高中粤教版 (2019)第五节 受迫振动 共振练习题

2.5受迫振动 共振同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，A球振动后，通过水平细迫使B、C振动，下面说法中，正确的是（　　）

A．只有A、C振动周期相等

B．A、B、C的振动周期相等

C．B的振幅最大

D．A的振幅比B小

2．如图所示，松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。下列说法正确是（　　）

A．工作中，树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率

B．采摘振动头振动频率越高，则落果的效果越好

C．采摘振动头振动频率越高，则树干的振动幅度越大

D．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小

3．以下各种说法中，正确的是（   ）   

A．一单摆做简谐运动，小球相继两次通过同一位置时的速度必相同

B．波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高

C．红外线的频率与固体物质分子频率接近，容易引起固体物质分子的共振

D．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置

4．如图所示是某单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是（　　）

A．振动过程中周期变小

B．摆球P时刻的机械能等于N时刻的机械能

C．摆球P时刻的动能大于N时刻的动能

D．小球在P时刻和N时刻，受到绳子拉力的大小相等

5．下列振动中属于受迫振动的是（　　）

A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动

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振动

6．如图所示，在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆，四个单摆的摆长关系为lc＞lb=ld＞la，先让d摆摆动起来（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（　　）

A．b摆发生振动，其余摆均不动

B．所有摆均以相同频率振动

C．所有摆均以相同摆角振动

D．以上说法均不正确

7．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让C摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（　　）

A．B摆振幅最大

B．D摆摆动周期最短

C．A摆摆动周期最长

D．各摆摆动的周期均与C摆相同

8．科学技术是一把“双刃剑”，对人类既有有利的一面，也有有害的一面，关键在于正确 认识加以应用．下列关于物理现象或应用的叙述中，不正确的是

A．洗衣机脱水时滚筒高速旋转把附着在衣物上的水分甩掉，这是离心现象

B．轮船航行时，如果所受波浪冲击力的频率接近轮船左右摇摆的固有频率，轮船可能倾覆

C．机场、车站等重要场所的安检门利用涡流工作，可以探测人身携带的金属物品

D．用 X 射线照射草莓，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期

9．下列说法错误的是（　　）

A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比

B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变

C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小

D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率

10．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动， 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时．下列说法正确的是（       ）

A．小球振动的固有频率是

B．小球做受迫振动时周期一定是

C．圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著增大

D．圆盘转动周期在附近时，小球振幅显著减小

11．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为，下列说法正确的是（　　）

A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大

B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于时，丝网不振动

C．当“落网”昆虫翅膀振动的频率等于时，丝网的振幅最大

D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由丝网的固有频率决定

12．如图所示，在张紧的绳上挂三个理想单摆，a、c两摆的摆长相等。使a摆振动，其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。测得c摆的周期为T0。不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A．可以估算出a摆的摆长 B．b摆的振幅始终最大

C．c摆的周期一定最大 D．可以估算出b摆的摆长

13．如图，在张紧的绳上挂三个摆，a、c两摆的摆长相等。使a摆振动，其余各摆在a摆的驱动下逐步振动起来。稳定时，测得b摆的周期为。不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A．稳定时c摆的周期最大 B．稳定时b摆的振幅最大

C．可以估算出a摆的摆长 D．可以估算出b摆的摆长

14．在火车车厢里用悬线吊着一个小球，由于铁轨接合处的震动使球摆动，如果铁轨长12.5 m，线长40 cm，则下列说法正确的是（　　）

A．该单摆的固有周期约2.25 s

B．不论车速多大，该单摆不可能产生共振

C．火车速度约10 m/s时，单摆振幅最大

D．增加单摆的摆长后，火车速度越大，单摆振幅越大

15．如图所示是一个单摆做受迫振动时振幅A与驱动力的频率f关系的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A．该单摆摆长约为6cm

B．发生共振时单摆的周期为1s

C．单摆实际摆动的频率可能大于驱动力的频率

D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动

二、填空题（共4题）

16．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆球，当摆球a振动的时候，通过绳给其他各摆球施加驱动力，使其余各摆球也振动起来，则：

①振动一段时间后，b、c、d各摆球中，振幅最大的是______；（选填“b”、“c”或“d”）

②b摆球的振动周期________d摆球的振动周期（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

③图乙是a摆的振动图像，t0为已知量，重力加速度为g，则a的摆长为________。（假设摆角很小）

17．如图所示是实验室测得的一个单摆的共振曲线。取，，则该单摆的摆长约为___________m（结果保留一位小数），若摆长减小，共振曲线的峰将向___________移动。

18．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s。在时，振子的运动速度为____，该振子在固有频率为的周期性驱动力的作用下做受迫振动时振幅最大，则为______。

19．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速的实验”，回来后共同绘制了T2－L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是___________

A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定

B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大

C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度

D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cm

E如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动

三、综合题（共4题）

20．秒摆摆球质量为0.2 kg，它振动到最大位移时距最低点的高度为0.4 cm，当它完成10次全振动回到最大位移处时，因有阻尼作用，距最低点的高度变为0.3 cm。如果每振动10次补充一次能量，使摆球回到原高度，那么1 min内总共应补给多少能量？（g取9.8 m/s2）

21．如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1 kg，求：（g取9.8 m/s2）

(1)该单摆的摆长为多少？

(2)摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？

22．简述自由振动、阻尼振动和受迫振动的特点和区别。

23．如图是探究单摆共振条件时得到的图象，它表示了振幅跟驱动力频率之间的关系，（取）试分析：

（1）这个单摆的摆长是多少？

（2）如果摆长变长一些，画出来的图象的高峰将向哪个方向移动？

参考答案：

1．B

2．A

3．C

4．C

5．B

6．B

7．D

8．D

9．C

10．C

11．C

12．A

13．C

14．C

15．D

16．     c     等于    

17．     2.8     右

18．     0     1.25

19．ACE

20．5.88×10-3 J

21．(1)1 m；(2)0.78 m/s2

22．

自由振动：振动的系统在外力的作用下物体离开平衡位置以后就能自行按其固有频率振动，而不再需要外力的作用，这种不在外力的作用下的振动称为自由振动。理想情况下的自由振动叫无阻尼自由振动，自由振动时的周期叫固有周期，自由振动时的频率叫固有频率，它们由振动系统自身条件所决定的。

阻尼振动：由于振动系统受到摩擦和介质阻力或其他能耗而使振幅随时间逐渐衰减的振动，又称减幅振动、衰减振动。不论是弹簧振子还是单摆由于外界的摩擦和介质阻力总是存在，在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就会逐渐减小，经过一段时间，振动就会完全停下来，在停下来前振动频率不变，仍等于固有频率。

受迫振动：振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动称为受迫振动。受迫振动达到稳定状态时，其振动的频率与驱动力频率相同，而与物体的固有频率无关；当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动系统的振幅达到最大。

23．（1） （2）向左