2020-2021学年6 受迫振动 共振精练

2.6受迫振动 共振提升优化（含解析）

一、单选题

1.如图所示是物体受迫振动的共振曲线，该共振曲线表示了物体（   ） 

A. 在不同时刻的振幅                                              B. 在不同时刻的位移

C. 在不同频率的驱动力下的振幅                             D. 在不同频率的驱动力下的位移

2.如图所示，装置中弹簧振子的固有周期为0.2s。匀速转动把手，使弹簧振子受到周期性的外力，下列说法正确的是（   ） 

A. 把手转速为2r/s时，振子振动的频率为5Hz 

B. 把手转速为5r/s时，可使振子振动的振幅最大 

C. 当把手转速从5r/s开始逐渐减小时，振子振动的振幅逐渐增大 

D. 当把手转速从5r/s开始逐渐增大时，振子振动的振幅逐渐增大 

3.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. 各摆摆动的周期均与c摆相同       B. a 摆摆动周期最短       C. b摆摆动周期最长       D. b摆振幅最大

4.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A与驱动力频率f的关系），则（    ） 

A. 此单摆的固有周期约为1s                                    B. 此单摆的摆长约为1m

C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大                      D. 若摆长增大，共振曲线的峰将右移

5.A、B 两个弹簧振子，A的固有频率为2f，B的固有频率为6f，若它们都在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，则（　　）           

A. 振子A的振幅较大，振动频率为2f                       B. 振子B的振幅较大，振动频率为6f

C. 振子A的振幅较大，振动频率为5f                       D. 振子B的振幅较大，振动频率为5f

6.下列说法正确的是（　　）           

A. 做简谐振动的物体每次经过相同的位置，速度都相同         B. 做受迫振动的物体，振幅总是随驱动力的频率增大而减小

C. 单摆的周期与摆长L、重力加速度g、摆球质量m有关         D. 弹簧振子完成一次全振动的时间为一个周期

7.下列说法不正确的是（   ）

A. 挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频

B. 在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象

C. 部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌

D. 较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振

8.部队过桥时不适合齐步走，这是为了（   ）

A. 减小对桥的压力            B. 使桥受力均匀            C. 使桥的振动频率减小            D. 避免桥发生共振

9.在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆的声音,测得这声音的频率为500 Hz。将这只酒杯放在两个大功率的声波发生器之间,操作人员通过调整其发出的声波,就能使酒杯碎掉(如图所示)。下列说法中正确  的是(　　)

​

A. 操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大

B. 操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波

C. 操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率

D. 操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz

10.下列各种振动中，不是受迫振动的是(　　)

A. 敲击后的锣面的振动                                           B. 缝纫机针的振9动

C. 人挑担子时，担子上下振动                                D. 蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动

11.单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小，这是因为(　　)

A. 能量正在逐渐消灭                                              B. 动能正在转化为势能

C. 机械能守恒                                                         D. 总能量守恒 ，减少的机械能转化为内能

12.脱水机把衣服脱水完后切断电源，电动机还要转一会儿才  能停下来，在这一过程中，发现脱水机在某一时刻振动得很剧烈，然后又慢慢振动直至停止运转，其中  振动很剧烈的原因是(　　）

A. 脱水机没有放平稳                                                                        B. 电动机在这一时刻转快了

C. 电动机在这一时刻的转动频率跟脱水机的固有频率相近或相等     D. 是脱水机出现了故障

13.如图，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8 Hz,乙弹簧振子的固有频率为7 Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时,则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8 Hz                        B. 甲的振幅较大,且振动频率为9 Hz

C. 乙的振幅较大,且振动频率为9 Hz                        D. 乙的振幅较大,且振动频率为7 Hz

14.曾因高速运行时刹不住车而引发的“丰田安全危机”风暴席卷全球，有资料分析认为这是由于当发动机达到一定转速时，其振动的频率和车身上一些零部件的固有频率接近，使得这些零部件就跟着振动起来，当振幅达到一定时候就出现“卡壳”现象。有同学通过查阅资料又发现丰田召回后的某一维修方案，就是在加速脚踏板上加一个“小铁片”。试分析该铁片的主要作用是（）

A. 通过增加质量使整车惯性增大                             B. 通过增加质量使得汽车脚踏板不发生振动

C. 通过增加质量改变汽车脚踏板的固有频率           D. 通过增加质量改变汽车发动机的固有频率

15.物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，固有频率为f1  ， 驱动力的频率为f2  ， 物体做受迫振动的频率为f，则（    ）

A. f = f1                                   B. f = f2                                   C. f＞f1                                   D. f＜f2

16.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 

二、填空题

17.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处(如图所示)，树枝在10 s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次。你估计鸟的质量最接近________ g。

18.铁轨上每根钢轨长12 m，若支持车厢的弹簧  固有周期为0.6  s，  那么列车以________m/s速度行驶时，车厢振动最厉害。

19.在飞机的发展中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题．在飞机机翼前缘装置配重杆的目的主要是________。

三、综合题

20.如图所示是一个单摆的共振曲线。

（1）试估算此单摆的摆长。(g取10m/s2)

（2）共振时单摆的振幅为多大?

（3）若摆长增大,共振曲线的峰值将怎样移动?

答案解析

一、单选题

1.【答案】 C  

【解析】当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等，振动物体产生共振现象。由共振曲线可知：横坐标表示驱动力的频率，纵坐标表示物体在不同频率的驱动力作用下的振幅。C符合题意。

故答案为：C。

2.【答案】 B  

【解析】A．把手转速为2r/s时，因为转动频率为2Hz，则振子振动的频率为2Hz，A不符合题意；

B．把手转速为5r/s时，因为转动周期为0.2s，等于振子的固有周期，则振子产生共振，即可使振子振动的振幅最大，B符合题意；

CD．把手转速为5r/s时振子产生共振，振幅最大，则当把手转速从5r/s开始逐渐减小或者把手转速从5r/s开始逐渐增大时，振子振动的振幅均会逐渐减小，CD不符合题意。

故答案为：B。

3.【答案】 A  

【解析】ABC． c摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、d三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、d三摆做受迫振动，A、b、d三摆周期相同，A符合题意，BC不符合题意；

D． 因为a摆的摆长等于c摆的摆长，所以a摆的固有频率等于受迫振动的频率，所以a摆发生共振，振幅最大，D不符合题意。

故答案为：A。

4.【答案】 B  

【解析】单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz，周期为2s。A不符合题意；单摆的周期为2s由公式 求得L≈1m B符合题意；根据 知摆长增大周期增大，所以频率会变小，C不符合题意；频率变小则共振曲线的峰将向左移动，D不符合题意；

故答案为：B

5.【答案】 D  

【解析】受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大．A、B两个单摆都做受迫振动，频率为5f，B摆固有频率接近5f，则B的振幅较大，所以D符合题意，ABC不符合题意．

故答案为：D．

6.【答案】 D  

【解析】解：A、简谐振动物体运动方向可能指向平衡位置，有可能背离平衡位置，所以物体每次经过相同的位置，速度方向不一定相同，A不符合题意；

B、简谐振动物体当策动力的频率等于物体的固有频率，即f=f0时，系统达到共振，振幅最大．B不符合题意；

C、根据：T= 可知单摆的周期与摆长L、重力加速度g有关、与摆球质量m无关，C不符合题意；

D、根据振动的周期的定义可知，弹簧振子完成一次全振动的时间为一个周期．D符合题意．

故答案为：D

7.【答案】 B  

【解析】解：A、挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出．挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频．故A正确；

B、停在海面的小船上下振动，是受迫振动，但不一定是发生共振，故B不正确；

C、部队要便步通过桥梁，是为了防止出现一致的策动力，避免桥发生共振．故C正确；

D、较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确．

本题选择不正确的，故选：B

8.【答案】 D  

【解析】解：部队经过桥梁时，规定不许齐步走，主要原因是避免使桥发生共振，故A、B、C错误，D正确，

故选：D

9.【答案】 D  

【解析】驱动力的周期与固有周期相等,形成共振,共振时振幅最大,操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz,就能使酒杯碎掉。

10.【答案】 A  

【解析】A选项中锣面的振动是阻尼振动，而B、C、D选项中物体的振动是在驱动力作用下的振动，是受迫振动，A选项符合要求

11.【答案】 D  

【解析】能量不能被消灭，只能发生转化或转移，故A错 误．单摆在运动中由于受到空气阻力，要克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，转化为内能，由能量守恒定律可知，总能量是守恒的，故B、C错误，D正确

12.【答案】 C  

【解析】由于电动机的转动，使脱水机做受迫振动．而电动机转动的频率是逐渐变化的，当它的频率接近或等于脱水机的固有频率时，发生共振现象，C正确。

13.【答案】 B  

【解析】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，甲乙振动的频率等于9Hz，甲的频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大．故选B

14.【答案】 C  

【解析】根据题意，本题的信息为：共振。加速踏板上装一小铁片，使得固有频率发生改变，所以避免了共振现象的发生，所以答案为C。

15.【答案】 B  

【解析】物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，则受迫振动的频率为f=f2  ， B正确。

16.【答案】 B  

【解析】AB．受迫振动的频率与驱动力频率相同；当物体做受迫振动时，驱动力的频率与振子系统的固有频率越接进，振幅越大。图甲可知曲线Ⅰ振幅大，周期短，频率大，所以若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，B符合题意，A不符合题意；

C．若b状态所对应的振动图象是曲线Ⅰ，则状态c的振幅应大于状态Ⅰ，所以曲线Ⅱ对应的状态不可能是乙图中的c点，C不符合题意；

D．若b状态所对应的振动图象是曲线Ⅱ，则曲线Ⅰ对应的状态频率要大于b的频率，不可能是乙图中的a点，D不符合题意。

故答案为：B。

二、填空题

17.【答案】 200  

【解析】振动系统的频率是由振动系统的自身来决定的。鸟与树枝组成的系统频率 。 砝码与树枝组成的系统频率 。 砝码与树枝组成的系统频率为 ，而 ，故鸟的质量应在 与 之间。

【分析】认真分析题目提供信息，找到规律是解题的关键，根据题目可得出“相同时间的振动次数随振动物体的质量增大而减小”的规律。

18.【答案】 20  

【解析】对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时发生共振现象，所以列车的速度 时，车厢振动最厉害

【分析】当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等，振动物体产生共振现象。

19.【答案】 改变机翼振动的固有频率  

【解析】飞机抖动的厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的频率差别增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率。

【分析】飞机上天后，飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，而且越抖越厉害，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，解决的方法就是使驱动力的频率远离飞机的固有频率。

三、综合题

20.【答案】 （1）由题图知单摆固有周期 ,由 ,得摆长 。

（2）由图像知,振幅为 。

（3）摆长变长,固有周期增大,固有频率减小,故图像左移。

【解析】【分析】（1）由共振曲线得到单摆的固有频率，求解出周期，根据单摆周期公式求解摆长；（2）由图象得到共振时单摆振幅。