2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册2.6受迫振动 共振同步练习— (Word版含答案)

文档属性

名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册2.6受迫振动 共振同步练习— (Word版含答案)
格式 docx
文件大小 645.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-23 12:54:35

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文档简介

2.6受迫振动 共振
一、单选题
1.如图,薄金属条上挂有5个相同的小球,细线质量可忽略线长远大于球半径,A,D两球的线长相等,使A小角度垂直于纸面摆动,其余各球随之开始摆动,稳定后(  )
A.D振动的周期最长
B.B振动的周期最短
C.E和A振动频率相同
D.C的振幅最大
2.如图所示,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,树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率
B.采摘振动头振动频率越高,则落果的效果越好
C.采摘振动头振动频率越高,则树干的振动幅度越大
D.采摘振动头停止振动,则树干的振动频率逐渐减小
3.如图所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆,其中A、B的摆长相等。当A摆振动的时候,通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力,使其余各摆做受迫振动。观察B、C、D摆的振动发现(  )
A.C摆的频率最小 B.A摆的周期最大
C.D摆的摆角最大 D.B、C、D的周期相同
4.在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,飞机的机翼很快就会抖动起来,而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索,发现在飞机机翼前缘处安装一个配重杆,就可以解决这一问题。在飞机机翼前缘处安装配重杆的目的主要是(  )
A.加大飞机的惯性 B.改变机翼的固有频率
C.使机翼更加牢固 D.使机体更加平衡
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的固有频率决定
6.在如图所示的振动图像中,在1~3 s的时间范围内,下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是(  )
A.1.2 s B.2.0 s
C.2.5 s D.3.0 s
7.某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变,则下列说法正确的是( )
A.当f < f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小
B.当f > f0时,该振动系统的振幅随f减小而减小
C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0
D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f
8.如图所示,A球振动后,通过水平细迫使B、C振动,下面说法中,正确的是(  )
A.只有A、C振动周期相等
B.A、B、C的振动周期相等
C.B的振幅最大
D.A的振幅比B小
9.工厂测机器转速可用一种振动式转速计.振动式转速计由十几根不同长度的钢丝做成,每根钢丝的固有频率都不同.使用时,将振动式转速计固定在发动机附近,机器工作时,每转一转,活塞上下一次,产生一次振动.观察发现,固有频率为60HZ的那一根钢丝的振动幅度最大,由此可知机器的转速约为()
A.1800r/min B.3600r/min
C.7200r/min D.60r/min
10.某振动系统的共振曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.该振动系统的固有周期为0.3s
B.该振动系统的固有频率为0.3Hz
C.该振动系统做受迫振动时频率一定为0.3Hz
D.该振动系统做受迫振动发生共振时,驱动力周期一定为0.3s
11.正在运转的洗衣机,当其脱水桶转得很快时,机器的振动并不强烈,切断电源,转动逐渐停下来,到某一时刻t,机器反而会发生强烈的振动.此后脱水桶转速继续变慢,机身的振动也随之减弱,这种现象说明
A.在t时刻脱水桶的惯性最大
B.在t时刻脱水桶的转动频率最大
C.在t时刻洗衣机发生共振
D.纯属偶然现象,并无规律
12.在学到《机械振动与机械波》时,四位同学就自己看到的现象,发表自己的观点.
小张说:医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说:军队过桥时不能齐步走,就是因为怕产生共振,损坏了桥,火车过桥时要减速,也是同样的道理
小赵说:树叶在水面上下振动说明,介质并不随机械波向外传递
小李说:我家的木板门,春夏季听不到响声,一到秋冬季节,就开始嘭嘭作响,这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看,你认为谁说错?()
A.小张说的对 B.小王说的对 C.小赵说的对 D.小李说的对
13.轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身—悬挂系统”的固有频率是2Hz,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带,如图。已知相邻两条减速带间的距离为1.0m,该车经过该减速带过程中,下列说法正确的是(  )
A.当该轿车通过减速带时,车身上下振动的频率均为2Hz,与车速无关
B.该轿车通过减速带的速度越大,车身上下颠簸得越剧烈
C.当该轿车以7.2km/h的速度通过减速带时,车身上下颠簸得最剧烈
D.不同车辆以相同速度通过减速带时,车身上下颠簸的剧烈程度相同
14.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
15.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
16.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是(  )
A.大钟的回声 B.大钟在继续振动
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
17.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88r/min。为使共振筛的振幅增大,以下做法可行的是(  )
A.降低输入电压同时减小筛子质量
B.降低输入电压同时增加筛子质量
C.增大输入电压同时减小筛子质量
D.增大输入电压同时增加筛子质量
18.飞力士棒(Flexi-bar)是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材,也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒整体结构由中间的握柄,两端负重头,用一根PVC软杆连接,质量为,长度为,棒的固有频率为,如图所示,可以使用双手进行驱动,则下列关于飞力士棒的认识正确的是(  )
A.使用者用力越大飞力士棒振动越快
B.随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的幅度一定越来越大
C.双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,会产生共振
D.负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率不变
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.C
【详解】
ABC.使A小角度垂直于纸面摆动,其余各球随之做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,所以其余4个小球振动的频率相等,则周期相同,所以AB错误,C正确;
D.当驱动力的频率接近或等于物体固有频率时,物体的振幅最大,即产生共振,由单摆的周期公式可知,D摆的摆长与A摆的摆长相等,则驱动力的周期与D摆的固有周期相等,D摆产生共振,振幅最大,D错误。
故选C。
2.A
【详解】
A.工作中,树干做的是受迫振动,其振动频率等于采摘振动头的振动频率。故A正确;
BC.采摘振动头振动频率和树干的固有频率相同时,振幅最大,落果效果最好。故BC错误;
D.采摘振动头停止振动,则树干的振动频率不变,振幅逐渐减小。故D错误。
故选A。
3.B
【详解】
ABD.B、C、D摆均做受迫振动,振动周期(频率)与驱动力的周期(频率)一致,AB错误,D正确;
C.B摆的摆长与A摆的摆长相等,即固有周期与驱动力周期相等,B摆发生共振,振幅最大,摆角最大,C错误。
故选B。
4.B
【详解】
飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来,是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振,在飞机机翼前装置配重杆,是为了改变机翼的固有频率,使驱动力的频率远离固有频率。故B正确。
故选B。
5.C
【详解】
ABC.当“落网”昆虫翅膀振动的频率接近丝网的固有频率时,丝网的振幅最大,根据频率和周期的关系式,可知
故AB错误;C正确;
D.昆虫“落网”时,丝网做受迫振动,其振动频率由驱动力的频率决定,即由落网昆虫翅膀振动的频率决定。故D错误。
故选C。
6.A
【详解】
随着阻力的作用,机械能损失越来越多,故时刻越早,能量越大,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.D
【详解】
AB.受迫振动的振幅A随驱动力的频率变化的规律如图所示
由图可知,当f < f0时,该振动系统的振幅随f增大而增大;当f > f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大,AB错误;
CD.稳定时系统的频率等于驱动力的频率f,C错误,D正确。
故选D。
8.B
【详解】
AB.由题意,A做自由振动,其振动周期就等于其固有周期,而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期,即等于A的固有周期,所以三个单摆的振动周期相等,A错误,B正确;
CD.由于C、A的摆长相等,则C的固有周期与驱动力周期相等,产生共振,其振幅振幅比B摆大,而B做受迫振动,所以B的振幅比A小,CD错误;
故选B。
9.B
【详解】
当驱动力的频率等于物体固有频率时,发生共振,振幅最大.所以发动机转动的频率等于钢丝的固有频率即60HZ,所以发动机的转速:,ACD错误,B正确
10.B
【详解】
根据共振原理,当驱动力的频率等于固有频率时,出现共振现象,振幅最大,则由图像可知该振动系统的固有频率为0.3Hz,固有周期为10/3s,选项A错误,B正确;该振动系统做受迫振动时频率等于驱动力的频率,不一定为0.3Hz,选项C错误;由图像可知,当f=0.3Hz时振幅最大,发生共振,可知该振动系统做受迫振动发生共振时,驱动力频率为0.3Hz,周期一定为10/3s,选项D错误;故选B.
【点睛】
本题关键是知道当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等,振动物体产生共振现象,此时振幅最大.
11.C
【详解】
A.惯性是物体本身的性质,只与物体的质量有关,故A错误;
B.切断电源,转动逐渐停下来,所以转动频率减小,故B错误;
CD.当驱动力的频率与固有频率相等时振幅最大,所以在t时刻洗衣机发生共振,故C正确,D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.由物理学的知识知医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波,选项A不符合题意;
B.军队过桥时不能齐步走,就是因为怕产生共振,损坏了桥,火车过桥时要减速,也是同样的道理,选项B不符合题意;
C.树叶在水面上下振动说明,介质并不随机械波向外传递,C不符合题意;
D.我家的木板门,春夏季听不到响声,一到秋冬季节,就开始嘭嘭作响,我认为是共鸣,D符合题意.
故选D。
13.C
【详解】
A.当轿车以速度v通过减速带时,车身上下振动的周期为
则车身上下振动的频率为
该值与车速有关,选项A错误;
BC.车身上下振动的频率与车身系统的固有频率越接近,车身上下振动的幅度越大,即当车速满足
时,即
v=2m/s
时车身上下颠簸得越剧烈,选项B错误,C正确;
D.不同车辆以相同速度通过减速带时,由于车身的固有频率不一定相同,则车身上下颠簸的剧烈程度不一定相同,选项D错误。
故选C。
14.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。
15.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。
16.B
【详解】
停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会立即停止,振动的能量不会凭空消失,它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止,因此还会在空气中形成声波,这就是余音未绝的原因。
故选B。
17.A
【详解】
根据题意,在某电压下,电动偏心轮的转速是88r/min,则
由题图乙可知筛子的固有频率为
由于驱动力的频率大于筛子的固有频率,故要使振幅变大,可以减小驱动力的频率,或增大筛子的固有频率,即可以降低输入电压或减小筛子的质量。故A正确。
故选A。
18.C
【详解】
A.使用者用力大小影响的是振幅,与振动快慢没有关系。故A错误;
B.随着手振动的频率增大,飞力士棒振动的频率随之增大,但是幅度不一定越来越大。故B错误;
C.双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动,则驱动力的频率为
与飞力士棒的固有频率相等,会产生共振。故C正确;
D.负重头质量相同,同样材料的PVC杆缩短,飞力士棒的固有频率会变。故D错误。
故选C。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页