2.5受迫振动 共振基础巩固（word版含答案）

2.5受迫振动 共振基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图是单摆做阻尼振动的位移—时间图像，下列说法正确的是（　　）
A．阻尼振动是一种受迫振动
B．摆球在P与N时刻的势能相等
C．摆球在P与N时刻的动能相等
D．摆球在P与N时刻的机械能相等
2．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
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．江苏卫视《最强大脑》曾经播出过吕飞龙用“狮吼功”震碎玻璃杯的表演，该表演引起了众多网友的热议．有关人员在实验室进行了模拟。用手指轻弹一只玻璃杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz，将这只玻璃杯放在一个大功率的声波发声器前，操作人员通过调整其发出的声波，能使玻璃杯碎掉。下列说法中正确的是（　　）
A．操作人员只要把声波发生器发出的声波频率调到最大
B．操作人员只要把声波发生器输出的功率调到最大
C．操作人员必须同时把声波发生器输出的功率和发出声波的频率调到最大
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到约为500Hz，且适当增大其输出功率
5．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
6．图表示一个弹簧振子作受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系，由此可知
A．振子振动频率为f2时，它处于共振状态
B．驱动力的频率为f3时，振子振动的频率为f2
C．假如撤去驱动力让振子作自由振动，它的频率是f3
D．振子作自由振动时，频率可以是f1、f2、f3
7．如图曲轴上悬挂一弹簧振子，摇动摇把，曲轴可以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2Hz，然后匀速转动摇把，转速240转/分，当振子振动稳定时，它的振动周期为（ ）
A．0.5s B．0.25s C．2s D．4s
8．人体内部器官的固有频率为4~12Hz。次声是频率低于可听声频率范围的声波，它的频率范围大致为Hz～20Hz，人的耳朵听不见次声。1986年，法国次声实验室次声泄漏，造成30多名农民在田间突然死亡，出现这一现象的主要原因是（　　）
A．次声传播的速度快
B．次声频率和人体内部器官的固有频率相近，由于共振造成器官受损而死亡
C．人们感觉不到次声，次声可不知不觉地杀死人
D．次声穿透能力强，穿过人体时造成伤害
9．蜘蛛捕食是依靠昆虫落在丝网上引起的振动准确判断昆虫的方位。已知丝网固有频率，某昆虫掉落在丝网上挣扎时振动频率为，则该昆虫落在丝网上时（　　）
A．增大，则丝网振幅增大 B．减小，则丝网振幅减小
C．昆虫引起丝网振动的频率为 D．丝网和昆虫挣扎振动周期相同
10．如图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8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz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8 Hz
B．甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz
C．乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz
D．乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz
11．关于受迫振动和共振，下列说法不正确的是
A．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
B．若驱动力的频率5Hz ，则受迫振动稳定后的振动频率一定5Hz
C．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振
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．如图所示，质量相同的四个摆球悬于同一根横线上，四个摆的摆长分别为L1＝2 m、L2＝1.5 m、L3＝1 m、L4＝0.5 m．现以摆3为驱动摆，让摆3振动，使其余三个摆也振动起来，则摆球振动稳定后(　　)
A．摆1的振幅一定最大 B．摆4的周期一定最短
C．四个摆的振幅相同 D．四个摆的周期相同
13．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ）
A．各摆摆动的周期均与A摆相同 B．B摆振动的周期最短
C．C摆振动的周期最长 D．C摆的振幅最大
14．关于小孩荡秋千,不计空气阻力的影响,下列说法正确的是
A．其它条件相同的情况下，重一些的小孩荡秋千，摆动的频率会更大
B．在秋千达到最低处时小孩有失重的感觉
C．当秋千摆到最低点时，绳子最容易断
D．这一过程一定是简谐运动
15．物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，则当驱动力的频率逐渐增大的过程中，物体的振幅将（ ）
A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
二、填空题（共4题）
16．一个物体在受到扰动后可沿着直线运动，其位移x和时间t之间的关系如图所示。请问该物体的运动是否是机械振动？__________（选填“是”或“否”）。如果我们用一个周期性的外力去驱动这个物体，为了使物体运动尽可能剧烈，驱动力的频率应为__________。
17．在一根绷紧的绳上挂四个单摆A、B、C、D，它们的摆长之比为使A摆以一定的振幅做简谐运动时，其他三个摆也振动了起来，当它们振动稳定时，这三个单摆振动周期________，________摆的振幅最小。
18．如图所示是实验室测得的一个单摆的共振曲线。取，，则该单摆的摆长约为___________m（结果保留一位小数），若摆长减小，共振曲线的峰将向___________移动。
19．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速的实验”，回来后共同绘制了T2－L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是___________
A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定
B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大
C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度
D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cm
E如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动
三、综合题（共4题）
20．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。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。
21．有人在家里靠近电冰箱的地方摆放了一个橱柜，柜内装了一些瓶子和罐子．当电冰箱的压缩机启动时，有一些瓶子和罐子就会发出声音．这些声音的来源是什么？怎样才能消除？
22．接近收费口的道路上安装了若干条凸起于路面且与车辆行驶方向垂直的减速常，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为1.25Hz，当该车以多大速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害？
23．秒摆摆球质量为0.2 kg，它振动到最大位移时距最低点的高度为0.4 cm，当它完成10次全振动回到最大位移处时，因有阻尼作用，距最低点的高度变为0.3 cm。如果每振动10次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么1 min内总共应补给多少能量？（g取9.8 m/s2）
参考答案
1．B
2．C
3．A
4．D
5．C
6．A
7．B
8．B
9．D
10．B
11．C
12．D
13．A
14．C
15．C
16．是 0.5Hz
17． D
18．2.8 右
19．ACE
20．
在某电压下偏心轮的转速是，即周期为
所以驱动力的频率
由乙图可知筛子的固有频率
由于驱动力的频率大于固有频率，要使振幅变大，应减小驱动力的频率或增大筛子的固有频率，即可以降低偏心轮电压或减小筛子的质量。
21．电冰箱压缩机启动电动机工作发生振动，电动机的振动带动周围空气发生振动，振动的空气使瓶子、罐子发出声音；给瓶子、罐子盖上盖子或瓶子罐子内装入物体，瓶子、罐子就不会发出声音。
22．12.5m/s
23．5.88×10-3 J