2.6 受迫振动 共振 同步练习题(word版含答案)

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名称 2.6 受迫振动 共振 同步练习题(word版含答案)
格式 doc
文件大小 202.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-18 10:54:06

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文档简介

2.6 受迫振动 共振
一、单选题
1.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、雪山的冲击力
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
2.工厂测机器转速可用一种振动式转速计,它是由十几个安装在同一支架上的钢片做成,每个钢片的固有频率都不相同。使用时,将振动式转速计固定在机器的某个位置,受机器转动的影响,钢片会跟着振动,通过比较钢片的振动情况可知机器的转速。下列说法正确的是(  )
A.机器工作时钢片的振动频率都不相同
B.机器工作时所有钢片的振动幅度都相同
C.若机器的转速为,则稳定时固有频率为的那一个钢片振动幅度最大
D.若机器转速增加则所有钢片的振动幅度都会增加
3.一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示,则(  )
A.此单摆的固有周期约为0.5s
B.此单摆的摆长约为2m
C.若摆长增大,单摆的固有频率增大
D.若将此单摆由山脚移至山顶,共振曲线的峰将略微向左移动
4.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,下列说法正确的是(  )
若增大摆长,共振曲线的“峰”将向右移动
B.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向左移动
C.摆长约为 D.摆长约为
5.一物体做受迫振动,最初驱动力的频率小于该物体的固有频率。则在驱动力的频率逐渐增大到一定数值的过程中,该物体的振幅可能(  )
A.保持不变 B.逐渐减小 C.先逐渐增大,后逐渐减小 D.先逐渐减小,后逐渐增大
6.据《天中记》一书记载,晋初(公元3世纪)时,京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次,人们十分惊恐.学者张华判断,这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致.后来把铜盘磨薄一些,它就不再自鸣了.关于这个现象,下列说法中错误的是(  )
A.共鸣是一种共振
B.铜盘共鸣时的振动频率等于皇宫钟声的频率
C.把铜盘磨薄改变了驱动力的频率
D.把铜盘磨薄使铜盘的固有频率远离驱动力的频率
二、多选题
7.如图所示为两单摆分别在受迫振动中的共振曲线,则下列说法正确的是(  )
A.若两摆的受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B.若两摆的受迫振动是在地球上同一地点进行,则两摆摆长之比LⅠ∶LⅡ=25∶4
C.若图线Ⅱ表示在地球上完成的,则该单摆摆长约为0.5m
D.若摆长均为1m,则图线Ⅰ表示在地球上完成的
8.在如图所示装置中,在曲轴AB上竖直悬挂一个弹簧振子。若不转动把手C,让弹簧振子上下振动,测得其周期为1 s;若将把手C以0.5 s的周期匀速转动,振子的振动稳定后,其振幅为2 cm,则(  )
A.把手C转动后,弹簧振子的振动周期为0.5 s
B.为使弹簧振子的振幅增大为3 cm,可让把手C转速减小
C.为使弹簧振子的振幅减小为1 cm,可让把手C转动周期减小
D.把手C的转速越大,弹簧振子的振幅越大
9.一单摆做阻尼振动,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
三、填空题
10.甲、乙两个弹簧振子的固有频率分别为f和5f,都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动,振幅较大的是_______,甲的振动频率为_______ f,乙的振动频率为_______ f .
11.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)
12.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____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_____Hz;逐渐改变圆盘的转动周期,当小球振动的振幅达到最大时,此时圆盘的周期为____s。
四、解答题
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。为了使筛子的振幅增大,请提出两种方案。
14.如图为一单摆的共振曲线,则(g=9.8m/s2):
(1)该单摆的摆长约为多少?
(2)共振时单摆的振幅多大?
(3)共振时摆球的最大加速度的大小为多少?
(4)若单摆的摆长变短,共振曲线的峰将怎样移动.
15.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)
16.减振器,英文shockabsorber,是为加速车架与车身振动的衰减,以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件,在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上,弹簧套在减震器上,两者同时起到改善作用。为了研究方便,我们把两者简化成一个等效劲度系数为的“弹簧”。汽车开始运动时,在振幅较小的情况下,其上下自由振动的频率满足(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。求:
(1)汽车的振动频率与人体固有频率相等时l的大小;
(2)这辆车乘坐几个人时,人感觉到最难受。
试卷第1页,共3页
试卷第5页,共5页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
部队过桥时如齐步走,给桥梁施加周期性外力,容易使桥的振动幅度增加,即发生共振,造成桥梁倒塌;登山运动员登高山时高声叫喊,声波容易引发雪山共振而发生雪崩,所以C正确;ABD错误;
故选C。
2.C
【解析】
【详解】
A.机器工作时钢片均做受迫振动,振动频率等于机器振动的频率,故相同,A错误;
B.机器工作时钢片的振动幅度不同,机器振动的频率接近其固有频率的钢片振动幅度最大,B错误;
C.若机器的转速为,即60r/s,则稳定时固有频率为的那一个钢片发生共振,振动幅度最大,C正确;
D.驱动力的频率接近固有频率时会使振幅增大,远离固有频率时会使振幅减小,故机器转速增加,则有的钢片振动幅度增加,有的钢片振动幅度减小,D错误。
故选C。
3.D
【解析】
【详解】
A.当驱动力的频率接近固有频率时,振动的幅度最大,此时达到共振,由图象可知固有频率为0.5Hz,故有周期为2s,A错误;
B.根据
将单摆的振动周期为2s代入,可得摆长
B错误;
C.若摆长增大,单摆的固有周期增大,固有频率减小,C错误;
D.由于山顶处重力加速度减小, 若将此单摆由山脚移至山顶,单摆的振动周期变大,振动频率减小,共振曲线的峰将略微向左移动,D正确。
故选D。
4.B
【解析】
【详解】
CD.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f=0.5Hz.周期T=2s,根据

故CD错误;
AB.当摆长增大时,周期变大,单摆的固有频率减小,产生共振的驱动力频率也减小,共振曲线的“峰”向左移动,故A错误B正确;
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
当驱动力频率等于固有频率时,做受迫振动的物体发生共振现象,振幅最大。若驱动力频率小于物体的固有频率,则物体的振幅逐渐增大,若驱动力频率最后大于物体的固有频率,则物体的振幅逐渐减小,故 C正确。
故选C。
6.C
【解析】
【详解】
A.共鸣是与可发声的物体之间的共振,A不符合题意;
B.发生共鸣的条件是频率相等,B不符合题意;
C.把铜盘磨薄改变了其固有频率,C符合题意;
D.把铜盘磨薄使铜盘的固有频率不等于驱动力的频率,这样就不会再发生共鸣了,D不符合题意。
故选C。
7.AB
【解析】
【详解】
AD.当受迫振动的频率等于单摆的固有频率,将发生共振,振幅最大。若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小,则固有周期较大,根据单摆的周期公式,知周期大的重力加速度小,则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线,故A正确,D错误;
B.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则重力加速度相等,因为固有频率比为2:5,则固有周期比为5:2,根据,知摆长比为25:4,故B正确;
C.图线Ⅱ若是在地球表面上完成的,则固有频率为0.5Hz,固有周期为 ,解得L=1m,故C错误;
故选AB。
8.ABC
【解析】
【详解】
A.把手匀速转动时,弹簧振子做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,即为0.5 s,故A正确;
B.要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速减小,周期增大,与固有周期接近或相等时,振幅可增大,故B正确;
C.要使弹簧振子的振幅减小,可让把手转速增大,周期减小,故C正确;
D.把手C的转速越大,周期越小,与固有周期相差越大,振幅越小,故D错误。
故选ABC。
9.BC
【解析】
【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。
10. 甲 2 2
【解析】
【详解】
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.故甲、乙两个单摆都做受迫振动,频率为2f,甲摆的固有频率与驱动力的频率比较接近,所以甲的振幅较大.
点睛:本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率,而当驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振动最强烈.
11. 1 向左移动
【解析】
【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.
12. 阻尼振动 0.25 0.33
【解析】
【详解】
当圆盘转动一会静止后,小球受阻力作用而做阻尼振动;
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,小球的振动频率等于驱动力的频率,即为;
逐渐改变圆盘的转动周期,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。
13.见解析
【解析】
【详解】
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。
14.(1)该单摆的摆长约为1m,(2)共振时单摆的振幅为8cm,(3)共振时摆球的最大加速度为0.8m/s2,(4)若单摆的摆长变短,共振曲线的峰将右移.
【解析】
【详解】
(1)由图可知当驱动力频率为0.5Hz时,单摆产生了共振现象,则单摆的固有频率f=0.5Hz,则周期为:T2S
根据单摆的周期公式T=2π得:L1m
(2)由图读出共振时单摆的振幅A=8cm
(3)根据题意,a=gsinθ,且sinθ0.08,故共振时摆球的最大加速度为0.8m/s2
(4)若单摆的摆长变短,根据单摆的周期公式T=2π变小,T故飞f变大,共振曲线的峰将右移.
15.5.88×10-3 J
【解析】
【分析】
【详解】
解:每振动10次要补充的能量为
E=mgΔh=0.2×9.8×(0.4-0.3)×10-2J=1.96×10-3 J
秒摆的周期为2 s,1 min内完成全振动的次数为30次,则1 min内总共应补给的能量为
E=3ΔE=5.88×10-3 J
16.(1) ;(2)5
【解析】
【详解】
(1)当汽车的频率等于人的固有频率时
解得
(2)设乘车人数为n个时,人感觉到最难受,则
联立以上两式解得
答案第1页,共2页
答案第7页,共1页