2.6受迫振动共振同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.6受迫振动共振同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 368.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 06:30:22 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 2.6 受迫振动 共振 同步练习
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率
B．为了防止桥梁发生共振而坍塌， 部队要齐步通过桥梁
C．鼓手随音乐敲击鼓面时， 鼓面的振动是自由振动
D．较弱声音可震碎玻璃杯， 是因为玻璃杯发生了共振
2．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
3．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
4．共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率（所谓的共振频率）下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅与驱动力频率的关系），下列说法正确的是（ ）
A．此单摆的固有周期为
B．此单摆的摆长约为
C．若仅摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若仅摆长增大，共振曲线的峰将右移
5．关于共振，下列说法正确的是（ ）
A．发生共振现象时物体做的一定是固有振动
B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同
C．一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅大
D．共振是有害的，因此在任何情况下都要尽可能避免共振
6．2021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
7．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（ ）
A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大
B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大
D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由丝网的固有频率决定
8．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，测得其频率为。现匀速转动摇把，转速为。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，它的振动频率是
C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大
D．当转速增大时，弹簧振子的振幅不变
9．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
10．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MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小。则（ ）
A．钢片a的振动频率约为100Hz
B．钢片b的振动频率约为90Hz
C．钢片c的振动频率约为80Hz
D．电动机的转速约为90r/min
11．把调准的摆钟由北京移到赤道，这钟的变化及调整正确的是（ ）
A．变慢了，要使它变准应该增加摆长
B．变慢了，要使它变准应该减短摆长
C．变快了，要使它变准应该增加摆长
D．变快了，要使它变准应该减短摆长
12．如图所示的演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现振动稳定后（ ）
A．各摆的固有周期均相同
B．各摆振动的周期均与A摆相同
C．C摆振幅最大
D．B摆振动周期最小
二、填空题
13．医学中常用频率为23kHz~27kHz的超声波破碎胆结石，某频率超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的___________倍。破碎结石时当超声波与结石体发生共振时效果最佳。已知结石体固有频率可表为为常数，如果采用25kHz的超声波破碎质量为m的结石效果最佳，为破碎质量比m略大的结石，应调整超声波的频率，频率应略___________（填“大于”或“小于”）25kHz。
14．驱动力：作用于振动系统的_______的外力。
15．（1）蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，如图所示，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，当丝网的振动频率为f＝200 Hz左右时，网的振幅最大．对于落在网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为________Hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它.
（2）如果该丝网共振时的最大振幅为0.5cm，试定性画出其共振曲线。
16．如图是一个单摆的共振曲线，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将_____（填“向左”或“向右”）移动。
17．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为f的驱动力作用下做受迫振动，则________的振幅较大，A的振动频率是________，B的振动频率是________。
三、解答题
18．如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg，求：（g取9.8 m/s2）
(1)该单摆的摆长为多少？
(2)摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？
19．如图，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球。B球靠近A球，但两者的悬线长度不同；C球远离A球，但两者的悬线长度相同。
(1)让A球在垂直于水平绳的方向摆动，在起初一段时间内将会看到B、C球有什么表现？
(2)在C球摆动起来后，用手使A、B球静止，然后松手，在起初一段时间内又将看到A、B球有什么表现？
20．火车在轨道上行驶时，由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动．如果防震弹簧每受的力将被压缩，而每根弹簧的实际负荷为，已知弹簧的振动周期，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？（设钢轨长为，取）
21．洗衣机在衣服脱水完毕关闭电源后，脱水桶还要转动一会才能停下来．在关闭电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来。
（1）开始时，洗衣机为什么振动比较弱？
（2）期间剧烈振动的原因是什么？
22．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
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．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，故A错误；
B．部队要便步通过桥梁，是为了防止出现一致的策动力，避免桥发生共振。故B错误；
C．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动。故C错误；
D．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【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。
3．D
【解析】
【分析】
【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，因此固有频率接近驱动频率的振幅较大。故A、B两个单摆都做受迫振动，频率为5f，B摆的振幅较大。
故选D。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，由频率和周期的关系式
则周期为，A正确；
B．由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为，由公式
可得
B错误；
C．若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，C错误；
D．若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误。
故选A。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．发生共振现象时物体做的一定是受迫振动，A错误；
B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同，振幅达到最大，B正确；
C．驱动力的频率越接近固有频率时物体的振幅越大，故一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅小，C错误；
D．共振有时是有利的，要加以利用，有时是有害的，要避免发生，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．地震波到达X市时，地面受到了外力作用，X市地面建筑发生了受迫振动，A错误；
B．因为绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，所以绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近，共振现象明显，B正确；
C．只有一个振源，地震波在X市没有发生叠加，C错误；
D．固有频率是物质的固有属性，不易改变，D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．当“落网”昆虫翅膀振动的频率接近丝网的固有频率时，丝网的振幅最大，根据频率和周期的关系式，可知
故AB错误；C正确；
D．昆虫“落网”时，丝网做受迫振动，其振动频率由驱动力的频率决定，即由落网昆虫翅膀振动的频率决定。故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．摇把的转速为
它的周期
转动摇把时，弹簧振子做受迫振动；振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s，频率为4Hz，故A错误，B正确；
CD．当驱动力的周期等于弹簧振作的固有周期时，弹簧振子发生共振，振幅最大；振子的固有频率为2Hz，当转速增大时，驱动力频率增大，与弹簧振子固有频率相差越大，振子的振幅越小；当转速减小时，驱动力频率减小，与弹簧振子固有频率相差越小，振子的振幅越大，故CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【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。
10．B
【解析】
【详解】
ABC.b钢片共振，故电动机频率等于其固有频率90Hz，故B正确AC错误；
D.电动机的转速和频率相同为，故D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
由北京移到赤道g变小，由单摆的周期公式
可知，T变大，即摆钟变慢了，要使它准确应减短摆长，所以B正确；ACD错误；
故选B。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据单摆的周期公式
可知，各摆的固有周期与摆长有关，所以A与E的固有周期相同，其他的不同，A错误；
B．由于受迫振动的周期与驱动力的周期相同，所以各摆振动的周期均与A摆相同，B正确；
C．根据受迫振动的特点，当单摆做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期相等时发生共振，其中E发生共振，振幅最大，C错误；
D．根据单摆的周期公式
可知，摆长越长，周期越小，所以C摆的周期最小，D错误。
故选B。
13． 1.5 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]超声波在传播中频率不变，波长
则说明长与波速成正比，故波长之比为
=1.5倍
根据频率公式，质量变大，固有频率变小，则超声波频率变小。
14．周期性
【解析】
【分析】
【详解】
略
15．（1）200
（2）如图所示
【解析】
【分析】
【详解】
（1）当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体发生共振，物体的振幅最大，故昆虫翅膀的振动频率应为200Hz左右；
(2)共振曲线如图所示
16．向左
【解析】
【详解】
由图象可以看出，当f=0.4Hz时，振幅最大，发生共振现象；
故单摆的固有频率为0.4Hz，故周期为
若将此单摆的摆长增大，根据公式
周期变大，固有频率减小，故共振曲线的最大值将向左移动
17． A f f
【解析】
【分析】
【详解】
略
18．(1)1 m；(2)0.78 m/s2
【解析】
【详解】
(1)由图像知单摆的固有频率为0.50 Hz，即
T=2 s
根据
得
L == m≈1 m
(2)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
sin θ≈θ≈
最大加速度
a=gsin θ=g=9.8×=0.78 m/s2
19．(1)见解析；(2)见解析
【解析】
【详解】
(1)当A摆振动时，其它两摆也振动起来，BC摆做受迫振动，三个摆的振动周期都等于A摆的固有周期；C摆发生共振，振幅比B摆大；
(2)若球摆动起来后，用手使A、B球静止，然后松手，则看到A、B球做受迫振动，三个摆的振动周期都等于C摆的固有周期；A摆发生共振，振幅比B摆大。
20．
【解析】
【详解】
由题意可知弹簧在做受迫振动，要使振动最强烈，必然使弹簧发生共振，此时必须满足：
（或）．
根据题意知，防震弹簧的劲度系数为
.
由于每根弹簧的实际负荷为，所以弹簧的固有周期为
当振动最强烈时有
，
故火车的速度为
.
21．（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）开始时，脱水桶转动的频率远高于洗衣机的固有频率，振幅较小，振动比较弱；
（2）当洗衣机脱水桶转动的频率等于洗衣机的固有频率时发生共振，振动剧烈。
22．（1）阻尼振动；固有振动；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（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
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率
B．为了防止桥梁发生共振而坍塌， 部队要齐步通过桥梁
C．鼓手随音乐敲击鼓面时， 鼓面的振动是自由振动
D．较弱声音可震碎玻璃杯， 是因为玻璃杯发生了共振
2．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
3．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
4．共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率（所谓的共振频率）下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅与驱动力频率的关系），下列说法正确的是（ ）
A．此单摆的固有周期为
B．此单摆的摆长约为
C．若仅摆长增大，单摆的固有频率增大
D．若仅摆长增大，共振曲线的峰将右移
5．关于共振，下列说法正确的是（ ）
A．发生共振现象时物体做的一定是固有振动
B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同
C．一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅大
D．共振是有害的，因此在任何情况下都要尽可能避免共振
6．2021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
7．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（ ）
A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大
B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动
C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大
D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由丝网的固有频率决定
8．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，测得其频率为。现匀速转动摇把，转速为。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，它的振动频率是
C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大
D．当转速增大时，弹簧振子的振幅不变
9．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
10．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MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小。则（ ）
A．钢片a的振动频率约为100Hz
B．钢片b的振动频率约为90Hz
C．钢片c的振动频率约为80Hz
D．电动机的转速约为90r/min
11．把调准的摆钟由北京移到赤道，这钟的变化及调整正确的是（ ）
A．变慢了，要使它变准应该增加摆长
B．变慢了，要使它变准应该减短摆长
C．变快了，要使它变准应该增加摆长
D．变快了，要使它变准应该减短摆长
12．如图所示的演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现振动稳定后（ ）
A．各摆的固有周期均相同
B．各摆振动的周期均与A摆相同
C．C摆振幅最大
D．B摆振动周期最小
二、填空题
13．医学中常用频率为23kHz~27kHz的超声波破碎胆结石，某频率超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的___________倍。破碎结石时当超声波与结石体发生共振时效果最佳。已知结石体固有频率可表为为常数，如果采用25kHz的超声波破碎质量为m的结石效果最佳，为破碎质量比m略大的结石，应调整超声波的频率，频率应略___________（填“大于”或“小于”）25kHz。
14．驱动力：作用于振动系统的_______的外力。
15．（1）蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，如图所示，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，当丝网的振动频率为f＝200 Hz左右时，网的振幅最大．对于落在网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为________Hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它.
（2）如果该丝网共振时的最大振幅为0.5cm，试定性画出其共振曲线。
16．如图是一个单摆的共振曲线，若将此单摆的摆长增大，共振曲线的最大值将_____（填“向左”或“向右”）移动。
17．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为f的驱动力作用下做受迫振动，则________的振幅较大，A的振动频率是________，B的振动频率是________。
三、解答题
18．如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg，求：（g取9.8 m/s2）
(1)该单摆的摆长为多少？
(2)摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？
19．如图，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球。B球靠近A球，但两者的悬线长度不同；C球远离A球，但两者的悬线长度相同。
(1)让A球在垂直于水平绳的方向摆动，在起初一段时间内将会看到B、C球有什么表现？
(2)在C球摆动起来后，用手使A、B球静止，然后松手，在起初一段时间内又将看到A、B球有什么表现？
20．火车在轨道上行驶时，由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动．如果防震弹簧每受的力将被压缩，而每根弹簧的实际负荷为，已知弹簧的振动周期，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？（设钢轨长为，取）
21．洗衣机在衣服脱水完毕关闭电源后，脱水桶还要转动一会才能停下来．在关闭电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来。
（1）开始时，洗衣机为什么振动比较弱？
（2）期间剧烈振动的原因是什么？
22．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
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．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，故A错误；
B．部队要便步通过桥梁，是为了防止出现一致的策动力，避免桥发生共振。故B错误；
C．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动。故C错误；
D．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【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。
3．D
【解析】
【分析】
【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，因此固有频率接近驱动频率的振幅较大。故A、B两个单摆都做受迫振动，频率为5f，B摆的振幅较大。
故选D。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，由频率和周期的关系式
则周期为，A正确；
B．由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为，由公式
可得
B错误；
C．若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，C错误；
D．若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误。
故选A。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．发生共振现象时物体做的一定是受迫振动，A错误；
B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同，振幅达到最大，B正确；
C．驱动力的频率越接近固有频率时物体的振幅越大，故一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅小，C错误；
D．共振有时是有利的，要加以利用，有时是有害的，要避免发生，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．地震波到达X市时，地面受到了外力作用，X市地面建筑发生了受迫振动，A错误；
B．因为绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，所以绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近，共振现象明显，B正确；
C．只有一个振源，地震波在X市没有发生叠加，C错误；
D．固有频率是物质的固有属性，不易改变，D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．当“落网”昆虫翅膀振动的频率接近丝网的固有频率时，丝网的振幅最大，根据频率和周期的关系式，可知
故AB错误；C正确；
D．昆虫“落网”时，丝网做受迫振动，其振动频率由驱动力的频率决定，即由落网昆虫翅膀振动的频率决定。故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．摇把的转速为
它的周期
转动摇把时，弹簧振子做受迫振动；振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s，频率为4Hz，故A错误，B正确；
CD．当驱动力的周期等于弹簧振作的固有周期时，弹簧振子发生共振，振幅最大；振子的固有频率为2Hz，当转速增大时，驱动力频率增大，与弹簧振子固有频率相差越大，振子的振幅越小；当转速减小时，驱动力频率减小，与弹簧振子固有频率相差越小，振子的振幅越大，故CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
【分析】
【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。
10．B
【解析】
【详解】
ABC.b钢片共振，故电动机频率等于其固有频率90Hz，故B正确AC错误；
D.电动机的转速和频率相同为，故D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
由北京移到赤道g变小，由单摆的周期公式
可知，T变大，即摆钟变慢了，要使它准确应减短摆长，所以B正确；ACD错误；
故选B。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据单摆的周期公式
可知，各摆的固有周期与摆长有关，所以A与E的固有周期相同，其他的不同，A错误；
B．由于受迫振动的周期与驱动力的周期相同，所以各摆振动的周期均与A摆相同，B正确；
C．根据受迫振动的特点，当单摆做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期相等时发生共振，其中E发生共振，振幅最大，C错误；
D．根据单摆的周期公式
可知，摆长越长，周期越小，所以C摆的周期最小，D错误。
故选B。
13． 1.5 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]超声波在传播中频率不变，波长
则说明长与波速成正比，故波长之比为
=1.5倍
根据频率公式，质量变大，固有频率变小，则超声波频率变小。
14．周期性
【解析】
【分析】
【详解】
略
15．（1）200
（2）如图所示
【解析】
【分析】
【详解】
（1）当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体发生共振，物体的振幅最大，故昆虫翅膀的振动频率应为200Hz左右；
(2)共振曲线如图所示
16．向左
【解析】
【详解】
由图象可以看出，当f=0.4Hz时，振幅最大，发生共振现象；
故单摆的固有频率为0.4Hz，故周期为
若将此单摆的摆长增大，根据公式
周期变大，固有频率减小，故共振曲线的最大值将向左移动
17． A f f
【解析】
【分析】
【详解】
略
18．(1)1 m；(2)0.78 m/s2
【解析】
【详解】
(1)由图像知单摆的固有频率为0.50 Hz，即
T=2 s
根据
得
L == m≈1 m
(2)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
sin θ≈θ≈
最大加速度
a=gsin θ=g=9.8×=0.78 m/s2
19．(1)见解析；(2)见解析
【解析】
【详解】
(1)当A摆振动时，其它两摆也振动起来，BC摆做受迫振动，三个摆的振动周期都等于A摆的固有周期；C摆发生共振，振幅比B摆大；
(2)若球摆动起来后，用手使A、B球静止，然后松手，则看到A、B球做受迫振动，三个摆的振动周期都等于C摆的固有周期；A摆发生共振，振幅比B摆大。
20．
【解析】
【详解】
由题意可知弹簧在做受迫振动，要使振动最强烈，必然使弹簧发生共振，此时必须满足：
（或）．
根据题意知，防震弹簧的劲度系数为
.
由于每根弹簧的实际负荷为，所以弹簧的固有周期为
当振动最强烈时有
，
故火车的速度为
.
21．（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）开始时，脱水桶转动的频率远高于洗衣机的固有频率，振幅较小，振动比较弱；
（2）当洗衣机脱水桶转动的频率等于洗衣机的固有频率时发生共振，振动剧烈。
22．（1）阻尼振动；固有振动；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（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
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