2.5受迫振动与共振基础巩固练习（word版含答案）

2.5受迫振动与共振基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．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
2．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计的原理图，在同一铁支架上焊有四个固有频率依次为、、、的钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，如发现b钢片的振幅最大，则电动机的转速最接近（　　）
A． B． C． D．
3．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f3
C．要减小共振的危害，必须使物体的振动频率接近f2
D．要利用共振的效果，必须使物体的振动频率远大于f3
4．如图所示为一个弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系图线，由图可知 （　　）
A．振子振动频率为f1时，它处于共振状态
B．驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3
C．若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3
D．振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3
5．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为2f，B的固有频率为6f，若它们都在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，则稳定后（　　）
A．振子A的振幅较大，振动频率为2f
B．振子B的振幅较大，振动频率为6f
C．振子A的振幅较大，振动频率为5f
D．振子B的振幅较大，振动频率为5f
6．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，其主要原因是（ ）
A．减轻对桥的压力，避免产生回声
B．减少对桥、雪山的冲量
C．避免使桥发生共振和使雪山发生共振
D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少
7．如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为（　　）
A．1Hz B．3Hz C．4Hz D．5Hz
8．一个单摆在地面上做受迫振动，改变驱动力频率，其振动稳定时振幅A与驱动力频率f的关系如图所示．单摆所处位置重力加速度g=9.8m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的摆长约为2m
B．单摆的受迫振动频率与驱动力频率相同时振幅最大
C．若减小摆长，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动
D．若把该单摆移到月球表面，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动
9．如图所示是物体受迫振动的共振曲线，该共振曲线表示了物体（　　）
A．在不同时刻的振幅
B．在不同时刻的位移
C．在不同频率的驱动力下的振幅
D．在不同频率的驱动力下的位移
10．高压输电线路塔杆较高，杆距较大，当输电线受到风吹动时，会发生较强烈的振动，输电线会因周期性的弯折发生破坏，为此，需要在靠近塔杆悬点处加挂一个小锤，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．小锤的作用是防雷电
B．小锤的作用是为了减弱输电线振动的幅度
C．小锤的振动与输电线振动是同步的
D．小锤的规格与杆距无关
11．如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂有五个摆，其中A、E的摆长相等。先使A摆振动起来，其余各摆随后也会振动起来，达到稳定状态后，下列说法中正确的是（　　）
A．其余各摆振动周期跟A相同，振动频率与A不同
B．其余各摆振动周期不同，D摆周期最大
C．其余各摆振幅相同
D．其余各摆振幅不同，E摆振幅最大
12．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
13．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
14．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了用振动器使松果落下的装置，如图所示。则（　　）
A．当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好
B．随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度一定增大
C．针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同
D．振动器振动不同粗细的树干时，振动稳定后，树干振动频率与振动器的振动频率不相同
15．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）
A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线
B．图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为2m
C．若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的
D．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1：l225：4
二、填空题（共4题）
16．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，则振动频率甲______乙（选填“大于”、“等于”“小于”）
17．铁路上每根钢轨的长度为1200cm，每两根钢轨之间约有0.8cm的空隙，如果支持车厢的弹簧的固有振动周期为0.60s，那么列车的行驶速度v=________ m/s时，行驶中车厢振动得最厉害．
18．判断该说法的正误：
物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。（______）
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）
20．一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，始终保证以速率v水平向左匀速拉动记录纸，通过纸移动的空间距离间接反映运动时间的方法，记录振子的运动．记录笔在纸上留下如图17所示的图像，已知该图像是经过一定的平移操作后是一个正弦函数图像．记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计．y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的已知位置坐标．
（1）写出振子的平衡位置的纵坐标yC；
（2）求振子振动的周期T，并给出一个类似本题记录振动的方法的应用；
（3）若记录笔与记录纸之间的摩擦力和空气阻力很小但不可忽略，在答题纸相关区域定性画出记录纸上可能出现的图线；
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．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．当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动．现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如右图．（为方便计算 ， ）
（1）当圆盘以0.4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？
（2）若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长为多少？（结果保留三位有效数字）
23．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？
参考答案
1．A
2．B
3．A
4．B
5．D
6．C
7．A
8．C
9．C
10．B
11．D
12．C
13．C
14．A
15．D
16．等于
17．20.01
18．正确
19．ACE
20．(1)；(2),应用：心电图，示波器显示等；(3)
21．0.25Hz
22．（1）2.5Hz；（2）2.78m
23．（1）阻尼振动；固有振动；
（2）转速大时弹簧振子振动得快，说明弹簧振子振动的周期和频率由手柄转速决定。