浙江專(zhuān)版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第2章機(jī)械振動(dòng)6受迫振動(dòng)共振訓(xùn)練提升新人教版選擇性必修第一冊(cè)

6受迫振動(dòng)共振課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.下圖為演示受迫振動(dòng)與驅(qū)動(dòng)力頻率之間關(guān)系的試驗(yàn)裝置,若驅(qū)動(dòng)力的頻率由小漸漸變大,直至超過(guò)彈簧振子的固有頻率,則在此過(guò)程中,可以看到的現(xiàn)象是()A.彈簧振子的振動(dòng)頻領(lǐng)先增大后減小B.彈簧振子的振動(dòng)頻率始終不變C.彈簧振子的振幅漸漸增大D.彈簧振子的振幅先增大后減小答案D解析受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,若驅(qū)動(dòng)力的頻率由小漸漸變大,則彈簧振子的振動(dòng)頻率由小漸漸變大,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f等于彈簧振子的固有頻率f0時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅最大,故f<f0時(shí),隨f的增大,振幅增大,當(dāng)f>f0時(shí),隨f的增大,驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率,故彈簧振子的振幅減小,故當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率漸漸增大的過(guò)程中彈簧振子的振幅先增大后減小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。2.如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛a、b、c、d四個(gè)擺,其中a、d擺長(zhǎng)相等。讓d先搖擺起來(lái),其他各擺隨后也跟著搖擺起來(lái)。穩(wěn)定后可以視察到a、b、c三個(gè)擺的周期與d的周期相等,a、b、c三個(gè)擺中,振幅最大的是()A.a擺B.b擺C.c擺D.a、b、c三個(gè)擺振幅一樣大答案A解析受迫振動(dòng)中,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅達(dá)到最大,由于a擺的擺長(zhǎng)與d擺的擺長(zhǎng)相等,則a擺的固有頻率與d擺的相同,故a擺發(fā)生共振,振幅最大,故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。3.“洗”是古代盥洗用的臉盆,多用青銅鑄成,現(xiàn)代亦有很多仿制的工藝品。倒些清水在其中,用手掌摩擦盆耳,盆就會(huì)發(fā)出嗡嗡聲,還會(huì)濺起層層水花?，F(xiàn)某同學(xué)用雙手摩擦盆耳,起初頻率特別低,漸漸提高摩擦頻率,則關(guān)于濺起水花強(qiáng)弱的描述正確的是()A.濺起水花越來(lái)越弱B.濺起水花越來(lái)越強(qiáng)C.濺起水花先變?nèi)鹾笞儚?qiáng)D.濺起水花先變強(qiáng)后變?nèi)醮鸢窪解析當(dāng)某同學(xué)用雙手摩擦盆耳的頻率等于“洗”(包括水)的固有頻率時(shí),會(huì)發(fā)生共振,濺起水花最強(qiáng)。所以用雙手摩擦盆耳,起初頻率特別低,低于固有頻率,漸漸提高摩擦頻率,濺起水花先變強(qiáng),當(dāng)超過(guò)固有頻率后,濺起水花變?nèi)?故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。4.部隊(duì)經(jīng)過(guò)橋梁時(shí),規(guī)定不許齊步走;登山運(yùn)動(dòng)員登雪山時(shí),不許高聲叫喊,主要緣由是()A.減輕對(duì)橋的壓力,避開(kāi)產(chǎn)生回聲B.削減聲波對(duì)橋、雪山的沖擊力C.避開(kāi)使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D.使橋受到的壓力更不勻稱(chēng),使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量削減答案C解析部隊(duì)過(guò)橋時(shí)假如齊步走,給橋梁施加周期性的外力,簡(jiǎn)單使橋的振動(dòng)幅度增大,即發(fā)生共振,造成橋梁倒塌。登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)(高山上有常年積雪,雪山內(nèi)部溫度較高,有部分雪熔化成了水,對(duì)冰層起潤(rùn)滑作用)高聲叫喊,聲波簡(jiǎn)單引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩,故選項(xiàng)C正確。5.下圖是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線(xiàn),表示振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系,π2取10,g取10m/s2,由該圖線(xiàn)可知()A.該單擺的擺長(zhǎng)約為10cmB.該單擺的擺長(zhǎng)約為1mC.若增大擺長(zhǎng),共振曲線(xiàn)的“峰”將向右移動(dòng)D.若增大擺長(zhǎng),共振曲線(xiàn)的“峰”將向上移動(dòng)答案B解析由共振曲線(xiàn)可知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率f=0.5Hz時(shí)產(chǎn)生共振現(xiàn)象,則單擺的固有頻率f=0.5Hz,單擺的頻率f=1T=12πg(shù)l,得擺長(zhǎng)l=g4π二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)6.下列現(xiàn)象中,利用共振現(xiàn)象的是()A.秋千越蕩越高B.火車(chē)過(guò)橋時(shí)要慢開(kāi)C.喇叭常放在音箱內(nèi)D.建廠(chǎng)房時(shí)要考慮廠(chǎng)房的固有頻率與機(jī)器的固有頻率的差別答案AC解析當(dāng)物體發(fā)生共振時(shí),驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率,此時(shí)振動(dòng)物體的振幅最大,能量最大,因此應(yīng)用共振的是選項(xiàng)A、C,防止共振的是選項(xiàng)B、D。7.地震會(huì)導(dǎo)致很多房屋坍塌,下列說(shuō)法正確的是()A.地震中全部建筑物振動(dòng)周期相同B.地震中全部建筑物振幅相同C.建筑物的振動(dòng)周期由其固有周期確定D.全部建筑物均做受迫振動(dòng)答案AD解析由于物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后的振動(dòng)周期是由驅(qū)動(dòng)力的周期來(lái)確定的,跟振動(dòng)物體本身的固有周期無(wú)關(guān),故地震中全部建筑物振動(dòng)周期相同;而發(fā)生共振的條件是驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體本身固有的頻率,故地震中全部建筑物振幅不相同。故選項(xiàng)A、D正確,B、C錯(cuò)誤。8.如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球A、B,懸掛在同一根水平細(xì)線(xiàn)上,當(dāng)A在垂直于水平細(xì)線(xiàn)的平面內(nèi)搖擺時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.兩擺的振動(dòng)周期是相同的B.當(dāng)兩擺的擺長(zhǎng)相等時(shí),B擺的振幅最大C.懸掛A的豎直細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度改變時(shí),B的振幅不變D.B擺的振幅可能超過(guò)A擺的振幅答案ABD解析A搖擺時(shí),B擺做受迫振動(dòng),穩(wěn)定后,B擺的振動(dòng)周期應(yīng)等于驅(qū)動(dòng)力的周期,即等于A擺的周期,故選項(xiàng)A正確;當(dāng)B擺長(zhǎng)與A擺長(zhǎng)相等時(shí),兩者的固有周期相等,而A擺的固有周期就是使B做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的周期,可見(jiàn)B擺處于共振狀態(tài),選項(xiàng)B正確;A擺長(zhǎng)發(fā)生改變,就是使B做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期發(fā)生改變,由于B的固有周期不變,這樣兩個(gè)周期差別就發(fā)生了改變,因而B(niǎo)的振幅也發(fā)生了改變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān),還跟振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān),假如A的質(zhì)量比B大得多,從A向B傳遞的能量有可能使B的振幅大于A的振幅,選項(xiàng)D正確。實(shí)力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái),篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力,這就做成了一個(gè)共振篩,如圖所示。不開(kāi)電動(dòng)機(jī)讓這個(gè)篩子自由振動(dòng)時(shí),完成20次全振動(dòng)用15s,在某電壓下,電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)速是50r/min。已知增大電動(dòng)偏心輪電壓可使其轉(zhuǎn)速提高,而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共振篩的振幅增大,以下做法可行的是()①降低輸入電壓②提高輸入電壓③增加篩子質(zhì)量④減小篩子質(zhì)量A.①③ B.①④C.②③ D.②④答案C解析依據(jù)題意得篩子的固有頻率為f0=2015Hz=43Hz,電動(dòng)機(jī)某電壓下,電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)速是50r/min,頻率為f=5060Hz2.為了交通平安,常在馬路上設(shè)置減速帶,減速帶使路面略微拱起以達(dá)到使車(chē)輛減速的目的。一排等間距設(shè)置的減速帶,可有效降低車(chē)速,稱(chēng)為洗衣板效應(yīng)。假如某路面上的減速帶的間距為1.5m,一輛固有頻率為2Hz的汽車(chē)勻速駛過(guò)這排減速帶,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)汽車(chē)以5m/s的速度行駛時(shí),其振動(dòng)頻率為2HzB.當(dāng)汽車(chē)以3m/s的速度行駛時(shí)最顛簸C.當(dāng)汽車(chē)以3m/s的速度行駛時(shí)最不顛簸D.汽車(chē)速度越大,顛簸越厲害答案B解析當(dāng)汽車(chē)以5m/s的速度行駛時(shí),其振動(dòng)頻率為f=vl=51.5Hz=1033.在火車(chē)車(chē)廂里用懸線(xiàn)吊著一個(gè)小球,火車(chē)經(jīng)過(guò)鐵軌接合處時(shí)的振動(dòng)使球搖擺,假如鐵軌長(zhǎng)12.5m,線(xiàn)長(zhǎng)40cm,則下列說(shuō)法正確的是()A.該單擺的固有周期約2.25sB.不論車(chē)速多大,該單擺不行能產(chǎn)生共振C.火車(chē)速度約10m/s時(shí),單擺振幅最大D.增加單擺的擺長(zhǎng)后,火車(chē)速度越大,單擺振幅越大答案C解析單擺的固有周期T=2πl(wèi)g=2×3.14×0.49.8s=1.26s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)列車(chē)的振動(dòng)頻率與單擺的固有頻率相同時(shí),單擺共振,振幅最大,即當(dāng)列車(chē)在長(zhǎng)12.5m的鋼軌上運(yùn)行的時(shí)間為1.26s時(shí),車(chē)廂發(fā)生共振,則有v=xt=12.二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)4.某簡(jiǎn)諧振子,自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線(xiàn)Ⅰ所示,而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí),穩(wěn)定后的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線(xiàn)Ⅱ所示,那么,此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()A.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.肯定不是c點(diǎn)答案AD解析振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是T驅(qū)=32T固,所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)肯定不是圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn),可能是a5.如圖所示,A、B、C、D四個(gè)單擺的擺長(zhǎng)分別為l、2l、l、l2,擺球的質(zhì)量分別為2m、2m、m、m2,四個(gè)單擺靜止地懸掛在一根水平細(xì)線(xiàn)上?，F(xiàn)讓A單擺垂直于紙面振動(dòng)起來(lái),通過(guò)水平細(xì)線(xiàn)迫使B、C、D也振動(dòng)起來(lái),則下列說(shuō)法正確的是(A.A單擺振動(dòng)周期為2πl(wèi)B.A、B、C、D四個(gè)單擺的周期均相同C.B、C、D中因D的質(zhì)量最小,故其振幅是最大的D.B、C、D中C的振幅最大答案ABD解析依據(jù)單擺周期公式,可知A單擺振動(dòng)周期為2πl(wèi)g三、