課時跟蹤檢測（十二） 受迫振動 共振

課時跟蹤檢測（十二）受迫振動共振A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)若空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動中，總是減小的物理量為()A．振幅 B．位移C．周期 D．機(jī)械能解析：選AD有空氣阻力時，振動為阻尼振動，振幅不斷減小，機(jī)械能也不斷減小。位移做周期性變化，不是一直減小。根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，l、g不變，則T不變，故選項A、D正確。2．(多選)下列說法中正確的是()A．某物體做自由振動時，其振動頻率與振幅無關(guān)B．某物體做受迫振動時，其振動頻率與固有頻率無關(guān)C．某物體發(fā)生共振時的頻率就是其自由振動的頻率D．某物體發(fā)生共振時的振動就是無阻尼振動解析：選ABC物體做自由振動時的頻率與振幅無關(guān)，而做受迫振動時的頻率等于驅(qū)動力的頻率，發(fā)生共振時驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率。3．兩個彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，當(dāng)它們均在頻率為3f的驅(qū)動力作用下做受迫振動時()A．甲的振幅比乙大，振動頻率為fB．乙的振幅比甲大，振動頻率為3fC．甲的振幅比乙大，振動頻率為3fD．乙的振幅比甲大，振動頻率為4f解析：選B受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大，故甲、乙兩個振子都做受迫振動，頻率為3f，乙的固有頻率與驅(qū)動頻率相差較小，所以乙的振幅較大，所以A、C、D錯誤，B正確。4．(多選)單擺在實際振動過程中，擺動幅度越來越小，這是因為()A．單擺做的是阻尼振動B．能量正在逐漸消滅C．動能正在轉(zhuǎn)化為勢能D．總能量守恒，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解析：選AD能量不能被消滅，只能發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，故B錯誤；單擺在實際振動中由于受到空氣阻力，要克服空氣阻力做功，機(jī)械能逐漸減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒定律可知，總能量是守恒的，故C錯誤，A、D正確。5．(2021·浙江1月選考)(多選)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同B．隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大C．打擊桿對不同粗細(xì)樹干打擊結(jié)束后，樹干的振動頻率相同D．穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同解析：選AD不同樹木的固有頻率不同，因此針對不同樹木，要使之發(fā)生共振需要的振動頻率不同，選項A正確；根據(jù)共振曲線，小于固有頻率時，逐漸增加驅(qū)動力頻率，振動的幅度會增大，而在大于固有頻率時增加驅(qū)動力頻率，振動的幅度會減小，選項B錯誤；穩(wěn)定后，不同粗細(xì)的樹干的振動為受迫振動，因此與振動器的振動頻率相同，選項D正確；打擊桿打擊樹干后，樹干做阻尼振動，阻尼振動頻率取決于固有頻率，粗細(xì)不同的樹干固有振動頻率不同，選項C錯誤。6．(多選)如圖所示為受迫振動的演示裝置，當(dāng)單擺A振動起來后，通過水平懸繩迫使單擺B、C振動，則下列說法正確的是()A．只有單擺A、C振動周期相等B．單擺A的振幅比單擺B的小C．單擺B的振幅比單擺C的小D．單擺B、C振動時的振幅與其擺長有關(guān)，而周期與擺長無關(guān)解析：選CD當(dāng)單擺A振動起來后，單擺B與C做受迫振動，做受迫振動的物體的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，選項A錯誤；當(dāng)單擺的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，發(fā)生共振現(xiàn)象，選項B錯誤，選項C、D正確。7．(多選)一臺洗衣機(jī)的脫水桶正常工作時非常平衡，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動越來越劇烈，然后振動逐漸減弱，下列說法中正確的是()A．正常工作時洗衣機(jī)做的是受迫振動B．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大C．正常工作時，洗衣機(jī)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小D．當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時，脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率解析：選ABD切斷電源后，脫水桶的轉(zhuǎn)速越來越小，即脫水桶的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越來越小，由題意可知，當(dāng)洗衣機(jī)脫水桶正常工作時，非常穩(wěn)定，即正常工作時的頻率大于洗衣機(jī)的固有頻率，A、B選項正確，C選項錯誤；當(dāng)振動最劇烈時，洗衣機(jī)發(fā)生了共振，即脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率，D選項正確。8．在實驗室可以做“聲波碎杯”的實驗。用手指輕彈一只酒杯，可以聽到清脆的聲音，測得這聲音的頻率為500Hz。將這只酒杯放在兩個大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉。下列說法中正確的是()A．操作人員一定是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大B．操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波C．操作人員一定是同時增大了聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率D．操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz解析：選D驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等，形成共振，共振時振幅最大，操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz，就能使酒杯碎掉。B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(多選)某簡諧振子，自由振動時的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．一定不是c點(diǎn)解析：選AD振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝eq\f(3,2)T固，所以受迫振動的狀態(tài)一定不是圖乙中的b、c兩點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故A、D正確。10.如圖所示，物體靜止于水平面上的O點(diǎn)，這時彈簧恰為原長l0，物體的質(zhì)量為m，與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)將物體向右拉一段距離后自由釋放，使之沿水平面振動，下列結(jié)論正確的是()A．物體通過O點(diǎn)時所受的合外力為0B．物體將做阻尼振動C．物體最終只能停止在O點(diǎn)D．物體停止運(yùn)動后所受的摩擦力為μmg解析：選B物體通過O點(diǎn)時所受的彈簧的彈力為0，但所受的摩擦力不為0，選項A錯誤。物體振動時要克服摩擦力做功，機(jī)械能減少，振幅減小，做阻尼振動，選項B正確。物體最終停止的位置可能在O點(diǎn)也可能不在O點(diǎn)，若停在O點(diǎn)摩擦力為0，若不在O點(diǎn)，摩擦力和彈簧的彈力平衡，停止運(yùn)動時物體所受的摩擦力不一定為μmg，選項C、D錯誤。11．(多選)如圖所示，把兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為9Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動力作用做受迫振動時，則兩個彈簧振子的振動情況是()A．甲的振幅較大B．甲的振動頻率為9HzC．乙的振幅較大D．乙的振動頻率為9Hz解析：選ABD根據(jù)受迫振動發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大，又因為做受迫振動的物體的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以選項A、B、D正確。12．如圖甲所示，豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，可帶動固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個彈簧和小球，共同組成一個振動系統(tǒng)。改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期，彈簧和小球系統(tǒng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖乙所示，則()A．此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3HzB．此振動系統(tǒng)的固有頻率約為0.25HzC．若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率不變D．若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，共振曲線的峰值將向右移動解析：選A當(dāng)驅(qū)動力的頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，振幅最大，所以固有頻率約為3Hz，選項A正確，B錯誤；受迫振動的振動周期由驅(qū)動力的周期決定，所以圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率減小，選項C錯誤；系統(tǒng)的固有頻率不變，共振曲線的峰值位置不變，選項D錯誤。13．汽車的重量一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的等效勁度系數(shù)k＝1.5×105N/m，汽車開動時，在振幅較小的情況下，其上下自由振動的頻率滿足f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))(l為車廂在平衡位置時，彈簧的壓縮長度)。若人體可以看成一個彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個人的質(zhì)量為70kg，則這輛車乘坐幾個人時，人感覺到最難受？(取g＝9.8m/s2