高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 受迫振动 共振达标测试

2.5受迫振动 共振同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．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

2．如图所示装置，在曲轴上悬挂一弹簧振子，若向下拉振子后释放，让其上下振动，周期为T1.现使把手以周期T2匀速转动(T2＞T1)，当振子振动稳定后(          )

A．弹簧振子振动周期为T1

B．弹簧振子振动周期大于T2

C．要使弹簧振子振幅增大，可减小把手转速

D．要使弹簧振子振幅增大，可增大把手转速

3．如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是（       ）

A．弹簧振子的振幅逐渐增大

B．弹簧振子的振幅先增大后减小

C．弹簧振子的振动频率先增大后减小

D．弹簧振子的振动频率始终不变

4．自由摆动的单摆，摆动的幅度越来越小，这是因为（　　）

A．单摆的能量正在逐渐消失

B．单摆的动能正在向势能转化

C．单摆的机械能正在向摆球的内能转化

D．单摆的机械能减少，但总能量是守恒的

5．如图所示，在张紧的绳上挂了、、、四个单摆，四个单摆的摆长关系为，先让摆摆动起来（摆角不超过），则下列说法中正确的是（       ）

A．摆发生振动，其余摆均不动

B．所有摆均以相同频率振动

C．摆动过程中，c摆的振幅最大

D．摆动过程中，c摆的周期最大

6．如图所示，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，下列结论正确的是(　　)

A．只有E摆的振动周期与A摆的相同

B．其他各摆的振幅都相等

C．其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大

D．其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大

7．如图所示,在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆,四个单摆的摆长关系为lc＞lb=ld＞la,先让d摆摆动起来(摆角小于5°),则下列说法中正确的是 (        )．

A．b摆发生振动,其余摆均不动

B．所有摆均以相同摆角振动

C．摆动过程中，b摆的振幅最大

D．摆动过程中，c摆的周期最大

8．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88r/min。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（　　）

A．降低输入电压同时减小筛子质量

B．降低输入电压同时增加筛子质量

C．增大输入电压同时减小筛子质量

D．增大输入电压同时增加筛子质量

9．下列说法中正确的是（　　）

A．阻尼振动的振幅不断减小，所以周期也逐渐减小

B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率

C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频

D．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关

10．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500，已知空气中的声速为340，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为（　　）

A．0.68m B．1.32m C．1.47m D．2.94m

11．如图所示为摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度取。下列说法正确的是（　　）

A．图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线

B．图线Ⅰ是地球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是该星球上的单摆共振曲线

C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变快

D．该星球表面的重力加速度约为

12．一洗衣机从起动到正常工作，发现洗衣机先是振动越来越厉害，然后振动再逐渐减弱直到平稳。则（　　）

A．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机波轮运转频率大于洗衣机的固有频率

B．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机波轮运转频率恰好等于洗衣机的固有频率

C．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机的波轮运转频率小于洗衣机的固有频率

D．正常工作时，洗衣机的波轮运转频率等于洗衣机的固有频率

13．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时（　　）

A．乙摆振幅最大 B．丙摆振幅最大 C．丁摆频率最小 D．乙摆周期最小

14．如下表所示为某受迫振动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f固，则固有频率可能为（　　）

A．f固＝40Hz

B．70Hz

C．50Hz＜f固＜60Hz

D．以上选项都不对

15．如图所示图线I、图线II为两单摆分别做受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是（　　）

A．若摆长为1m的单摆在地球上做受迫振动，则其共振曲线为图线I

B．若图线II是单摆在地球上做受迫振动的共振曲线，则该单摆摆长约为0.5m

C．若两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动，则图线I一定是在月球上的单摆的共振曲线

D．若两单摆是在地球上同一地点做受迫振动，则两单摆摆长之比h：hH=25：4

二、填空题（共4题）

16．筛选出题干有用的信息再结合本阶段学习的物理知识解决一下问题：把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,如图所示．筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15s,在某电压下,电动偏心轮转速是36 r/min．已知增大电压可使偏心轮转速提高;增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期．

问题1：为了筛子更好的工作我们希望它的振幅增大我们可以利用共振现象．若增大受迫振动的振幅,可采取两种方法使之发生共振请描述共振发生的条件：____________

问题2：那要使筛子的振幅增大,下列做法正确的是_______

A．提高输入电压　B．降低输入电压   C．增加筛子质量        D．减小筛子质量

17．（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。

18．若列车车厢与其负荷总质量为m=55.0t，车厢弹簧每受1.0t重就被压缩s=0.80mm，我国铁路一般轨长为L=12.6m，列车的危险速率（发生激烈颠簸时的速率）为________。（已知弹簧振子固有周期表达式为，结果保留整数）

19．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速的实验”，回来后共同绘制了T2－L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是___________

A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定

B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大

C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度

D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cm

E如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动

三、综合题（共4题）

20．跳水运动员进行跳板跳水做起跳动作时，脚蹬跳板的频率是否应该接近于跳板的固有频率？为什么？

21．接近收费口的道路上安装了若干条凸起于路面且与车辆行驶方向垂直的减速常，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为1.25Hz，当该车以多大速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害？

22．简述自由振动、阻尼振动和受迫振动的特点和区别。

23．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？

参考答案：

1．D

2．D

3．B

4．D

5．B

6．C

7．C

8．A

9．C

10．A

11．A

12．B

13．B

14．C

15．D

16．     驱动力频率等于筛子的固有频率     AC

17．（1）200　

（2）如图所示

18．30m/s 或108km/h

19．ACE

20．应该，

跳水运动员进行跳板跳水做起跳动作时，脚蹬跳板的频率应该接近于跳板的固有频率，因为这样能够形成共振，使振幅最大，从而提高运动员的起跳高度，增加在空中的时间，有利于完成比赛动作。

21．12.5m/s

22．

自由振动：振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力的作用下的振动称为自由振动。理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动，自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率，它们由振动系统自身条件所决定的。

阻尼振动：由于振动系统受到摩擦和介质阻力或其他能耗而使振幅随时间逐渐衰减的振动，又称减幅振动、衰减振动。不论是弹簧振子还是单摆由于外界的摩擦和介质阻力总是存在，在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就会逐渐减小，经过一段时间，振动就会完全停下来，在停下来前振动频率不变，仍等于固有频率。

受迫振动：振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动。受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关；当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动系统的振幅达到最大。

23．(1)1 m；(2)0.78 m/s2