物理选择性必修 第一册6 受迫振动 共振练习

2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （13）受迫振动 共振

1.下列振动,属于受迫振动的是(   )

A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后,钟的振动

B.打点计时器接通电源后,振针的振动

C.小孩睡在自由摆动的吊床上,小孩随着吊床一起摆动

D.弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动

2.如图所示是物体做受迫振动的共振曲线,其纵坐标表示物体(   )

A.在不同时刻的振幅  B.在不同时刻的位移

C.在不同驱动力下的振幅 D.在不同驱动力下的位移

3.如图所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz,乙弹簧振子的固有频率为72Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是(   )

A.甲的振幅较大,且振动频率为8Hz B.甲的振幅较大,且振动频率为9Hz

C.乙的振幅较大,且振动频率为9HZ D.乙的振幅较大,且振动频率为72Hz

4.一个单摆做受迫振动，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

5.部队经过桥梁时,规定不许齐步走,登山运动员登雪山时,不许高声叫喊,主要原因是(   )

A.减轻对桥的压力,避免产生回声

B.减少对桥、雪山的冲击力

C.避免使桥发生共振和使雪山发生共振

D.使桥受到的压力更不均匀,避免登山运动员耗散能量

6.如图甲所示,竖直圆盘转动时,可带动固定在圆盘上的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,共同组成 —个振动系统。当圆盘静止时,小球可稳定振动。现使圆盘以4s的周期匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定。改变圆盘匀速转动的周期,系统的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示,则(   )

A.此振动系统的固有频率约为3Hz
B.此振动系统的固有频率约为0.25Hz
C.若圆盘匀速转动的周期增大,系统的振动频率不变
D.若圆盘匀速转动的周期增大,共振曲线的峰值将向右移动

7.一单摆做阻尼振动,则在振动过程中(   )

A.振幅越来越小,周期也越来越小

B.振幅越来越小,周期不变

C.在振动过程中,通过某一位置时,机械能始终不变

D.振动过程中,机械能不守恒,频率不变

8.如图所示,在一根张紧的水平绳上挂几个摆,其中A,E摆长相等；先让A摆振动起来,其他各摆随后也跟着振动起来,则(   )
 

A.其它各摆摆动周期跟A摆相同

B.其它各摆振动振幅大小相同

C.其它各摆振动振幅大小不相同,E摆振幅最大

D.其它各摆振动周期大小不同,D摆周期最大

9.一个单摆做受迫振动,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0.5s B.此单摆的摆长约为1m

C.若摆长减小,单摆的固有频率也减小 D.若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动

10.铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等.所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m,列车固有振动周期为0.315s.下列说法正确的是(   )

A.列车的危险速率为20 m/s
B.列车过桥需要减速,是为了防止发生共振现象
C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行

11.一钩码和一轻弹簧组成弹簧振子，如图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给钩码一向下的初速度，钩码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动稳定时，钩码的振动图线如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有频率，f表示驱动力的频率，则(   )

A.由图线可知

B.由图线可知

C.由图线可知钩码做受迫振动的周期为8 s

D.由图线可知，缓慢增大把手转动速度至15 r/min，稳定后钩码振动的振幅也将增大

12.汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足（为弹簧的压缩长度，g取）。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？

答案以及解析

1.答案：B

解析：受迫振动是指在周期性驱动力作用下的振动,故A、C、D都是自由振动,B是受迫振动。

2.答案：C

解析：共振曲线表示的是振动物体的振幅随驱动力频率的变化而变化的关系,所以纵坐标应当表示振动物体在不同驱动力下的振幅。

3.答案：B

解析：物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率;物体的固有频率越接近驱动力的频率,物体振动的振幅就越大,所以B正确。

4.答案：B

解析：A、当此单摆的固有频率与驱动力的频率f相等时，得到共振，振幅最大，由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，所以此单摆的固有周期T=2s，故A错误。

B、由单摆的周期公式，T=2s，可求得，故B正确。

C、若摆长减小，单摆的固有周期T减小，固有频率增大，故C错误。

D、若摆长增大，单摆的固有周期T增大，固有频率减少，共振曲线的峰将向左移动，故D错误。

故选：B

5.答案：C

解析：部队过桥时如齐步走,给桥梁施加周期性外力,容易使桥的振动幅度增加,即发生共振,造成桥梁倒塌;登山运动员登高山时高声叫喊,声波容易引发雪山共振而发生雪崩,故应选C。

6.答案：A

解析：当驱动力的频率与振动系统的固有频率相同时,振幅最大,所以固有频率约为3Hz,选项A正确,B错误;受迫振动的振动周期由驱动力的周期决定,所以圆盘匀速转动的周期增大,系统的振动频率减小,选项C错误;系统的固有频率不变, 共振曲线的峰值位置不变,选项D错误。

7.答案：BD

解析：因单摆做阻尼振动,根据阻尼振动的定义可知,其振幅越来越小。而单摆振动过程中的周期是其固有周期,是由本身条件决定的,是不变的,故A项错误,B项正确;又因单摆做阻尼振动过程中,振幅逐渐减小,振动的能量也在减少,即机械能在减少,所以C项错,D项对。

8.答案：AC

解析：A摆摆动,其余各摆也摆动起来,它们均做受迫振动,则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率,振动周期都等于A摆的振动周期,而由于A、E摆长相同,所以这两个摆的固有频率相同,则E摆出现共振现象,振幅最大,故AC正确,BD错误。故选：AC。

9.答案：BD

解析：由图可以知道,此单摆的振动频率与固有频率相等,等于0.5Hz,则周期为.故A错误;由图可以知道,此单摆的振动频率与固有频率相等,则周期为.由公式，将数据代入得: .所以B选项是正确的;若摆长减小,单摆的固有周期减小,则固有频率增大.故C错误;若摆长增大,则固有频率减小,所以共振曲线的峰将向左移动.所以D选项是正确的.所以BD选项是正确的

10.答案：BD

解析：

对于受迫振动,当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象,所以列车的危险速率,A错误,为了防止共振现象发生,列车过桥需要减速,B正确;列车运行的振动频率等于做受迫振动的驱动力的频率,与列车的固有频率无关,C项错;由知L增大时,T不变,v变大,D正确.

11.答案：CD

解析：由题图乙可知弹簧振子的固有周期为4 s，因此弹簧振子的固有频率，由题图丙可知弹簧振子做受迫振动的周期为8 s，受迫振动的频率，故AB错误，C正确；当转速时，驱动力频率为，受迫振动的频率和弹簧振子的固有频率相同，达到共振，因此振幅增大，故D正确。

12.答案：5

解析：解：人体的固有频率，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感到最难受，即，得，

代入数据得，由胡克定律得

则