沪科版 (2019)选择性必修 第一册2.5 受迫振动与共振练习

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

一、选择题（共15题）

1．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

2．下列关于机械振动的说法正确的是

A．受迫振动稳定后，其振动的周期总等于系统的固有周期

B．阻尼振动振幅逐渐减小，同时周期也逐渐减小

C．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D．为避免共振现象发生时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率

3．如图所示是一个共振演示器，1、4 和7号摆摆长相同，4号摆摆球质量大于其他摆球。使4号摆偏离平衡位置后释放，4号摆在振动中通过顶端横跨的绳子对其他几个摆施加周期性的驱动力。在振动稳定后，下列说法中正确的是（　　）

A．在摆动过程中，3号摆的频率比4号摆的频率小

B．5号摆的频率比1号摆大

C．3号摆的振幅最大，5号摆的振幅最小

D．在除4号摆之外的其他摆中，1、7号摆振幅最大

4．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

5．一个单摆做受迫振动，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

6．正在运转的洗衣机，当脱水桶转得很快时，机器的振动并不强烈，而切断电源，转动逐渐减慢直到停下来的过程中，到某一时刻t时，机器反而会发生强烈的振动．此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱．这种现象说明（     ）

A．t时刻脱水桶的惯性最大

B．t时刻脱水桶的转动频率最大

C．t时刻洗衣机发生共振

D．这是由于洗衣机没有放置水平造成的

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．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

9．如图所示是物体受迫振动的共振曲线，该共振曲线表示了物体（　　）

A．在不同时刻的振幅

B．在不同时刻的位移

C．在不同频率的驱动力下的振幅

D．在不同频率的驱动力下的位移

10．如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的颜率的关系，下列说法正确的是（       ）

A．此单摆的固有周期的为

B．此单摆的摆长约为1m

C．若增大摆长，单摆的固有频率增大

D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动

11．如图所示，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，让振子上下自由振动，测得振动频率为2Hz，然后以4Hz的频率匀速转动摇把，当振子振动稳定后，振子的振动频率是（       ）

A．2 Hz B．4Hz C．6 Hz D．8 Hz

12．如图所示为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．此单摆的固有周期约为1s

B．此单摆的摆长约为1m

C．若摆长增大，单摆的固有频率增大

D．若摆长增大，共振曲线的峰将右移

13．单摆在空气中做阻尼振动，下列说法中正确的是（　　）

A．位移逐渐减小

B．速度逐渐减小

C．动能逐渐减小

D．振动的能量逐渐转化为其他形式的能

14．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

15．2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶晃动了起来，紧接着待输的a、c吊瓶（液体均满瓶）也跟着晃动起来，假设悬挂三个吊瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，则（　　）

A．b、c两吊瓶发生共振

B．a、b、c三个吊瓶均做自由振动

C．只有b、c两吊瓶的振动周期相同

D．a、b、c三个吊瓶的振动周期相同

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在曲柄A上悬挂一个弹簧振子，如果转动摇把C可带动曲轴BAD，用手往下拉振子，再放手使弹簧振子上下振动，测得振子在10s内完成20次全振动，然后匀速转动摇把，当转速为_______r/min，弹簧振子振动最剧烈，稳定后的振动周期为________s。

17．判断下列说法的正误。

（1）受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。(    )

（2）驱动力频率越大，振幅越大。(    )

（3）共振只有害处没有好处。(    )

（4）做受迫振动的物体一定会发生共振。(    )

（5）阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。(    )

18．如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为________，频率为________，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将________（填“变大”“变小”或“不变”）。

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．在列队通过桥梁时，为什么不能齐步走？

21．表记录了某物体受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，你认为物体的固有频率接近哪个值？为什么？如图表

22．如图所示，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形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动．现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如右图．（为方便计算 ， ）

（1）当圆盘以0.4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？

（2）若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长为多少？（结果保留三位有效数字）

23．洗衣机在衣服脱水完毕关闭电源后，脱水桶还要转动一会才能停下来．在关闭电源后，发现洗衣机先振动得比较弱，有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减弱直至停下来。

（1）开始时，洗衣机为什么振动比较弱？

（2）期间剧烈振动的原因是什么？

参考答案：

1．D

2．C

3．D

4．C

5．B

6．C

7．C

8．A

9．C

10．B

11．B

12．B

13．D

14．B

15．D

16．     120r/min     0.5s

17．     正确     错误     错误     错误     错误

18．     5cm     2Hz     增大

19．ACE

20．

当列队通过桥梁齐步走时，对桥梁产生周期性驱动力，为了避免桥梁受到周期性驱动力而发生共振现象，损坏桥梁，当列队通过桥梁时，不能齐步走而要便步走。

21．接近60Hz

22．（1）2.5Hz；（2）2.78m

23．

（1）开始时，脱水桶转动的频率远高于洗衣机的固有频率，振幅较小，振动比较弱；

（2）当洗衣机脱水桶转动的频率等于洗衣机的固有频率时发生共振，振动剧烈。