物理选择性必修 第一册第5节 生活中的振动复习练习题

2.5生活中的振动基础训练2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．在如图所示的振动图像中，在1~3 s的时间范围内，下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是（　　）

A．1.2 s B．2.0 s

C．2.5 s D．3.0 s

2．长度不同的钢片具有不同的固有频率。把一些长度不同的钢片安装在同一个支架上，可以制作转速计。把这样的转速计与开动着的机器紧密接触，机器的振动引起转速计的轻微振动，此时各个钢片的振幅与它们的固有频率之间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．固有频率为的钢片是最长的

B．此时机器转动的角速度是

C．此时所有钢片的振动频率均为

D．若机器做阻尼振动，图线的峰值将向左移动

3．两个弹簧振子甲的固有频率为f,乙的固有频率为9f,若它们均在频率为8f的策动力作用下受迫振动,则(    ).

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8f

4．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

5．下列说法正确的是（　　）

A．海市蜃楼是光在空气中发生折射和全反射形成的光学幻景

B．电阻温度计是利用电阻率几乎不受温度影响的材料制成的

C．阻尼振动的振幅和频率都越来越小

D．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率一致

6．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

7．脱水机把衣服脱水完后切断电源，电动机还要转动一会儿才能停下来，在这一过程中，发现脱水机在某一时刻振动得很剧烈，然后又慢慢振动直至停止运转，其中振动很剧烈的原因是（　　）

A．脱水机没有放平稳

B．电动机在这一时刻转快了

C．电动机在这一时刻的转动频率跟脱水机的固有频率相近或相等

D．是脱水机出现了故障

8．轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身—悬挂系统”的固有频率是2Hz，这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图。已知相邻两条减速带间的距离为1.0m，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（　　）

A．当该轿车通过减速带时，车身上下振动的频率均为2Hz，与车速无关

B．该轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈

C．当该轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈

D．不同车辆以相同速度通过减速带时，车身上下颠簸的剧烈程度相同

9．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

10．如图所示，竖直圆盘可绕水平中心轴O转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱P带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下端连着一个弹簧振子，小球始终在水中，当圆盘静止时，小球阻尼振动的频率约为3。现使圆盘以4s的周期匀速转动，当小球振动达到稳定后（　　）

A．小球的振动频率约为3

B．T型支架的运动是简谐运动

C．T型支架在最高点时所受的合外力向上

D．若圆盘匀速转动的周期变为5s，稳定后小球的振幅将增大

11．如图所示是一个单摆做受迫振动时振幅A与驱动力的频率f关系的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A．该单摆摆长约为6cm

B．发生共振时单摆的周期为1s

C．单摆实际摆动的频率可能大于驱动力的频率

D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动

12．下表记录了某振动系统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，则（　　）

A． B．

C． D．

13．下列相关说法中，正确的是（　　）

A．只要是波，都能发生衍射、干涉和偏振现象

B．火车过桥要慢开，目的是使驱动力的频率远大于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波

D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的

14．关于受迫振动，下列说法正确的是（　　）

A．为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁

B．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是自由振动

C．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率

D．唱歌时胸腔共鸣是由于声带振动激起空气柱振动传到胸腔引起的共振

15．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速的目的。如果某路面上的一排减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2赫兹的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（    ）

A．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2Hz

B．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为0.3Hz

C．当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸得最厉害

D．汽车速度越大，颠簸得越厉害

二、填空题（共4题）

16．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为______ 取

17．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。

18．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________．

19．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）

20．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？

21．如图所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时摆球的最大速度和摆球振动的最大加速度各为多少？（g取）

22．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，）

23．一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，始终保证以速率v水平向左匀速拉动记录纸，通过纸移动的空间距离间接反映运动时间的方法，记录振子的运动．记录笔在纸上留下如图17所示的图像，已知该图像是经过一定的平移操作后是一个正弦函数图像．记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计．y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的已知位置坐标．

（1）写出振子的平衡位置的纵坐标yC；

（2）求振子振动的周期T，并给出一个类似本题记录振动的方法的应用；

（3）若记录笔与记录纸之间的摩擦力和空气阻力很小但不可忽略，在答题纸相关区域定性画出记录纸上可能出现的图线；

参考答案

1．A

2．C

3．D

4．B

5．A

6．D

7．C

8．C

9．D

10．B

11．D

12．C

13．D

14．D

15．C

16．1

17．1.5    小于   

18．Tc=Tb；    c；       

19．（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）．

20．

(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。

21．

22．（1）2s，1m；（2）0.8

23．(1)；(2),应用：心电图，示波器显示等；(3)