2.6受迫振动 共振 综合检测（word版含答案）

2.6受迫振动 共振同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图甲所示，曲轴上悬挂一弹簧振子。图乙为弹簧振子做受迫振动的共振曲线。下列说法正确的是（　　）
A．共振曲线的纵坐标表示物体在不同驱动力频率下的振幅
B．转动摇把时，弹簧振子的振幅与摇把转速无关
C．转动摇把时，弹簧振子的频率与摇把转速无关
D．停止转动摇把，弹簧振子做阻尼振动，其振动频率随振幅的减小而减小
2．两个弹簧振子，甲的固有频率是，乙的固有频率是，若它们均在频率为的相同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
3．下列关于机械振动的有关说法不正确的是（　　）
A．简谐运动的回复力是按效果命名的力
B．振动图像描述的是振动质点的轨迹
C．受迫振动的频率等于驱动力的频率
D．当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时，振幅最大
4．受迫振动是在周期性驱动力作用下的振动，关于它与驱动力的关系，下面的说法中正确的是（　　）
A．作受迫振动的物体振动达到稳定后的振动频率一定小于驱动力的频率
B．作受迫振动的物体振动达到稳定后的振动周期一定等于驱动力的周期
C．作受迫振动的物体振动达到稳定后的振幅与驱动力的周期无关
D．作受迫振动的物体振动达到稳定后的振周期与驱动力的周期无关
5．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（　　）
A．火车过桥要减速慢行，是为了防止火车因共振而倾覆
B．受迫振动的频率与振动系统的固有频率有关
C．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
D．挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
6．关于固有频率，下列说法正确的是（　　）
A．振幅越大，固有频率越小 B．所有物体的固有频率都相同
C．物体不振动时固有频率为0 D．固有频率是由振动系统本身决定的
7．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（　　）
A．只有A、C的振动周期相等
B．C的振幅比B的振幅小
C．C的振幅比B的振幅大
D．B球的固有周期等于A球的固有周期
8．如图所示为单摆做阻尼振动的位移随时间变化的图像，、时刻的位移大小均为2cm，时刻的位移大于2cm。关于摆球在、和时刻的速度、重力势能、动能、机械能的分析，下列说法正确的是（　　）
A．摆球在时刻的机械能等于时刻的机械能
B．摆球在时刻的动能等于时刻的动能
C．摆球在时刻的重力势能等于时刻的重力势能
D．摆球在时刻的速度大于时刻的速度
9．如图所示当振动起来后，通过绷紧水平绳迫使、振动起来，说法正确的是（ ）
A．、、三个单摆的周期均不相同
B．只有、两个单摆周期相同
C．、、三个单摆的振幅相同
D．的振幅比的振幅小
10．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．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是自由振动
C．为了防止桥梁发生共振而坍塌,部队要齐步通过桥梁
D．声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振
11．如图所示的装置中，在转动手柄A的转速由零逐渐增大的过程中，小球B的振幅将（　　）
A．不断增大 B．先增大，后不变
C．先增大后减小 D．先减小，后增大
12．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中、的摆长相等，当摆振动起来后，其余各摆也振动起来，关于、、、四个单摆的摆动描述正确的是（ ）
A．摆动得振幅最大
B．摆摆动得振幅最大
C．摆摆动得最快
D．摆摆动得最快
13．一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常稳定，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法中不正确的是（　　）
A．洗衣机做的是受迫振动
B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大
C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小
D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
14．两个弹簧振子甲的固有频率为f，乙的固有频率为10f。若它们均在频率为9f的驱动力作用下受迫振动
A．振子甲的振幅较大，振动频率为f B．振子乙的振幅较大，振动频率为9f
C．振子甲的振幅较大，振动频率为9f D．振子乙的振幅较大，振动频率为10f
15．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
二、综合题
16．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，此时b摆的振动周期________（选填“大于”、“等于”或“小于”）d摆的周期．图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，则a的摆长为________．
17．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：________________________________________．
18．如图所示是一个单摆的共振曲线。
(1)若单摆所处的环境重力加速度g=，试求此摆的摆长；
(2)若将此摆移到高山，共振曲线的峰将怎样移动。
19．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）
20．某单摆做阻尼振动的振动图像如图所示。请根据图像比较A、B对应时刻，摆球具有的动能、重力势能和机械能的大小，并说明理由。
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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．B
5．D
6．D
7．C
8．C
9．D
10．D
11．C
12．B
13．C
14．B
15．A
16． 等于
17．（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）．
18．(1)6.25m；(2)向左移动
19．
20．
由于单摆在运动过程中要克服阻力做功，振幅逐渐减小，摆球的机械能逐渐减少，所以摆球在A点所对应时刻的机械能大于在B点所对应的机械能；
摆球的势能是由摆球相对于零势能点的高度h和摆球的质量m共同决定的（Ep=mgh）。单摆摆球的质量是定值，由于A、B两时刻摆球的位移相同，故在这两个时刻摆球相对零势能点的高度相同，势能也相同，但由于A点的机械能大于B点的机械能，所以A点对应时刻的动能大于在B点对应时刻的动能。
21．（1）简谐运动，0.5s，2Hz，阻尼振动；（2）受迫振动，0.25 s；（3）2 r/s，
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。
答案第1页，共2页