2.6 受迫振动 共振—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册同步检测 Word版含答案

高中物理选择性必修第一册
第二章机械振动
第6节
受迫振动
共振
一、单项选择题
1．如图所示，A、B、C、D、E五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动．稳定后，下列结论正确的是（
）
A．其它各摆的振动周期与A摆的振动周期相同
B．其它各摆的振幅都相等
C．其它各摆的振幅不同，D摆的振幅最大
D．其它各摆的振动周期不同，E摆周期最大
2．如图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8
Hz，乙弹簧振子的固有频率为72
Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9
Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（　　）
A．甲的振幅较大，且振动频率为8
Hz
B．甲的振幅较大，且振动频率为9
Hz
C．乙的振幅较大，且振动频率为9
Hz
D．乙的振幅较大，且振动频率为72
Hz
3．如图所示，装置中弹簧振子的固有周期为0.2s。匀速转动把手，使弹簧振子受到周期性的外力，下列说法正确的是（　　）
A．把手转速为2r/s时，振子振动的频率为5Hz
B．把手转速为5r/s时，可使振子振动的振幅最大
C．当把手转速从5r/s开始逐渐减小时，振子振动的振幅逐渐增大
D．当把手转速从5r/s开始逐渐增大时，振子振动的振幅逐渐增大
4．两个弹簧振子，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
5．一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
6．如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，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形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，当圆盘静止时，小球可稳定振动。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）如图乙所示。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过—段时间后，小球振动达到稳定，则下列说法正确的是（　　）
A．此振动系统的固有频率约为0.25Hz
B．此振动系统的振动频率约为3Hz
C．若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变大
D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向左移动
7．两单摆在不同的驱动力作用下其振幅随驱动力频率变化的图象如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（
）
A．单摆振动时的频率与固有频率有关，振幅与固有频率无关
B．若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为
C．若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为
D．周期为的单摆叫做秒摆，在地面附近，秒摆的摆长约为
8．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有周期，表示驱动力的周期，表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（　　）
A．由图线可知s，振幅为8cm
B．由图线可知s，振幅为2cm
C．当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小
D．当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小
9．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长为，列车固有振动周期为。下列说法错误的是（　　）
A．列车的危险速率为
B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象
C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行
10．汽车的车身一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数．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（L为弹簧的压缩度）．若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为，已知汽车的质量为，每个人的质量为，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？（　　）
A．8人
B．10人
C．5人
D．不确定
二、多项选择题
11．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（
）
A．改变机翼的固有频率
B．防止共振现象的产生
C．使机翼更加牢固
D．加大飞机的惯性
12．如图所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，
若不转动把手C，让其上下振动，周期为，若使把手以周期()匀速转动，当运动都稳定后，则（
）
A．弹簧振子的振动周期为
B．弹簧振子的振动周期为
C．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小
D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大
13．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有
a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动，当振动稳定后，下列说法中正确的有（
）
A．各摆的振动周期与a摆相同
B．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长
C．各摆均做自由振动
D．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大
14．一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅A与驱动力频率f之间的关系如图所示．由图可知（　　）
A．频率为时，振子处于共振状态
B．驱动力频率为时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频率仍为
C．振子如果做自由振动，它的频率是
D．振子可以做频率为的等幅振动
15．正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0，在这一过程中（
）
A．机器不一定还会发生强烈的振动
B．机器一定还会发生强烈的振动
C．若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时
D．若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0
三、填空题
16．为避免交通事故，保障行人安全，可以在公路上临近学校大门或人行横道的位置设置减速带，减速带一般为条状，也有点状的，材质主要是橡胶，一般以黄、黑两色相间以引起视觉注意。某学校大门附近设置的条状减速带间距为20
m，当车辆经过减速带时会产生振动，若某型号汽车的固有频率为0.8Hz，则当该车以______km/h的速度通过此减速带时颠簸最厉害，这种现象称______________。
17．如图所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2
Hz，杆的O端有固定光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n．
（1）在n从0逐渐增大到5
r/s的过程中，振子M的振幅变化情况将是怎样的？________．
（2）当n＝________r/s时振幅最大．
（3）若转速稳定在5
r/s，M的振动周期是________．
18．(1)受迫振动是指系统在驱动力的作用下振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率)__________；当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅就越大，当二者_________时，振幅达到最大，这就是共振现象．
(2)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线．
若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示_______（填“月球”或“地球”）上单摆的共振曲线；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1：l2=_______；?图线II若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______m．
四、解答题
19．在本校实验室中有个实验仪器如图甲所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上。如图乙所示是E单摆做受迫振动时的共振曲线，它表示振幅与驱动力的频率的关系。问：（摆角不超过5°，重力加速度g取π2）
甲
乙
(1)先让A、B、C、D其中的哪一个摆摆动起来，E单摆的振动最为剧烈；
(2)E单摆的摆长的大小；
(3)若将E摆从本地移至北京某高中的实验室中，共振曲线的“峰”将怎样移动。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
B
B
C
C
B
C
C
C
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AB
BD
AD
ACD
BD
三、填空题
16．57.6
共振
17．其振幅先变大再变小
2
0.2s
18．无关
相等
月球
25:4
1m
四、解答题
19．(1)A；(2)1m；(3)右