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高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动第5节 生活中的振动复习练习题
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动第5节 生活中的振动复习练习题，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．如图中的曲线表示某振动系统受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系．可以看出，驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐．当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致．后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了．你认为把铜盘磨薄的目的是（ ）
A．减小铜盘固有振动的周期
B．减小铜盘固有振动的振幅
C．减弱皇宫敲钟引起的空气振动的强度
D．减小皇宫敲钟引起的空气振动的频率
2．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
3．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自身的结构所决定，与昆虫翅膀振动频率无关
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．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ）
A．机械能守恒B．能量正在消失
C．只有动能和势能相互转化D．减少的机械能转化为内能
6．如图所示的装置，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其自由振动，周期为。现使把手以周期匀速转动（），当其运行到稳定后，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，可让把手的转速减小
D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手的转速增大
7．一个单摆做受迫振动，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
8．科学技术是一把“双刃剑”，对人类既有有利的一面，也有有害的一面，关键在于正确 认识加以应用．下列关于物理现象或应用的叙述中，不正确的是
A．洗衣机脱水时滚筒高速旋转把附着在衣物上的水分甩掉，这是离心现象
B．轮船航行时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，轮船可能倾覆
C．机场、车站等重要场所的安检门利用涡流工作，可以探测人身携带的金属物品
D．用 X 射线照射草莓，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期
9．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
10．江苏卫视《最强大脑》曾经播出过吕飞龙用“狮吼功”震碎玻璃杯的表演，该表演引起了众多网友的热议．有关人员在实验室进行了模拟。用手指轻弹一只玻璃杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz，将这只玻璃杯放在一个大功率的声波发声器前，操作人员通过调整其发出的声波，能使玻璃杯碎掉。下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员只要把声波发生器发出的声波频率调到最大
B．操作人员只要把声波发生器输出的功率调到最大
C．操作人员必须同时把声波发生器输出的功率和发出声波的频率调到最大
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到约为500Hz，且适当增大其输出功率
11．在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz。将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员一定是把声波发生器的功率调到最大
B．操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波
C．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz
12．如图所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为，然后分别以不同的转速匀速摇把，关于振子的运动，下列说法正确的是：（ ）
A．转动摇把的转速越快，振子的振幅越大
B．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振幅最大
C．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为
D．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为
13．如图所示一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）则（ ）
A．此单摆的摆长约为2m
B．此单摆的固有周期为0.5s
C．若摆长增大，共振曲线的“峰”将向左移动
D．若将该单摆运到月球上，共振曲线的“峰”将向右移动
14．在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点．
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说错？（）
A．小张说的对B．小王说的对C．小赵说的对D．小李说的对
15．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
二、填空题（共3题）
16．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__________。
17．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，两个单摆的固有周期之比为T1：T2=______；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LⅠ：LⅡ=______；图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______（精确到个位数）。
18．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
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
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：________________________________________．
三、综合题（共4题）
19．有人在家里靠近电冰箱的地方摆放了一个橱柜，柜内装了一些瓶子和罐子．当电冰箱的压缩机启动时，有一些瓶子和罐子就会发出声音．这些声音的来源是什么？怎样才能消除？
20．一质量为，侧面积为的正方体木块，放在水面上静止（平衡），如图所示．现用力向下将其压入水中一段深度后（未全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．
21．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。
22．减振器，英文shckabsrber，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。
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
拉力大小F /N
360
300
240
180
120
振动频率f /Hz
290
265
237
205
168
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．A
5．D
6．D
7．B
8．D
9．C
10．D
11．D
12．C
13．C
14．D
15．D
16． 8 2
17． 5：2 25：4 1m
18．（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）．
19．电冰箱压缩机启动电动机工作发生振动，电动机的振动带动周围空气发生振动，振动的空气使瓶子、罐子发出声音；给瓶子、罐子盖上盖子或瓶子罐子内装入物体，瓶子、罐子就不会发出声音。
20．
根据题意可知考查判断物体做简谐运动的条件．由 计算物体简谐运动的回复力，若回复力与物体运动位移成正比，且方向相反，说明物体做简谐运动．
21．
在某电压下偏心轮的转速是，即周期为
所以驱动力的频率
由乙图可知筛子的固有频率
由于驱动力的频率大于固有频率，要使振幅变大，应减小驱动力的频率或增大筛子的固有频率，即可以降低偏心轮电压或减小筛子的质量。
22（1） ；（2）5
1．如图中的曲线表示某振动系统受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系．可以看出，驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐．当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致．后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了．你认为把铜盘磨薄的目的是（ ）
A．减小铜盘固有振动的周期
B．减小铜盘固有振动的振幅
C．减弱皇宫敲钟引起的空气振动的强度
D．减小皇宫敲钟引起的空气振动的频率
2．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
3．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自身的结构所决定，与昆虫翅膀振动频率无关
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．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ）
A．机械能守恒B．能量正在消失
C．只有动能和势能相互转化D．减少的机械能转化为内能
6．如图所示的装置，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其自由振动，周期为。现使把手以周期匀速转动（），当其运行到稳定后，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，可让把手的转速减小
D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手的转速增大
7．一个单摆做受迫振动，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
8．科学技术是一把“双刃剑”，对人类既有有利的一面，也有有害的一面，关键在于正确 认识加以应用．下列关于物理现象或应用的叙述中，不正确的是
A．洗衣机脱水时滚筒高速旋转把附着在衣物上的水分甩掉，这是离心现象
B．轮船航行时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，轮船可能倾覆
C．机场、车站等重要场所的安检门利用涡流工作，可以探测人身携带的金属物品
D．用 X 射线照射草莓，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期
9．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
10．江苏卫视《最强大脑》曾经播出过吕飞龙用“狮吼功”震碎玻璃杯的表演，该表演引起了众多网友的热议．有关人员在实验室进行了模拟。用手指轻弹一只玻璃杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz，将这只玻璃杯放在一个大功率的声波发声器前，操作人员通过调整其发出的声波，能使玻璃杯碎掉。下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员只要把声波发生器发出的声波频率调到最大
B．操作人员只要把声波发生器输出的功率调到最大
C．操作人员必须同时把声波发生器输出的功率和发出声波的频率调到最大
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到约为500Hz，且适当增大其输出功率
11．在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz。将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员一定是把声波发生器的功率调到最大
B．操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波
C．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz
12．如图所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为，然后分别以不同的转速匀速摇把，关于振子的运动，下列说法正确的是：（ ）
A．转动摇把的转速越快，振子的振幅越大
B．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振幅最大
C．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为
D．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为
13．如图所示一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）则（ ）
A．此单摆的摆长约为2m
B．此单摆的固有周期为0.5s
C．若摆长增大，共振曲线的“峰”将向左移动
D．若将该单摆运到月球上，共振曲线的“峰”将向右移动
14．在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点．
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说错？（）
A．小张说的对B．小王说的对C．小赵说的对D．小李说的对
15．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
二、填空题（共3题）
16．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__________。
17．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，两个单摆的固有周期之比为T1：T2=______；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LⅠ：LⅡ=______；图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______（精确到个位数）。
18．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
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
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：________________________________________．
三、综合题（共4题）
19．有人在家里靠近电冰箱的地方摆放了一个橱柜，柜内装了一些瓶子和罐子．当电冰箱的压缩机启动时，有一些瓶子和罐子就会发出声音．这些声音的来源是什么？怎样才能消除？
20．一质量为，侧面积为的正方体木块，放在水面上静止（平衡），如图所示．现用力向下将其压入水中一段深度后（未全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．
21．把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。
22．减振器，英文shckabsrber，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。
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
拉力大小F /N
360
300
240
180
120
振动频率f /Hz
290
265
237
205
168
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．A
5．D
6．D
7．B
8．D
9．C
10．D
11．D
12．C
13．C
14．D
15．D
16． 8 2
17． 5：2 25：4 1m
18．（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）．
19．电冰箱压缩机启动电动机工作发生振动，电动机的振动带动周围空气发生振动，振动的空气使瓶子、罐子发出声音；给瓶子、罐子盖上盖子或瓶子罐子内装入物体，瓶子、罐子就不会发出声音。
20．
根据题意可知考查判断物体做简谐运动的条件．由 计算物体简谐运动的回复力，若回复力与物体运动位移成正比，且方向相反，说明物体做简谐运动．
21．
在某电压下偏心轮的转速是，即周期为
所以驱动力的频率
由乙图可知筛子的固有频率
由于驱动力的频率大于固有频率，要使振幅变大，应减小驱动力的频率或增大筛子的固有频率，即可以降低偏心轮电压或减小筛子的质量。
22（1） ；（2）5
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