2.5生活中的振动 同步练习（word版含答案）

2.5、生活中的振动
一、选择题（共16题）
1．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
2．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则(　　)
驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80
受迫振动的 振幅/cm 10.2 16.8 27.12 28.1 16.5 8.3
A．f固=60 Hz
B．60HzC．50HzD．以上三个答案都不对
3．如图所示，当A振动起来后，通过绷紧水平绳迫使B、C振动起来，经过一段时间，系统稳定后，下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三个单摆的周期均相同 B．只有A、C两个单摆周期相同
C．A、B、C三个单摆的振幅相同 D．B的振幅比C的振幅大
4．下列各种振动中，不是受迫振动的是（　 　）
A．敲击后的锣面的振动
B．缝纫机针的振动
C．人挑担子时，担子上下振动
D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动
5．如图所示，甲、乙两个单摆摆长分别是l1、l2，悬挂在同一根拉紧的细绳上，若把a球垂直于纸面向外拉离平衡位置一个很小的角度，放手后a作简谐运动(　　)
A．b始终保持静止
B．b作受迫振动，周期是2π
C．b发生共振
D．b作受迫振动，周期是2π
6．一个单摆做受迫振动，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
B．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长减小，单摆的固有频率减小
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
7．下列说法中正确的是
A．多普勒效应是由于波的干涉引起的
B．做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，速度一定相同
C．两列波发生干涉时，振动加强的质点，位移始终最大
D．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
8．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．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
9．如图所示，弹簧下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成一个振动系统。初始时系统处于静止状态，现用手把钢球向上托起一段距离L，然后由静止释放，钢球便上下做简谐振动，则（　　）
A．因振动系统机械能守恒，故弹簧处于原长时，钢球动能最大
B．钢球在最高点的加速度可能小于g
C．对钢球施加一周期性的外力，钢球振幅一定越来越大
D．钢球位于最高点时弹簧对钢球的弹力方向一定向下
10．如图，在张紧的绳上挂三个摆，a、c两摆的摆长相等。使a摆振动，其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时，测得b摆的周期为。不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．稳定时c摆的周期最大 B．稳定时b摆的振幅最大
C．可以估算出a摆的摆长 D．可以估算出b摆的摆长
11．某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图所示的共振曲线。横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅。已知重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A．由图中数据可以估算出摆球的摆长
B．由图中数据可以估算出摆球的质量
C．由图中数据可以估算出摆球的最大动能
D．如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰值将向右移动
12．关于受迫振动，下列说法正确的是（　　）
A．队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力，从而避免产生共振
B．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是自由振动
C．火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率，从而避免产生共振
D．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率
13．火车在铁轨上行驶时，每经过铁轨连接处，便迫使车厢在竖直方向上发生上下震荡，使火车运行产生很大噪音。如果铁轨上每根钢轨长，一列火车振动的固有频率是，当该车行经铁轨连接处时，下列说法中正确的是（　　）
A．当火车以的速度行驶时，车厢振动幅度最大
B．当火车以的速度行驶时，车厢振动频率为
C．当火车以的速度行驶时，车厢最不颠簸
D．火车行驶速度越大，车厢振动幅度越大
14．如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知(　　)
A．则该单摆的摆长约为1m
B．共振时单摆的振幅为12cm
C．若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将增大
D．若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将减小
15．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上固定一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时．在某电压下，电动偏心轮转速是．已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期．那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的（ ）
A．提高输入电压 B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减小筛子质量
16．如图所示，支架上拴一条水平张紧的细绳，在细绳上悬挂四个单摆，其中A、D摆的摆长约为36 cm。现将A摆拉离平衡位置后释放，待各摆振动稳定后（取g＝π2 m/s2），下列说法正确的是（　　）
A．B摆振动的周期为1.2 s
B．C摆振动的周期小于1.2 s
C．B摆振动的振幅最大大
D．D摆振动的振幅最大大
二、填空题
17．如图所示，一个偏心轮的圆心为O，重心为C，它们所组成的系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f，当偏心轮以角速度ω绕O轴匀速转动时，则当ω＝__________时振动最为剧烈，这个现象称为____________.
18．如图为一单摆的共振曲线。由图可知该单摆共振时的振幅为_______ ；该单摆的固有周期为__________。
19．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b摆和c摆的周期大小关系是:Tb_________Tc，三个摆中______摆的振幅最大，图乙是c摆稳定以后的振动图象，重力加速度为g，不计空气阻力，则a摆的摆长为________．
综合题
20．如图所示为一单摆的共振曲线，求：
（1）单摆的周期和摆长；
（2）共振时，摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多少。（假设单摆摆动角度很小）（g取10m/s2，；很小时，）
21．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
根据共振原理，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，振幅最大，则由图像可知该振动系统的固有频率为0.3Hz，固有周期为10/3s，选项A错误，B正确；该振动系统做受迫振动时频率等于驱动力的频率，不一定为0.3Hz，选项C错误；由图像可知，当f=0.3Hz时振幅最大，发生共振，可知该振动系统做受迫振动发生共振时，驱动力频率为0.3Hz，周期一定为10/3s，选项D错误；故选B.
2．C
【详解】
固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为60Hz时，振幅最大，说明固有频率在50Hz-70Hz之间，C正确．
3．A
【详解】
AB．由题意，摆A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而摆B、摆C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等；故A正确，B错误；
CD．由于摆C和摆A的摆长相等，则摆C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比摆B大。故C错误，D错误。
故选A。
4．A
【详解】
A．受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而敲击后的锣面并没有受到周期性驱动力的作用，其振动不是受迫振动，A错误，符合题意；
B．缝纫机针的振动是在驱动力作用下的振动，是受迫振动，B正确，不符合题意；
C．人挑担子时，担子在人的驱动力作用下上下振动，是受迫振动，C正确，不符合题意；
D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动是在自身的驱动力作用下的振动，是受迫振动，D正确，不符合题意。
故选A。
5．B
【详解】
a自由振动，带动b摆动，故b是受迫振动，周期等于驱动力的周期，即a的振动周期为
T=2π
驱动力周期不等于b摆动的周期，故b不能发生共振。
故选B。
6．B
【详解】
A、当此单摆的固有频率与驱动力的频率f相等时，得到共振，振幅最大，由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，所以此单摆的固有周期T=2s，故A错误．
B、由单摆的周期公式T=2，T=2s，可求得L1m，故B正确．
C、若摆长减小，单摆的固有周期T减小，固有频率增大，故C错误．
D、若摆长增大，单摆的固有周期T增大，固有频率减少，共振曲线的峰将向左移动，故D错误．
故选B
7．D
【详解】
A. 多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的，与干涉无关，故A项不符合题意；
B. 做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度可能有两个不同的方向，不一定相同，故B项不符合题意；
C. 两列波发生干涉时，振动加强的质点，也在做简谐运动，位移也可以为零，故C项不符合题意；
D. 物体发生受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于物体的固有频率时，发生共振现象，军队士兵过桥使用便步，目的是防止桥发生共振，故D项符合题意．
8．B
【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
得
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。
9．B
【详解】
A．当钢球经过平衡位置时动能最大，此时钢球所受弹力与重力大小相等，弹簧处于拉伸状态，故A错误；
BD．钢球在最高点时，弹簧可能处于拉伸状态，此时弹簧对钢球的弹力方向向上，钢球的加速度小于g，故B正确，D错误；
C．对小球施加一周期性的外力，周期性外力的频率与钢球振动的固有频率相差越小，钢球的振幅越大，当周期性外力的频率与钢球振动的固有频率相等时，钢球的振幅达到最大值，故C错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．b和c两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，都等于a摆的频率，则两摆周期相同，都等于a摆的周期，且b摆的周期为t0，则c摆和a摆的周期也为t0，A错误；
B．a摆摆动起来后，通过水平绳子对b和c两个摆施加周期性的驱动力，使b和c两个摆做受迫振动，a与c的摆长相等，它们的固有频率相等，所以c摆发生了共振，c摆的振幅最大，B错误；
C．根据单摆的周期公式
有
且a摆的周期为t0，代入即可求得a摆的摆长，C正确；
D．由于b摆做受迫振动，所以其固有频率未知，即固有周期未知，所以无法求得b摆的摆长，D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．由共振曲线可知当驱动力频率等于固有频率时产生共振现象，则可知单摆的固有频率f。由单摆的周期公式
得频率
可得摆长，故A正确；
BC．根据题意无法知道摆球的质量，也不能得出摆球的最大动能，故BC错误；
D．由单摆的频率公式
得知，当摆长增大时，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D错误。
故选A。
12．C
【详解】
A．队伍过桥时要减速是为了防止桥发生共振，A错误；
B．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动，B错误；
C．火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率，从而避免产生共振，C正确；
D．洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。所以正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，D错误。
故选C。
13．A
【详解】
火车振动的固有频率为
则固有周期为
当驱动力的周期等于火车的固有周期时，火车发生共振，则此时火车的速度为
所以当火车以的速度行驶时，车厢振动幅度最大，故A正确，BCD错误。
故选A。
14．AB
【详解】
A．由共振曲线可知，单摆的固有频率为0.5Hz，则固有周期为
代入单摆周期公式
解得，故A正确；
B．共振时，单摆振幅最大，为12cm，故B正确；
CD．单摆周期公式为
与摆球质量无关，改变摆球质量，周期不变，故CD错误。
故选AB。
15．AC
【详解】
在题设条件下，筛子振动固有周期
电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)
要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压，偏心轮转得快-一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大．
A. 提高输入电压，与分析相符，故A项符合题意；
B. 降低输入电压，与分析不符，故B项不符合题意；
C. 增加筛子质量，与分析相符，故C项符合题意；
D. 减小筛子质量，与分析不符，故D项不符合题意．
16．AD
【详解】
AB．由
T＝2π
得A、D摆振动的固有周期均为
T=2πs＝1.2 s
A摆拉离平衡位置后释放，A摆在自由振动中通过水平细绳对B、C、D摆施加一个驱动力，且驱动力的周期等于A摆的固有周期，其他摆在驱动力的作用下做受迫振动，做受迫振动的周期等于驱动力的周期即1.2 s，即B、C、D摆振动的周期均为1.2 s，A正确，B错误；
CD．驱动力的周期等于D摆的周期，D摆发生了共振，故其振动的振幅最大，B、C摆振动的振幅较小，D正确，C错误。
故选AD。
17． 2πf 共振
【详解】
受迫振动中，当受迫振动的频率接近于振子的固有频率时，会发生共振；系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f，驱动力频率为
故当
时，发生共振，故
18． 8 2
【详解】
由图可知该单摆共振时的振幅为8cm；该单摆的固有频率为0.50Hz，则固有周期为
19． Tc=Tb； c；
【详解】
a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c两个摆施加周期性的驱动力，使b、c两摆做受迫振动，两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则两摆的周期相同；
受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于c摆的固有频率与a摆的相同，故c摆发生共振，振幅最大；
a摆的固有周期与c摆的相同，由图乙可知，振动周期为：，由单摆周期公式即，所以摆长为：．
20．（1）2s，1m；（2）0.8
【详解】
(1)由图象知单摆的固有频率为0.50Hz，即
根据
得
(2)由图象可知，共振时，振幅为A=8cm，设摆线与竖直方向最大偏角为θ，因摆线与竖直方向偏角很小，所以
最大加速度
21．见解析
【解析】
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。
答案第1页，共2页