2.5受迫振动 共振 同步练习(Word版含答案)

2.5受迫振动 共振同步练习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．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
2．如图，在一根张紧的绳上挂几个单摆，其中C、E两个摆的摆长相等，先使C摆振动，其余几个摆在C摆的带动下也发生了振动，则(　　)
A．只有E摆的振动周期与C摆相同
B．B摆的频率比A、D、E摆的频率小
C．E摆的振幅比A、B、D摆的振幅大
D．B摆的振幅比A、D、E摆的振幅大
3．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（　　）
A．摆长约为10 cm
B．摆长约为0.5 cm
C．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动
D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动
4．下列说法正确的是（　　）
A．在纵波中，质点运动方向与波传播方向一致
B．在电磁振荡电路中，电容器带电量最多时，线圈中电流最大
C．同一辆汽车鸣笛而来，笛声尖锐；鸣笛而去，笛声低沉∶这种现象属于多普勒效应
D．做受迫振动的物体，其频率与驱动力的频率有关，其振幅与驱动力的频率无关
5．两个弹簧振子，甲的固有频率为，乙的固有频率为，若它们均在频率为的驱动力作用下做受迫振动，则（　　）
A．甲的振幅较大，振动频率是
B．乙的振幅较大，振动频率是
C．甲的振幅较大，振动频率是
D．乙的振幅较大，振动频率是
6．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．C振动的周期最长
B．B振动的周期最短
C．B、C、D、E均为受迫振动
D．C的振幅最大
7．在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中②、④的摆长为，①的摆长为，③的摆长为，⑤的摆长为。先使②振动起来，其他各摆随后也振动起来，则在振动稳定后，振幅最大的是（　　）
A．① B．③ C．④ D．⑤
8．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
9．如图所示为CCTV10“我爱发明”节目中介绍的松果采摘机，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，树干的振动频率小于采摘振动头的振动频率
B．采摘振动头振动频率越高，采摘落果的效果一定越好
C．采摘振动头振动频率减小，树干的振动幅度可能增大
D．若采摘振动头停止振动，树干的振动频率会逐渐减小
10．下列说法中正确的有（　　）
A．摆钟偏快时可增加摆长进行校准
B．单摆的振动周期与振幅有关
C．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关
D．由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，因此这此次声波对人体无危害
11．一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
12．“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成，现代亦有许多仿制的工艺品。倒些清水在其中，用手掌摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，还会溅起层层水花。现某同学用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，则关于溅起水花强弱的描述正确的是（　　）
A．溅起水花越来越弱
B．溅起水花越来越强
C．溅起水花先变弱后变强
D．溅起水花先变强后变弱
13．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把曲轴可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，测得起频率为2Hz，现匀速转动摇把，转速为240r/min，则（）
A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s
B．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s
C．当转速为240r/min时，弹簧振子的振幅最大
D．转速越大，弹簧振子的振幅就越大
14．一物体做受迫振动，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
15．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
二、填空题（共4题）
16．简谐运动特征：
运动特征：往复运动、周期性
受力特征：回复力________．
描述简谐运动的物理量：
位移：________．
振幅：偏离平衡位置的位移大小的最大值
周期：一个________所用的时间．
频率：单位时间内________的次数．
初相：用角度描述的振子初始位置．
简谐运动的图象：
正弦曲线：纵坐标表示位移，横坐标表示时间．
物理意义：描述振子的位移随时间变化的规律．
从图象可获得的信息：________、________、位移等．
简谐运动的两个模型：
弹簧振子：回复力来源——弹簧的________．
单摆：回复力来源：重力的切向分力．
做简谐运动的条件：摆角很小．
周期公式：________．
简谐运动的能量：振幅决定振动的能量．动能和势能相互转化，机械能________．
阻尼振动：
特征：振幅________．
能量转化：机械能转化为________．
受迫振动：
定义：在________驱动力作用下的振动．
频率：振动频率________驱动力的频率．
共振：时振幅________．
实验：用单摆测定重力加速度________．
17．如下图所示为已调好的二胡上的内外两根弦，内弦比外弦粗。拉弓时手指按住弦发生振动，图中手指分别按住、、、四处，则按在______处，弦振动时发出的声音音调最低。
18．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”）
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．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。
21．如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。问：
（1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？
（2）在振子正常振动过程中，以转速4r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？
（3）若要振子振动的振幅最大，把手的转速应多大？为什么？
22．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长为多少？如果摆长变长一些，画出的图像高峰将向那个方向移动，并简要说明理由（无理由说明或说错均不得分）．(g＝10m/s2)
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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．D
6．C
7．C
8．A
9．C
10．A
11．D
12．D
13．B
14．C
15．B
16． 全振动 全振动 振幅 周期 弹力 守恒 递减 内能及其他形式的能 周期性 等于 最大
17．A
18．等于
19．ACE
20．（1） ；（2）5
21．（1）简谐运动，0.5s，2Hz，阻尼振动；（2）受迫振动，0.25 s；
（3）要使弹簧振子的振幅最大，处于共振状态，必须使其驱动力的频率f驱等于它的固有频率f固，即f驱＝f固＝2 Hz，故把手的转速应为n＝2 r/s。
22．左移或向原点方向移动
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。
答案第1页，共2页