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．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f32．如圖所示為單擺做阻尼振動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的圖像，t1、t2時(shí)刻的位移大小均為2cm，t3時(shí)刻的位移大于2cm。關(guān)于擺球在t1、t2和t3時(shí)刻的速度、重力勢(shì)能、動(dòng)能、機(jī)械能的分析，下列說法正確的是（）A．?dāng)[球在t1時(shí)刻的機(jī)械能等于t2時(shí)刻的機(jī)械能B．?dāng)[球在t1時(shí)刻的動(dòng)能等于t2時(shí)刻的動(dòng)能C．?dāng)[球在t1時(shí)刻的重力勢(shì)能等于t2時(shí)刻的重力勢(shì)能D．?dāng)[球在t3時(shí)刻的速度大于t2時(shí)刻的速度3．如圖所示一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)的共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系）則（）A．此單擺的擺長(zhǎng)約為2mB．此單擺的固有周期為0.5sC．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向左移動(dòng)4．如圖所示的裝置，在曲軸上懸掛一個(gè)彈簧振子，若不轉(zhuǎn)動(dòng)把手，讓其自由振動(dòng)，周期為?，F(xiàn)使把手以周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（），當(dāng)其運(yùn)行到穩(wěn)定后，則（）A．彈簧振子的振動(dòng)周期為B．彈簧振子的振動(dòng)周期為C．要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手的轉(zhuǎn)速減小D．要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手的轉(zhuǎn)速增大5．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2Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。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4HzC．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，彈簧振子的振幅增大D．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，彈簧振子的振幅不變6．一振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f，下列說法正確的是（

）A．當(dāng)時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而增大B．當(dāng)時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而增大C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0D．只有發(fā)生共振時(shí)，受迫振動(dòng)的頻率才等于驅(qū)動(dòng)力的頻率7．如圖，在張緊的繩上掛三個(gè)理想單擺，a、c兩擺的擺長(zhǎng)相等。使c擺振動(dòng)，其余各擺在c擺的驅(qū)動(dòng)下逐步振動(dòng)起來。測(cè)得a擺的周期為T0。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則（）A．可以估算出b擺的擺長(zhǎng)B．b擺的振幅始終最大C．b擺的周期一定最大D．可以估算出c擺的擺長(zhǎng)8．下列各種振動(dòng)中，不是受迫振動(dòng)的是（）A．敲擊后的鑼面的振動(dòng)B．縫紉機(jī)針的振動(dòng)C．人挑擔(dān)子時(shí)，擔(dān)子上下振動(dòng)D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動(dòng)9．在一根張緊的水平繩上懸掛五個(gè)擺，其中②、④的擺長(zhǎng)為，①的擺長(zhǎng)為，③的擺長(zhǎng)為，⑤的擺長(zhǎng)為。先使②振動(dòng)起來，其他各擺隨后也振動(dòng)起來，則在振動(dòng)穩(wěn)定后，振幅最大的是（）A．① B．③ C．④ D．⑤10．如圖所示為路面共振破碎機(jī)，用于舊水泥路面破碎。破碎機(jī)工作錘頭上裝有專用傳感器，感應(yīng)路面的振動(dòng)反饋，由電腦自動(dòng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，激發(fā)錘頭下水泥路面局部范圍產(chǎn)生共振，使路面內(nèi)部顆粒間的摩擦阻力迅速減小而崩潰，從而將水泥路面擊碎。結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)判斷以下說法正確的是（）A．錘頭周期性擊打路面過程中，傳感器接收到的頻率就是水泥路面振動(dòng)的固有頻率B．錘頭周期性擊打水泥路面停止工作后，水泥路面振動(dòng)的固有頻率隨著振幅減小而減小C．調(diào)節(jié)振動(dòng)錘頭的振動(dòng)頻率等于水泥路面的固有頻率時(shí)，水泥路面發(fā)生共振D．水泥路面發(fā)生共振時(shí)，水泥的內(nèi)部顆粒所作的運(yùn)動(dòng)一定是簡(jiǎn)諧振動(dòng)11．某質(zhì)點(diǎn)自由振動(dòng)時(shí)偏離平衡位置的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則（）A．該質(zhì)點(diǎn)的振幅為16cmB．該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為0.4HzC．該質(zhì)點(diǎn)1s內(nèi)通過的路程一定為8cmD．若對(duì)該質(zhì)點(diǎn)施加頻率為0.25Hz的驅(qū)動(dòng)力，則該質(zhì)點(diǎn)將發(fā)生共振12．如圖，薄金屬條上掛有5個(gè)相同的小球，細(xì)線質(zhì)量可忽略、線長(zhǎng)遠(yuǎn)大于球半徑，A、D兩球的線長(zhǎng)相等，使A小角度垂直于紙面擺動(dòng)，其余各球隨之開始擺動(dòng)，穩(wěn)定后（）A．C振動(dòng)的周期最長(zhǎng)B．B振動(dòng)的周期最短C．B、C、D、E均為受迫振動(dòng)D．C的振幅最大二、填空題13．甲、乙兩個(gè)彈簧振子的固有頻率分別為f和5f，都在頻率為2f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，振幅較大的是_______，甲的振動(dòng)頻率為_______f，乙的振動(dòng)頻率為_______f．14．(1)受迫振動(dòng)是指系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力的作用下振動(dòng)．做受迫振動(dòng)的物體，它的周期(或頻率)與物體的固有周期(或頻率)__________；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率接近時(shí)，振幅就越大，當(dāng)二者_(dá)_________時(shí)，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象．(2)如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線．若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相同，則圖線I表示_______（填“月球”或“地球”）上單擺的共振曲線；若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長(zhǎng)之比l1：l2=_______；

圖線II若是在地球上完成的，則該擺擺長(zhǎng)約為______m．15．如圖所示為兩個(gè)單擺受迫振動(dòng)的共振曲線。兩個(gè)單擺的固有周期之比為TⅠ∶TⅡ＝________。若兩個(gè)受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相等，則圖線________是月球上的單擺的共振曲線。16．驅(qū)動(dòng)力：作用于振動(dòng)系統(tǒng)的_______的外力。17．受迫振動(dòng)（1）定義：系統(tǒng)在_______作用下的振動(dòng)。（2）受迫振動(dòng)的頻率（周期）物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，其振動(dòng)頻率總_______驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率_______。三、解答題18．如圖所示為一單擺的共振曲線，該單擺的擺長(zhǎng)約為多少？共振時(shí)單擺的振幅是多大？共振時(shí)擺球的最大速度和擺球振動(dòng)的最大加速度各為多少？（g取）19．一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙，當(dāng)振子上下振動(dòng)時(shí)，始終保證以速率v水平向左勻速拉動(dòng)記錄紙，通過紙移動(dòng)的空間距離間接反映運(yùn)動(dòng)時(shí)間的方法，記錄振子的運(yùn)動(dòng)．記錄筆在紙上留下如圖17所示的圖像，已知該圖像是經(jīng)過一定的平移操作后是一個(gè)正弦函數(shù)圖像．記錄筆與記錄紙之間的摩擦和空氣阻力都可忽略不計(jì)．y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的已知位置坐標(biāo)．（1）寫出振子的平衡位置的縱坐標(biāo)yC；（2）求振子振動(dòng)的周期T，并給出一個(gè)類似本題記錄振動(dòng)的方法的應(yīng)用；（3）若記錄筆與記錄紙之間的摩擦力和空氣阻力很小但不可忽略，在答題紙相關(guān)區(qū)域定性畫出記錄紙上可能出現(xiàn)的圖線；20．從受力角度和功能關(guān)系這兩個(gè)角度談?wù)勀銓?duì)共振曲線的認(rèn)識(shí)。?21．秒擺擺球質(zhì)量為0.2kg，它振動(dòng)到最大位移時(shí)距最低點(diǎn)的高度為0.4cm，當(dāng)它完成10次全振動(dòng)回到最大位移處時(shí)，因有阻尼作用，距最低點(diǎn)的高度變?yōu)?.3cm。如果每振動(dòng)10次補(bǔ)充一次能量，使擺球回到原高度，那么1min內(nèi)總共應(yīng)補(bǔ)給多少能量？（g取9.8m/s2）22．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(zhǎng)為，?。┐鸢傅?page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．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。2．C【詳解】C．?dāng)[球在t1時(shí)刻到最低點(diǎn)的高度等于t2時(shí)刻到最低點(diǎn)的高度，所以擺球在t1時(shí)刻的重力勢(shì)能等于t2時(shí)刻的重力勢(shì)能，C正確；B．?dāng)[球在t1時(shí)刻的速度大于t2時(shí)刻的速度，所以擺球在t1時(shí)刻的動(dòng)能大于t2時(shí)刻的動(dòng)能，B錯(cuò)誤；A．由于阻力做功，擺球在t1時(shí)刻的機(jī)械能大于t2時(shí)刻的機(jī)械能，A錯(cuò)誤；D．?dāng)[球在t3時(shí)刻的速度等于零，t2時(shí)刻的速度不等于零，所以擺球在t3時(shí)刻的速度小于t2時(shí)刻的速度，D錯(cuò)誤。故選C。3．D【詳解】B．由圖可知，此單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等0.5Hz，由頻率和周期的關(guān)系式則周期為2s，故B錯(cuò)誤；A．由圖可知，此單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等，則周期為2s，由公式可得故A錯(cuò)誤；C．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯(cuò)誤；D．若擺長(zhǎng)增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故D正確；故選D。4．D【詳解】AB．受迫振動(dòng)的頻率與驅(qū)動(dòng)力的周期相同，所以彈簧振子的振動(dòng)周期為，則AB錯(cuò)誤；CD．發(fā)生共振時(shí)，物體振動(dòng)的振幅最大，共振的條件是驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率，根據(jù)所以要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手的轉(zhuǎn)速增大，則C錯(cuò)誤；D正確；故選D。5．B【詳解】AB．勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，彈簧振子做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率一致，由題意知，驅(qū)動(dòng)力頻率為f=4Hz，周期為T=0.25s，故當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是4Hz，周期是0.25s，A錯(cuò)誤，B正確；CD．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)離固有頻率，彈簧振子的振幅減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率接近固有頻率，彈簧振子的振幅增大，CD錯(cuò)誤。故選B。6．A【詳解】A．當(dāng)時(shí)，隨著f增大（即逐漸接近固有頻率），系統(tǒng)的振幅增大，A正確；B．當(dāng)時(shí)，隨f增大（即逐漸遠(yuǎn)離固有頻率），系統(tǒng)的振幅減小，B錯(cuò)誤；CD．對(duì)于受迫振動(dòng)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率f，CD錯(cuò)誤。故選A。7．D【詳解】ACD．c擺振動(dòng)起來后，a、b在c擺的驅(qū)動(dòng)下做受迫振動(dòng)，則振動(dòng)頻率等于c擺的固有頻率，振動(dòng)周期等于c的振動(dòng)周期；因a擺的周期為T0，所以bc的振動(dòng)周期也是T0，a、c兩擺的擺長(zhǎng)相等，則c擺固有周期為T0，則根據(jù)單擺周期公式估算c擺的擺長(zhǎng)，但是不知道b擺的固有周期，不能估算b擺的擺長(zhǎng)，故AC錯(cuò)誤，D正確；B．由于c的擺長(zhǎng)與a相等，所以a的振動(dòng)頻率等于自身固有頻率，所以a與c發(fā)生共振，a的振幅最大，故B錯(cuò)誤；故選D。8．A【詳解】A．受迫振動(dòng)是物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的運(yùn)動(dòng)，而敲擊后的鑼面并沒有受到周期性驅(qū)動(dòng)力的作用，其振動(dòng)不是受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤，符合題意；B．縫紉機(jī)針的振動(dòng)是在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，B正確，不符合題意；C．人挑擔(dān)子時(shí)，擔(dān)子在人的驅(qū)動(dòng)力作用下上下振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，C正確，不符合題意；D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動(dòng)是在自身的驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，D正確，不符合題意。故選A。9．C【詳解】由擺的周期公式T=2π可知，同一地點(diǎn)單擺的周期僅有擺長(zhǎng)決定，而共振的條件是周期相等，由圖可知，④球?qū)?huì)發(fā)生共振，振幅最大，故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C。10．C【詳解】A．不管系統(tǒng)的固有頻率如何，它做受迫振動(dòng)的頻率總等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以傳感器接收到的頻率是錘頭擊打路面的頻率，故A錯(cuò)誤；B．系統(tǒng)的固有頻率與是否受到外力作用無關(guān)，錘頭周期性擊打水泥路面停止工作后，水泥路面振動(dòng)的固有頻率不變，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)共振發(fā)生的條件可知當(dāng)振動(dòng)錘頭的振動(dòng)頻率等于水泥路面的固有頻率時(shí)，水泥路面發(fā)生共振，故C正確；D．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受到的回復(fù)力是振動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用力，水泥路面發(fā)生共振時(shí)，其受到外力作用，所以此時(shí)水泥的內(nèi)部顆粒所作的運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。11．D【詳解】A．由圖可知該點(diǎn)的振幅為8cm。故A錯(cuò)誤；BD．該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為若對(duì)該質(zhì)點(diǎn)施加頻率為0.25Hz的驅(qū)動(dòng)力，則該質(zhì)點(diǎn)將發(fā)生共振。故B錯(cuò)誤，D正確；C．由于不知道該質(zhì)點(diǎn)的初始位置，則無法確定1s內(nèi)通過的路程。故C錯(cuò)誤。故選D。12．C【詳解】因?yàn)镋、D、C、B各球在A球的帶動(dòng)下做受迫振動(dòng)，可知它們的周期均相同，因D的線長(zhǎng)與A相同，則固有頻率相同，則D與A產(chǎn)生共振，則D的振幅最大。故選C。13．

甲

2

2【詳解】受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大．故甲、乙兩個(gè)單擺都做受迫振動(dòng)，頻率為2f，甲擺的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率比較接近，所以甲的振幅較大.點(diǎn)睛：本題應(yīng)明確受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振動(dòng)最強(qiáng)烈．14．

無關(guān)

相等

月球

25:4

1m【詳解】（1）做受迫振動(dòng)的物體，它的周期(或頻率)與物體的固有周期(或頻率)無關(guān)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率接近時(shí)，振幅就越大，當(dāng)二者相等時(shí)，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象．（2）若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，因?yàn)閳D線Ⅰ單擺的固有頻率較小，則固有周期較大，根據(jù)T=2π，知，周期大的重力加速度小，則圖線Ⅰ是月球上單擺的共振曲線．若兩次受迫振動(dòng)均在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的，則重力加速度相等，因?yàn)楣逃蓄l率比為2：5，則固有周期比為5：2，根據(jù)T=2π，知擺長(zhǎng)比為25：4．圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的，則固有頻率為0.5Hz，則T=2π=2，解得L=1m．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí)，發(fā)生共振．以及掌握單擺的周期公式．15．

5∶2

Ⅰ【詳解】[1]由共振曲線及共振的條件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有頻率分別為0.2Hz和0.5Hz，周期之比TⅠ∶TⅡ＝5∶2[2]當(dāng)擺長(zhǎng)相等時(shí)，重力加速度越大，頻率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故圖線Ⅰ是月球上的單擺的共振曲線。?16．周期性【詳解】略17．

驅(qū)動(dòng)力

等于

無關(guān)【詳解】略18．【詳解】由共振曲線可知，單擺的固有頻率，因?yàn)樗源霐?shù)據(jù)解得由共振曲線可知，單擺發(fā)生共振時(shí)，振幅為設(shè)單擺的最大偏角為，擺球所能達(dá)到的最大高度與擺球自然下垂時(shí)的高度的差為h，由機(jī)械能守恒定律得又當(dāng)很小時(shí)解得擺球在最大位移處加速度最大，有即代入數(shù)據(jù)解得19．(1)；(2),應(yīng)用：心電圖，示波器顯示等；(3)【詳解】（1）根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性結(jié)合題給圖像，可知平衡位置縱坐標(biāo)（2）由圖像可知，振子在一個(gè)周期