2.6受迫振動(dòng)共振同步練習(xí) （含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁人教版（2019）選擇性必修一2.6受迫振動(dòng)共振同步練習(xí)一、單選題1．關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．物體在一個(gè)位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B．由于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受回復(fù)力作用，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一定是受迫振動(dòng)C．如果物體的位移與時(shí)間關(guān)系圖像是一條余弦曲線，則物體做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)D．如果物體的位移與時(shí)間關(guān)系圖像是一條正弦曲線，則物體做的可能不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)2．如圖為一單擺的共振曲線，下列說法正確的是（）A．該單擺的固有周期約B．該單擺的擺長約為C．將該單擺從北京移至廣州，共振曲線振幅最大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)將減小D．若擺長增大，共振曲線振幅最大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)將增大3．自然界中運(yùn)動(dòng)的形式多種多樣，有直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，還有機(jī)械振動(dòng)、波動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式，關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和波動(dòng)，下列說法中正確的是（）A．火車過橋時(shí)限制速度是為了防止橋發(fā)生共振B．在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小C．受迫振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D．兩列簡(jiǎn)諧波相遇發(fā)生干涉時(shí)，相遇區(qū)域振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)的位移始終最大4．如圖所示，曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測(cè)得其頻率為。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)搖把，轉(zhuǎn)速為。則（）A．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.5sB．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是C．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，彈簧振子的振幅增大D．振幅增大的過程中，外界對(duì)彈簧振子做負(fù)功5．據(jù)報(bào)道，綦江彩虹橋坍塌事故與橋面共振有關(guān)。已知某物體受迫振動(dòng)及共振曲線如圖所示，下列判斷正確的是（）A．驅(qū)動(dòng)力越大，物體的受迫振動(dòng)的振幅也越大B．由右圖可知，物體做受迫振動(dòng)時(shí)的頻率等于C．物體做受迫振動(dòng)時(shí)振幅相同，則驅(qū)動(dòng)力頻率必相同D．為避免共振發(fā)生，應(yīng)該讓驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離6．勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過鋼軌接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。如圖所示，為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“減震器”原理示意圖，他用彈簧連接一金屬球組成“彈簧振子”懸掛在車廂內(nèi)，金屬球下方固定一塊強(qiáng)磁鐵（不考慮磁鐵對(duì)金屬球振動(dòng)周期的影響）。當(dāng)列車上下劇烈振動(dòng)時(shí)，該“減震器”會(huì)使列車振幅減小。下列說法正確的是（）A．“彈簧振子”的金屬球振動(dòng)幅度與車速無關(guān)B．“彈簧振子”的振動(dòng)頻率與列車的振動(dòng)頻率相同C．“彈簧振子”固有頻率越大，對(duì)列車的減振效果越好D．若將金屬球換成大小和質(zhì)量均相同的絕緣球，能起到相同的減振效果7．《楓橋夜泊》中有名句：“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”。其中，當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí)，對(duì)大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺“余音未絕”，分析其原因可能是（）A．大鐘的回聲 B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng)，空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故 D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)8．如圖所示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f關(guān)系的共振曲線，下列說法正確的是（）A．該單擺擺長約為6cmB．發(fā)生共振時(shí)單擺的周期為1sC．單擺實(shí)際擺動(dòng)的頻率可能大于驅(qū)動(dòng)力的頻率D．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)9．如圖所示是一物體做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知（）A．驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B．振子做自由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2或f3C．要減小共振的危害，必須使物體的振動(dòng)頻率接近f2D．要利用共振的效果，必須使物體的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于f310．把調(diào)準(zhǔn)的擺鐘由北京移到赤道，這鐘的變化及調(diào)整正確的是（）A．變慢了，要使它變準(zhǔn)應(yīng)該增加擺長B．變慢了，要使它變準(zhǔn)應(yīng)該減短擺長C．變快了，要使它變準(zhǔn)應(yīng)該增加擺長D．變快了，要使它變準(zhǔn)應(yīng)該減短擺長11．下列關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的說法錯(cuò)誤的是（）A．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)B．彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C．在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比D．已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置、振幅及周期，就可以確定振子在任意時(shí)刻的振動(dòng)情況12．關(guān)于共振，下列說法正確的是（）A．發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)物體做的一定是固有振動(dòng)B．發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相同C．一個(gè)固有頻率為30Hz的物體受80Hz的驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)比受20Hz驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)振幅大D．共振是有害的，因此在任何情況下都要盡可能避免共振二、填空題13．如下圖所示為已調(diào)好的二胡上的內(nèi)外兩根弦，內(nèi)弦比外弦粗。拉弓時(shí)手指按住弦發(fā)生振動(dòng)，圖中手指分別按住、、、四處，則按在______處，弦振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音音調(diào)最低。14．在喜劇電影《功夫》中，包租婆的“獅子吼”可以將酒杯震碎。若我們用手指輕彈同樣的酒杯，聽到清脆的聲音，并測(cè)得該聲音的頻率為，則震碎酒杯的“獅子吼”聲波的頻率_________（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“接近”）；已知空氣中的聲速為，則包租婆的“獅子吼”聲波的波長約為_________。15．如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺球，當(dāng)擺球a振動(dòng)的時(shí)候，通過繩給其他各擺球施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺球也振動(dòng)起來，則：①振動(dòng)一段時(shí)間后，b、c、d各擺球中，振幅最大的是______；（選填“b”、“c”或“d”）②b擺球的振動(dòng)周期________d擺球的振動(dòng)周期（選填“大于”、“等于”或“小于”）；③圖乙是a擺的振動(dòng)圖像，t0為已知量，重力加速度為g，則a的擺長為________。（假設(shè)擺角很小）16．若列車車廂與其負(fù)荷總質(zhì)量為m=55.0t，車廂彈簧每受1.0t重就被壓縮s=0.80mm，我國鐵路一般軌長為L=12.6m，列車的危險(xiǎn)速率（發(fā)生激烈顛簸時(shí)的速率）為________。（已知彈簧振子固有周期表達(dá)式為，結(jié)果保留整數(shù)）17．定義驅(qū)動(dòng)力的頻率f_______系統(tǒng)的固有頻率f0時(shí)，受迫振動(dòng)的_______最大，這種現(xiàn)象叫做共振。三、解答題18．如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置為一掛在曲軸上的彈簧振子，勻速搖動(dòng)手柄，下面的彈簧振子就會(huì)振動(dòng)起來，實(shí)際動(dòng)手做一下，然后回答以下幾個(gè)問題。（1）如果手柄不動(dòng)而用手拉動(dòng)一下振子，從振幅角度看彈簧振子的振動(dòng)屬于什么振動(dòng)？從有沒有系統(tǒng)外力作用角度看彈簧振子的振動(dòng)屬于什么振動(dòng)？（2）用不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，彈簧振子的振動(dòng)有何不同？這能說明什么問題？19．火車在軌道上行駛時(shí)，由于在鋼軌接頭處車輪受到撞擊而上下振動(dòng)．如果防震彈簧每受的力將被壓縮，而每根彈簧的實(shí)際負(fù)荷為，已知彈簧的振動(dòng)周期，問車速為多大時(shí)，列車振動(dòng)得最劇烈？（設(shè)鋼軌長為，取）20．減振器，英文shockabsorber，是為加速車架與車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛舒適性的汽配原件，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部都裝有減震器。汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧套在減震器上，兩者同時(shí)起到改善作用。為了研究方便，我們把兩者簡(jiǎn)化成一個(gè)等效勁度系數(shù)為的“彈簧”。汽車開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，在振幅較小的情況下，其上下自由振動(dòng)的頻率滿足（為彈簧的壓縮長度），若人體可以看成一個(gè)彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個(gè)人的質(zhì)量為70kg。求：（1）汽車的振動(dòng)頻率與人體固有頻率相等時(shí)l的大?。唬?）這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感覺到最難受。21．如圖，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)形支架在豎直方向振動(dòng)，形支架下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中。當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，其阻尼振動(dòng)的頻率約為?，F(xiàn)使圓盤以的周期勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，它振動(dòng)的頻率是多少？22．我國古代有不少巧妙利用共振現(xiàn)象的記錄。例如，在《墨子》中記載：“令陶者為罌，容四十斗以上，固順之以薄革，置井中，使聰耳者伏罌而聽之，審知穴之所在，鑿穴迎之。”請(qǐng)查詢相關(guān)內(nèi)容，談?wù)勀銓?duì)此段話的理解。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】A．物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力與偏離平衡位置位移的關(guān)系是F=-kx，負(fù)號(hào)表示回復(fù)力的方向與偏離平衡位置位移的方向相反，故A錯(cuò)誤；B．系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的周期由驅(qū)動(dòng)力的周期決定；做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期由自身結(jié)構(gòu)決定，故B錯(cuò)誤；CD．如果物體的位移與時(shí)間關(guān)系圖像是一條正弦或余弦曲線，則物體做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。2．C【詳解】A．該單擺的固有頻率為0.5Hz，則周期約2s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可解得該單擺的擺長選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)將該單擺從北京移至廣州，則重力加速度減小，周期變大，固有頻率減小，即共振曲線振幅最大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)將減小，選項(xiàng)C正確；D．根據(jù)若擺長增大，單擺周期變大，固有頻率減小，共振曲線振幅最大值所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)將減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3．A【詳解】A．火車過橋時(shí)要減速是為了防止橋發(fā)生共振，A正確；B．根據(jù)單擺的周期公式分析知，在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時(shí)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，B錯(cuò)誤；C．受迫振動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；D．振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)的位移呈周期性變化的，位移是變化的，位移可能為零，D錯(cuò)誤。故選A。4．B【詳解】AB．根據(jù)解得根據(jù)解得A錯(cuò)誤B正確；C．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的周期減小，驅(qū)動(dòng)力的頻率增大，則策動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離振子的固有頻率，所以振子的振幅將減小，C錯(cuò)誤；D．彈簧振子系統(tǒng)的振幅表示振子系統(tǒng)的能量的大小，可知，當(dāng)振幅增大上，系統(tǒng)的能量值增大，所以外界對(duì)彈簧振子做正功，D錯(cuò)誤。故選B。5．D【詳解】A．驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近物體的固有頻率，物體的受迫振動(dòng)的振幅越大，與驅(qū)動(dòng)力大小無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知物體做受迫振動(dòng)時(shí)的頻率等于時(shí)發(fā)生共振，即物體做受迫振動(dòng)時(shí)的頻率不一定等于，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知物體做受迫振動(dòng)時(shí)振幅相同時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率不一定相同，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)槲矬w做受迫振動(dòng)時(shí)的頻率等于時(shí)發(fā)生共振，所以為避免共振發(fā)生，應(yīng)該讓驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離，故D正確。故選D。6．B【詳解】A.“彈簧振子”的金屬球振動(dòng)幅度與驅(qū)動(dòng)力的頻率有關(guān)，而列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)的頻率與車速有關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率一致，可知“彈簧振子”的振動(dòng)頻率與列車的振動(dòng)頻率相同，B正確；C.當(dāng)“彈簧振子”的固有頻率等于受迫振動(dòng)的頻率時(shí)，金屬球振動(dòng)幅度最大，這樣更好的把能量傳遞給“彈簧振子”，對(duì)列車起到更好的減振效果，所以并不是“彈簧振子”固有頻率越大，對(duì)列車的減振效果越好，C錯(cuò)誤；D.若將金屬球換成大小和質(zhì)量均相同的絕緣球，那么絕緣球在振動(dòng)時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼，達(dá)不到相同的減震效果，D錯(cuò)誤；故選B。7．B【詳解】停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘做阻尼振動(dòng)，仍在空氣中形成聲波，隨著能量的減弱，鐘聲逐漸消失。故選B。8．D【詳解】AB．有圖可知，此單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等，則周期2s，由公式可得故AB錯(cuò)誤；C．在受迫振動(dòng)中受迫振動(dòng)的周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，故頻率也相同，所以單擺實(shí)際擺動(dòng)的頻率不可能大于驅(qū)動(dòng)力的頻率，故C錯(cuò)誤；D．由單擺周期公式可知，若增大擺長，則單擺周期增加，故固有頻率減小，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)，故D正確。故選D。9．A【詳解】A．由題圖可知驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，振子振幅最大，處于共振狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；B．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體振幅最大，由題圖可知該振子的固有頻率為f2，振子做自由振動(dòng)時(shí)，頻率為固有頻率f2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．物體的振動(dòng)頻率越接近固有頻率，振幅越大，故要減小共振的危害，必須使物體的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離f2；要利用共振的效果，必須使物體的振動(dòng)頻率接近f2，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。故選A。10．B【詳解】由北京移到赤道g變小，由單擺的周期公式可知，T變大，即擺鐘變慢了，要使它準(zhǔn)確應(yīng)減短擺長，所以B正確；ACD錯(cuò)誤；故選B。11．D【詳解】A．根據(jù)受迫振動(dòng)的特點(diǎn)可知，系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)，故A不符合題意；B．彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，只有重力或彈簧的彈力做功，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故B不符合題意；C．根據(jù)單擺的周期公式可知在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長成正比，故C不符合題意；D．已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，在不知道初始時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向的情況下，彈簧振子的振動(dòng)方程可能有兩種不同的情況，所以不可判斷出振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向，故D符合題意。故選D。12．B【詳解】A．發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)物體做的一定是受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相同，振幅達(dá)到最大，B正確；C．驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近固有頻率時(shí)物體的振幅越大，故一個(gè)固有頻率為30Hz的物體受80Hz的驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)比受20Hz驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)振幅小，C錯(cuò)誤；D．共振有時(shí)是有利的，要加以利用，有時(shí)是有害的，要避免發(fā)生，D錯(cuò)誤。故選B。13．A【詳解】在其他條件相同的情況下，弦越粗，越長，弦振動(dòng)的頻率就越低，音調(diào)就越低，故按在A處，弦振動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音音調(diào)最低。14．

接近

0.68本題考查機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波，目的是考查學(xué)生的推理能力?！驹斀狻縖1][2]發(fā)生共振的條件是驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率，而酒杯的固有頻率為，可知“獅子吼”的頻率接近；“獅子吼”的波長15．

c

等于

【詳解】[1]當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率十分接近系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，系統(tǒng)的振幅會(huì)最大，由于c球擺長與a球擺長最為接近，所以振幅最大的是c。[