2.5生活中的振动基础巩固练习(Word版含答案)

2.5生活中的振动基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图中的曲线表示某振动系统受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系．可以看出，驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．据史书记载：晋朝初期，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．当时的学者张华判断，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．你认为把铜盘磨薄的目的是（ ）
A．减小铜盘固有振动的周期
B．减小铜盘固有振动的振幅
C．减弱皇宫敲钟引起的空气振动的强度
D．减小皇宫敲钟引起的空气振动的频率
2．如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，曲轴不动时让其上下振动，振动周期为T1。现使把手以周期T2匀速转动，，当其运动达到稳定后，则(　　)
A．弹簧振子的振动周期为T1
B．弹簧振子的振动周期为T2
C．弹簧振子的振动周期为
D．要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速
3．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
4．A、B两弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为，若它们均在频率为的驱动力作用下做受迫振动，则（　　）
A．振子A的振幅较大，振动频率为f
B．振子B的振幅较大，振动频率为
C．振子A的振幅较大，振动频率为
D．振子B的振幅较大，振动频率为f
5．如图为一单摆的共振曲线，下列说法正确的是（　　）
A．该单摆的固有周期约
B．该单摆的摆长约为
C．将该单摆从北京移至广州，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小
D．若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大
6．超声波洁牙机利用超声波激励工作头产生高频振动，使牙结石因振动而松脱。则（　　）
A．工作头的振动频率小于超声波的频率
B．工作头的振动频率与牙结石固有频率接近时，牙结石更容易脱落
C．工作头的振动频率越大，洁牙效果越好
D．工作头停止振动，牙结石的固有频率逐渐减小
7．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速的目的。如果某路面上的一排减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2赫兹的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（ ）
A．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2Hz
B．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为0.3Hz
C．当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸得最厉害
D．汽车速度越大，颠簸得越厉害
8．下列说法不正确的是（　　）
A．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
B．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象
C．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌
D．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振
9．下列说法不正确的是（　　）
A．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
B．漂浮在海上的小船随海浪上下振动，是共振现象
C．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌
D．较弱声音也可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振
10．一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率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．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动
11．2021年4月18日22时11分在台湾省花莲县发生6.1级地震，震源深度7km，绣湖小区的几幢高楼里的居民反映“震感明显”，而X市民普遍反映“没有感觉”。针对这一事件，下列同学的认识中科学合理的是（　　）
A．X市民没有感觉是因为地震波到达X市时，还未发生受迫振动
B．绣湖小区高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近
C．地震波在X市发生叠加，绣湖小区处在振动加强带上，X市民恰好处在振动减弱带上
D．应对绣湖小区的高楼采取物理措施改变它们的固有频率以防止地震危害
12．一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，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由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。下列说法正确的是（　　）
A．到小球所受的回复力增加，且方向为x轴正向
B．到弹簧弹性势能一定减小
C．若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为
D．若圆盘正以匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小
13．如图所示是一单摆做阻尼振动的图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（　　）
A．速率 B．重力势能
C．机械能 D．受到的拉力
14．一个单摆做受迫振动，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
15．(多选)如图1所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的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，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．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．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图2所示，则（ ）
A．此振动系统的固有频率约为0.25Hz
B．此振动系统的固有频率约为3Hz
C．若圆盘匀速转动的周期增大，系统振动的固有频率不变
D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动
二、填空题（共4题）
16．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）
17．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，达到稳定时_____摆的振幅最大，图乙是a摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则a摆的摆长为__________
18．如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架上焊有固有频率依次为、80Hz、60Hz、40Hz的四个钢片将端与正在转动的电动机接触，发现钢片振幅最大，则此时振动频率为____________，电动机转速为___________。
19．弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图甲所示．为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置，一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度，将琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力，轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动．
（1）先保持拉力为150N不变，改变AB的距离L（即改变琴弦长度），测出不同长度时琴弦振动的频率，记录结果如表1所示．
表1
长度大小L /m 1.00 0.85 0.70 0.55 0.40
振动频率f /Hz 150 176 214 273 375
从表1数据可判断在拉力不变时，琴弦振动的频率f与弦长L的关系为_________．
（2）保持琴弦长度为0.80m不变，改变拉力，测出不同拉力时琴弦振动的频率，记录结果如表2所示．
表2
拉力大小F /N 360 300 240 180 120
振动频率f /Hz 290 265 237 205 168
从表2数据可判断在琴弦长度不变时，琴弦振动的频率f与拉力F的关系为__________．
（3）如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦，除了长度L和拉力F以外，你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率
试列举可能的两个因素：________________________________________．
三、综合题（共4题）
20．如图所示是一个单摆的共振曲线，回答下列问题（g=）：
(1)该单摆摆长多长？
(2)共振时单摆振幅多大？
(3)若把该单摆从北京移到广州，共振曲线的峰值将怎样移动？
21．如图所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时摆球的最大速度和摆球振动的最大加速度各为多少？（g取）
22．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。
23．如图为一单摆的共振曲线，
(1)请你根据图中的数据算出该单摆的摆长约为多少？
(2)共振时单摆的振幅多大？其摆动的最大摆角为多少？（g取10 m/s2）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．B
5．C
6．B
7．C
8．B
9．B
10．D
11．B
12．D
13．A
14．D
15．B
16． 1 向左移动
17． c
18． 80 4800
19．（1）频率f与弦长L成反比
（2）频率f与拉力F的平方根成正比
（3）在上述相同的环境中，影响弦振动频率还可能与弦本身的结构有关，如弦的半径（即直径、粗细等）或弦的材料（即密度、单位长度的质量等）．
20．(1)；(2)；(3)峰值左移
21．
22．
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。
23．(1)1 m；(2)10 cm，5.73°
答案第1页，共2页