9．如图所示为摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线
B．图线Ⅰ是地球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是该星球上的单摆共振曲线
C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变快
D．该星球表面的重力加速度约为
10．自由摆动的单摆，摆动的幅度越来越小，这是因为（ ）
A．单摆的能量正在逐渐消失
B．单摆的动能正在向势能转化
C．单摆的机械能正在向摆球的内能转化
D．单摆的机械能减少，但总能量是守恒的
二、多选题，共5小题
11．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（ ）
A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 Hz
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
D．一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
12．把一个筛子用四根弹簧支起来，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，筛子在做自由振动时，20 s内完成了10次全振动。在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（ ）
A．提高输入电压 B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减少筛子质量
13．如图所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法正确的是（ ）
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同
B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2π
C．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量
D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大
14．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中（ ）
A．振幅越来越小，周期也越来越小
B．振幅越来越小，周期不变
C．机械能不守恒，周期不变
D．机械能守恒，频率不变
15．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（ ）
A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 Hz
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
D．受迫振动系统的机械能守恒
三、填空题，共3小题
16．如图所示为两个单摆受迫振动的共振曲线。两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝________。若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线________是月球上的单摆的共振曲线。
17．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线。
则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能。
18．如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，则该单摆的摆长约为_____，若增大摆长，共振曲线的“峰”将_____ （填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”）（g＝9.8m/s2，π2≈9.86）
四、解答题，共2小题
19．如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。问：
（1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？
（2）在振子正常振动过程中，以转速4r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？
（3）若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？为什么？
20．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。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
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，洗衣机切断电源后，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的固有频率相同，发生了共振。此后波轮转速减慢，则f驱＜f固，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱。
故选C。
2．B
【详解】
AB.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，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；
C.当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误；
D.有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
如上图所示的共振曲线，可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小，与越接近，受迫振动的振幅越大，并从中看出越接近，振幅的变化越慢，比较各组数据知在50~60Hz范围内时振幅变化最小，因此。
故选C。
4．B
【详解】
A．摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能，但是在A、B两时刻的弹性势能是相等的，所以摆球在A时刻的动能大于B时刻的动能，故A错误；
B．在A、B两时刻，摆球的位移相等，即弹簧的伸长量相等，所以在两时刻的弹性势能是相等的，故B正确；
C．振动过程中摆球的动能随着位移的增大而减小，随着位移的减小而增大，故C错误；
D．振动过程中摆球的势能随着位移的增大而增大，随着位移的减小而减小，故D错误。
故选B。
5．C
【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。
【详解】
AB．根据共振的条件可知，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AB错误；
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率
与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大。故C正确；
D．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决定。故D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A、B两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率，即5f，因B摆的固有频率接近驱动力的频率，故B摆的振幅较大。
故选B。
7．D
【详解】
AD．当单摆A振动起来后，单摆B、C做受迫振动，做受迫振动的物体的周期（或频率）等于驱动力的周期（或频率），选项A错误，D正确；
BC．当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，振幅最大，故C摆的振幅大于B，A摆和B摆摆长不相同，且B摆为受迫振动，故A的振幅大于B，故B、C错误；
故选D。
8．B
【详解】
因为甲的固有频率等于驱动力的频率，根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大；做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，可知乙振动频率为9Hz；
故选B。
9．A
【详解】
AB．该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，根据
可知，单摆在该星球表面的固有周期较大，固有频率较小，由题图可知，图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线，A正确，B错误；
C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟的摆动周期会变大，摆钟会变慢，C错误；
D．根据
可知
则该星球表面的重力加速度约为
D错误。
故选A。
10．D
【详解】
单摆往下摆的过程一部分势能向动能转化，往上摆的过程一部分动能向势能转化，在整个摆动过程不断克服与空气的摩擦阻力做功，故机械能不断减小，但并不是转化为小球的内能，总能量是守恒的。
故选D。
11．BCD
【详解】
A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；
B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；
C．由共振的定义可知，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，C正确；
D．根据共振图像可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，D正确。
故选BCD。
12．BD
【详解】
筛子的周期
筛子的固有频率
偏心轮的转速
故
可见
由共振条件可知，要增大筛子做受迫振动的振幅，就要使f固与f驱尽量接近，可降低输入电压，以降低f驱；也可以减小筛子质量，使T固减小，f固增大
故选BD。
13．ABD
【详解】
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度方向可能不同，A正确；
B．如果驱动摆的摆长为L，根据单摆的周期公式有
T＝2π
而其他单摆都做受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，B正确；
CD．同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共振，受迫振动不仅传播运动形式，还传播能量和信息，故C错误，D正确。
故选ABD。
14．BC
【详解】
单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期与振幅无关，即周期不变，故选项BC正确，AD错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，故A错误；
B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，故B正确；
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，故C正确；
D．受迫振动系统，驱动力做了功，系统的机械能不守恒，故D错误。
故选BC。
16．5∶2 Ⅰ
【详解】
[1]由共振曲线及共振的条件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为0.2 Hz和0.5 Hz，周期之比
TⅠ∶TⅡ＝5∶2
[2]当摆长相等时，重力加速度越大，频率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故图线Ⅰ是月球上的单摆的共振曲线。
17．大于 等于
【详解】
[1][2]在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化。由于A，B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等，摆球A时刻的动能大于B时刻的动能。
18．1 向左移动
【详解】
由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率为：f=0.5Hz．；由单摆的周期公式有：，得：．
由单摆的频率公式为：得知，当摆长增大时，单摆的固有周期增大，频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动．
19．（1）简谐运动，0.5s，2Hz，阻尼振动；（2）受迫振动，0.25 s；（3）2 r/s，见解析
【详解】
（1）用手往下拉振子使振子获得一定能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反（F＝－kx），所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，称固有周期（T固）和固有频率（f固），根据题意
T固＝＝s＝0.5 s
f固＝＝Hz＝2 Hz
由于摩擦力和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动。
（2）由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱＝4 Hz，周期T驱＝0.25 s，故振子做受迫振动。振动达稳定状态后，其频率（或周期）等于驱动力的频率（或周期），而跟固有频率（或周期）无关。即f＝f驱＝4 Hz，T＝T驱＝0.25 s。
（3）要使弹簧振子的振幅最大，处于共振状态，必须使其驱动力的频率f驱等于它的固有频率f固，即f驱＝f固＝2 Hz，故把手的转速应为n＝2 r/s。
20．见解析
【详解】
趴在地上把耳朵贴在陶器上(用来听敌人是否在挖地道) 运用的科学道理是：挖掘声通过土壤和岩石这些固体向四面八方传播，传到坛子后引起坛壁的振动，又引起坛内空气的振动，空气的振动把声音传到了人的耳朵。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共10小题
1．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（ ）
①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 ②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 ③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 ④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
A．② B．③ C．①④ D．②④
2．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是（ ）
A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率
B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率
C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率
D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率
3．下表记录了某振动系统的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则（ ）
驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80
振动系统振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A． B．
C． D．
4．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．摆球时刻的动能等于时刻的动能
B．摆球时刻的势能等于时刻的势能
C．振动过程中摆球的动能不断减小
D．振动过程中摆球的势能不断减小
5．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（ ）
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，丝网振动的频率由丝网自身的结构所决定，与昆虫翅膀振动频率无关
6．A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么A、B两个单摆比较（ ）
A．A摆的振幅较大，振动频率为f
B．B摆的振幅较大，振动频率为5f
C．A摆的振幅较大，振动频率为5f
D．B摆的振幅较大，振动频率为4f
7．如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆A振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆B、C振动，则下列说法正确的是（ ）
A．只有A、C摆振动周期相等
B．A摆的振幅比B摆的小
C．B摆的振幅比C摆的大
D．A、B、C三摆的振动周期相等
8．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9Hz，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的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（ ）
A．甲的振幅较大，且振动频率为18Hz
B．甲的振幅较大，且振动频率为9Hz
C．乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
D．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz
9．如图所示为摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线
B．图线Ⅰ是地球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是该星球上的单摆共振曲线
C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变快
D．该星球表面的重力加速度约为
10．自由摆动的单摆，摆动的幅度越来越小，这是因为（ ）
A．单摆的能量正在逐渐消失
B．单摆的动能正在向势能转化
C．单摆的机械能正在向摆球的内能转化
D．单摆的机械能减少，但总能量是守恒的
二、多选题，共5小题
11．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（ ）
A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 Hz
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
D．一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
12．把一个筛子用四根弹簧支起来，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，筛子在做自由振动时，20 s内完成了10次全振动。在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（ ）
A．提高输入电压 B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减少筛子质量
13．如图所示为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法正确的是（ ）
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同
B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2π
C．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量
D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大
14．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中（ ）
A．振幅越来越小，周期也越来越小
B．振幅越来越小，周期不变
C．机械能不守恒，周期不变
D．机械能守恒，频率不变
15．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（ ）
A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 Hz
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
D．受迫振动系统的机械能守恒
三、填空题，共3小题
16．如图所示为两个单摆受迫振动的共振曲线。两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝________。若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线________是月球上的单摆的共振曲线。
17．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图线。
则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能。
18．如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，则该单摆的摆长约为_____，若增大摆长，共振曲线的“峰”将_____ （填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”）（g＝9.8m/s2，π2≈9.86）
四、解答题，共2小题
19．如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。问：
（1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？
（2）在振子正常振动过程中，以转速4r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？
（3）若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？为什么？
20．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。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
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，洗衣机切断电源后，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的固有频率相同，发生了共振。此后波轮转速减慢，则f驱＜f固，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱。
故选C。
2．B
【详解】
AB.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，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；
C.当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误；
D.有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
如上图所示的共振曲线，可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小，与越接近，受迫振动的振幅越大，并从中看出越接近，振幅的变化越慢，比较各组数据知在50~60Hz范围内时振幅变化最小，因此。
故选C。
4．B
【详解】
A．摆球在A时刻的机械能大于B时刻的机械能，但是在A、B两时刻的弹性势能是相等的，所以摆球在A时刻的动能大于B时刻的动能，故A错误；
B．在A、B两时刻，摆球的位移相等，即弹簧的伸长量相等，所以在两时刻的弹性势能是相等的，故B正确；
C．振动过程中摆球的动能随着位移的增大而减小，随着位移的减小而增大，故C错误；
D．振动过程中摆球的势能随着位移的增大而增大，随着位移的减小而减小，故D错误。
故选B。
5．C
【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。
【详解】
AB．根据共振的条件可知，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AB错误；
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率
与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大。故C正确；
D．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决定。故D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A、B两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率，即5f，因B摆的固有频率接近驱动力的频率，故B摆的振幅较大。
故选B。
7．D
【详解】
AD．当单摆A振动起来后，单摆B、C做受迫振动，做受迫振动的物体的周期（或频率）等于驱动力的周期（或频率），选项A错误，D正确；
BC．当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，振幅最大，故C摆的振幅大于B，A摆和B摆摆长不相同，且B摆为受迫振动，故A的振幅大于B，故B、C错误；
故选D。
8．B
【详解】
因为甲的固有频率等于驱动力的频率，根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大；做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，可知乙振动频率为9Hz；
故选B。
9．A
【详解】
AB．该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，根据
可知，单摆在该星球表面的固有周期较大，固有频率较小，由题图可知，图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线，A正确，B错误；
C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟的摆动周期会变大，摆钟会变慢，C错误；
D．根据
可知
则该星球表面的重力加速度约为
D错误。
故选A。
10．D
【详解】
单摆往下摆的过程一部分势能向动能转化，往上摆的过程一部分动能向势能转化，在整个摆动过程不断克服与空气的摩擦阻力做功，故机械能不断减小，但并不是转化为小球的内能，总能量是守恒的。
故选D。
11．BCD
【详解】
A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；
B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；
C．由共振的定义可知，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，C正确；
D．根据共振图像可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，D正确。
故选BCD。
12．BD
【详解】
筛子的周期
筛子的固有频率
偏心轮的转速
故
可见
由共振条件可知，要增大筛子做受迫振动的振幅，就要使f固与f驱尽量接近，可降低输入电压，以降低f驱；也可以减小筛子质量，使T固减小，f固增大
故选BD。
13．ABD
【详解】
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度方向可能不同，A正确；
B．如果驱动摆的摆长为L，根据单摆的周期公式有
T＝2π
而其他单摆都做受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，B正确；
CD．同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共振，受迫振动不仅传播运动形式，还传播能量和信息，故C错误，D正确。
故选ABD。
14．BC
【详解】
单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期与振幅无关，即周期不变，故选项BC正确，AD错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，故A错误；
B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，故B正确；
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，故C正确；
D．受迫振动系统，驱动力做了功，系统的机械能不守恒，故D错误。
故选BC。
16．5∶2 Ⅰ
【详解】
[1]由共振曲线及共振的条件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为0.2 Hz和0.5 Hz，周期之比
TⅠ∶TⅡ＝5∶2
[2]当摆长相等时，重力加速度越大，频率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故图线Ⅰ是月球上的单摆的共振曲线。
17．大于 等于
【详解】
[1][2]在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化。由于A，B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等，摆球A时刻的动能大于B时刻的动能。
18．1 向左移动
【详解】
由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率为：f=0.5Hz．；由单摆的周期公式有：，得：．
由单摆的频率公式为：得知，当摆长增大时，单摆的固有周期增大，频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动．
19．（1）简谐运动，0.5s，2Hz，阻尼振动；（2）受迫振动，0.25 s；（3）2 r/s，见解析
【详解】
（1）用手往下拉振子使振子获得一定能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反（F＝－kx），所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，称固有周期（T固）和固有频率（f固），根据题意
T固＝＝s＝0.5 s
f固＝＝Hz＝2 Hz
由于摩擦力和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动。
（2）由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱＝4 Hz，周期T驱＝0.25 s，故振子做受迫振动。振动达稳定状态后，其频率（或周期）等于驱动力的频率（或周期），而跟固有频率（或周期）无关。即f＝f驱＝4 Hz，T＝T驱＝0.25 s。
（3）要使弹簧振子的振幅最大，处于共振状态，必须使其驱动力的频率f驱等于它的固有频率f固，即f驱＝f固＝2 Hz，故把手的转速应为n＝2 r/s。
20．见解析
【详解】
趴在地上把耳朵贴在陶器上(用来听敌人是否在挖地道) 运用的科学道理是：挖掘声通过土壤和岩石这些固体向四面八方传播，传到坛子后引起坛壁的振动，又引起坛内空气的振动，空气的振动把声音传到了人的耳朵。
答案第1页，共2页
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