物理选择性必修 第一册6 受迫振动 共振课时练习

2.6受迫振动 共振同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等。当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动。观察B、C、D摆的振动发现（　　）

A．C摆的频率最小 B．A摆的周期最大

C．D摆的摆角最大 D．B、C、D的周期相同

2．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中B、D的摆长相等，当单摆B振动起来后，其余各摆也振动起来，达到稳定后，下列说法正确的是( )

A．单摆E的摆长最长，故周期最大

B．每个单摆按各自的固有频率振动

C．各单摆振动周期均与单摆B的周期相等，其中单摆D的振幅最大

D．每个单摆按各自的固有频率振动，其中单摆D的振幅最大

3．如图为一单摆的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A．该单摆的固有周期约

B．该单摆的摆长约为

C．将该单摆从北京移至广州，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小

D．若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大

4．如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振动稳定后，下列说法正确的是（　　）

A．D的振幅最大 B．E的周期大于B的周期

C．C的周期等于 D．五个摆的周期相同

5．在实验室做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只酒杯，听到清脆声音，测得这个声波的频率为．将这只酒杯放在两个大功率的声波发生器之间，操作人员调整声波发生器，用发出的声波把酒杯震碎了，下列关于操作人员进行的操作的说法正确的是（　　）

A．一定是把声波发生器的功率调到很大

B．可能是声波发生器发出了频率很高的超声波

C．一定是同时增大声波发生器发出声波的频率和功率

D．可能只是将声波发生器发出的声波频率调到了

6．“洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成。清水倒入其中，用手慢慢摩擦盆耳，到一定节奏时盆就会发出强烈嗡嗡声，同时还会溅起层层水花。下列描述正确的是（　　）

A．嗡嗡声是因为水撞击盆的原因 B．摩擦的节奏越快，越能溅起水花

C．摩擦的节奏越慢，越能溅起水花 D．能溅起水花的摩擦节奏与盆有关

7．如图所示为路面共振破碎机，用于旧水泥路面破碎。破碎机工作锤头上装有专用传感器，感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，使路面内部颗粒间的摩擦阻力迅速减小而崩溃，从而将水泥路面击碎。结合你所学的知识判断以下说法正确的是（　　）

A．锤头周期性击打路面过程中，传感器接收到的频率就是水泥路面振动的固有频率

B．锤头周期性击打水泥路面停止工作后，水泥路面振动的固有频率随着振幅减小而减小

C．调节振动锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，水泥路面发生共振

D．水泥路面发生共振时，水泥的内部颗粒所作的运动一定是简谐振动

8．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂a、b、c、d四个摆，其中a、d摆长相等．让d球在垂直于水平绳的方向摆动起来，则可以观察到的现象是（   ）

A．a、b、c球都摆动起来，a球摆动的周期比c球大

B．a、b、c球都摆动起来，a球摆动的周期比c球小

C．a、b、c球都摆动起来，a球摆动的幅度比b球大

D．a、b、c球都摆动起来，a球摆动的幅度比b球小

9．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 摆振幅最小

D．其它各摆振动周期大小不同，D 摆周期最大

10．物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，则当驱动力的频率逐渐增大的过程中，物体的振幅将（     ）

A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大

11．共振现象是指一个物理系统在其自然的振动频率（所谓的共振频率）下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象。人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅与驱动力频率的关系），下列说法正确的是（　　）

A．此单摆的固有周期为

B．此单摆的摆长约为

C．若仅摆长增大，单摆的固有频率增大

D．若仅摆长增大，共振曲线的峰将右移

12．如果摩擦和空气阻力不能忽略，那么任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动，因此，振幅、周期和机槭能的变化情况是

A．振幅减小，周期减小，机械能减小

B．振幅减小，周期不变，机械能减小

C．振幅不变，周期减小，机械能减小

D．振幅不变，周期不变，机械能减小

13．如图所示的装置中，在转动手柄A的转速由零逐渐增大的过程中，小球B的振幅将（　　）

A．不断增大 B．先增大，后不变

C．先增大后减小 D．先减小，后增大

14．某弹簧振子在两种不同驱动力作用下做受迫振动，达到稳定时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ和曲线Ⅱ所示。乙图为该弹簧振子的共振曲线，图中a、b、c为共振曲线上的三点，则（　　）

A．若c状态所对应的振动图象是曲线Ⅰ，则曲线Ⅱ对应的状态可能是乙图中的b点

B．若c状态所对应的振动图象是曲线Ⅰ，则曲线Ⅱ对应的状态可能是乙图中的a点

C．若b状态所对应的振动图象是曲线Ⅰ，则曲线Ⅱ对应的状态可能是乙图中的c点

D．若b状态所对应的振动图象是曲线Ⅱ，则曲线Ⅰ对应的状态可能是乙图中的a点

15． 如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a．绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2°）后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正．下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____．

A．          B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，如图所示为丝网做受迫振动的振幅－频率关系图象．由图可知，落在网上的昆虫翅膀振动的频率为_________Hz左右时，蜘蛛感到网振动最为强烈，这种现象称为____________．

17．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎。若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为，则震碎酒杯的“狮子吼”声波的频率_________（选填“远大于”、“远小于”或“接近”）；已知空气中的声速为，则包租婆的“狮子吼”声波的波长约为_________。

18．若列车车厢与其负荷总质量为m=55.0t，车厢弹簧每受1.0t重就被压缩S=0.80mm，我国铁路一般轨长为L=12.6m，列车的危险速率（发生激烈颠簸时的速率）为________．

19．弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的，如图甲所示．为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关，可利用图乙所示的实验装置，一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦，其中A楔固定，B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度，将琴弦的末端固定在木板O点，另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力，轻轻拨动琴弦，在AB间产生振动．

（1）先保持拉力为150N不变，改变AB的距离L（即改变琴弦长度），测出不同长度时琴弦振动的频率，记录结果如表1所示．

表1

从表1数据可判断在拉力不变时，琴弦振动的频率f与弦长L的关系为_________．

（2）保持琴弦长度为0.80m不变，改变拉力，测出不同拉力时琴弦振动的频率，记录结果如表2所示．

表2

从表2数据可判断在琴弦长度不变时，琴弦振动的频率f与拉力F的关系为__________．

（3）如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦，除了长度L和拉力F以外，你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率?

试列举可能的两个因素：________________________________________．

三、综合题（共4题）

20．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长为多少？如果摆长变长一些，画出的图像高峰将向那个方向移动，并简要说明理由（无理由说明或说错均不得分）．(g＝10m/s2)

21．我国古代有不少巧妙利用共振现象的记录。例如，在《墨子》中记载：“令陶者为罂，容四十斗以上，固顺之以薄革，置井中，使聪耳者伏罂而听之，审知穴之所在，凿穴迎之。”请查询相关内容，谈谈你对此段话的理解。

22．如图所示是一个单摆的共振曲线。

(1)若单摆所处的环境重力加速度g=，试求此摆的摆长；

(2)若将此摆移到高山，共振曲线的峰将怎样移动。

23．减振器，英文shockabsorber，是为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件，在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧套在减震器上，两者同时起到改善作用。为了研究方便，我们把两者简化成一个等效劲度系数为的“弹簧”。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），若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg。求：

（1）汽车的振动频率与人体固有频率相等时l的大小；

（2）这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受。

参考答案：

1．B

2．C

3．C

4．D

5．D

6．D

7．C

8．C

9．A

10．C

11．A

12．B

13．C

14．B

15．A

16．     200     共振

17．     接近     0.68

18．108km/h

19．（1）频率f与弦长L成反比

（2）频率f与拉力F的平方根成正比

（3）在上述相同的环境中，影响弦振动频率还可能与弦本身的结构有关，如弦的半径（即直径、粗细等）或弦的材料（即密度、单位长度的质量等）．

20．左移或向原点方向移动

21．

趴在地上把耳朵贴在陶器上(用来听敌人是否在挖地道) 运用的科学道理是：挖掘声通过土壤和岩石这些固体向四面八方传播，传到坛子后引起坛壁的振动，又引起坛内空气的振动，空气的振动把声音传到了人的耳朵。

22．(1)6.25m；(2)向左移动

23．（1） ；（2）5