粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 受迫振动 共振习题

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．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速的目的。如果某路面上的一排减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2赫兹的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（       ）

A．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2Hz

B．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为0.3Hz

C．当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸得最厉害

D．汽车速度越大，颠簸得越厉害

2．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是(　 　)

A．两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝5∶2

B．若两个受迫振动在地球上同一地点进行，则两者摆长之比为lⅠ∶lⅡ＝4∶25

C．图线Ⅱ的单摆若是在地面上完成的，则该摆摆长约为2m

D．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线

3．关于共振，下列说法正确的是（　　）

A．发生共振现象时物体做的一定是固有振动

B．发生共振现象时驱动力的频率与物体的固有频率相同

C．一个固有频率为30Hz的物体受80Hz的驱动力作用时比受20Hz驱动力作用时振幅大

D．共振是有害的，因此在任何情况下都要尽可能避免共振

4．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）

A．共振是受迫振动的一种特殊情况

B．机械波传播过程中，介质中的单个质点的能量是守恒的

C．当障碍物的尺寸比波长大很多时，波就不能发生衍射

D．同一机械波在不同介质中传播时，频率往往不同

5．以下说法中错误的是（       ）

A．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制

B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

C．通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度

D．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小

6．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

7．下列说法中正确的是（　　）

A．波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会增大

B．受迫振动的频率与物体的固有频率有关

C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向

D．波长越长的波，沿直线传播的特性越明显

8．下列说法正确的是（　　）

A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大

B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应

C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大

D．树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射

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．此单摆的摆长约为1m B．此单摆的固有周期约为0.5s

C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动

10．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

11．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

12．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中、的摆长相等，当摆振动起来后，其余各摆也振动起来，关于、、、四个单摆的摆动描述正确的是（       ）

A．摆动得振幅最大

B．摆摆动得振幅最大

C．摆摆动得最快

D．摆摆动得最快

13．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图所示。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15 s，在某电压下，电动偏心轮的转速是50 r/min。已知增大电动偏心轮电压可使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（　　）

①降低输入电压   ②提高输入电压   ③增加筛子质量   ④减小筛子质量

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

14．下列相关说法中，正确的是（　　）

A．只要是波，都能发生衍射、干涉和偏振现象

B．火车过桥要慢开，目的是使驱动力的频率远大于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁

C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波

D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的

15．如图所示，弹簧上端有一个小环，套在曲轴上．转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，测得振动频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，每分钟转240转。当振子振动稳定后，它的振动周期为(　　)

A．0.5 s B．0.25 s C．2 s D．4 s

二、填空题（共4题）

16．驱动力：作用于振动系统的_______的外力。

17．(1)受迫振动是指系统在驱动力的作用下振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)与物体的固有周期(或频率)__________；当驱动力的频率与固有频率接近时，振幅就越大，当二者__________时，振幅达到最大，这就是共振现象．

(2)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线．

若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示_______（填“月球”或“地球”）上单摆的共振曲线；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1：l2=_______； 图线II若是在地球上完成的，则该摆摆长约为______m．

18．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。当丝网的振动频率为f=200Hz左右时，网的振幅最大，对于落在网上的昆虫，当翅膀振动的频率为____________Hz左右时，蜘蛛便能立即捕到它。

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．某物理学习小组制作了一个实验装置，如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，求：

（1）开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在内完成40次全振动，（不计空气阻力和摩擦）振子做什么运动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么运动？

（2）某同学若以转速匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期和频率各是多少？

21．如图，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动，形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为。现使圆盘以的周期匀速运动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？

22．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)

23．一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，始终保证以速率v水平向左匀速拉动记录纸，通过纸移动的空间距离间接反映运动时间的方法，记录振子的运动．记录笔在纸上留下如图17所示的图像，已知该图像是经过一定的平移操作后是一个正弦函数图像．记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计．y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的已知位置坐标．

（1）写出振子的平衡位置的纵坐标yC；

（2）求振子振动的周期T，并给出一个类似本题记录振动的方法的应用；

（3）若记录笔与记录纸之间的摩擦力和空气阻力很小但不可忽略，在答题纸相关区域定性画出记录纸上可能出现的图线；

参考答案：

1．C

2．A

3．B

4．A

5．A

6．D

7．C

8．B

9．A

10．C

11．C

12．B

13．C

14．D

15．B

16．周期性

17．     无关     相等     月球     25:4     1m

18．200

19．ACE

20．（1）简谐运动， 0.25s， 4Hz，阻尼振动；（2）受迫振动 ，0.125s， 8Hz

21．0.25Hz

22．左移或向原点方向移动

23．(1)；(2),应用：心电图，示波器显示等；(3)