浙江專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第2章機(jī)械振動6受迫振動共振訓(xùn)練提升新人教版選擇性必修第一冊

6受迫振動共振課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.下圖為演示受迫振動與驅(qū)動力頻率之間關(guān)系的試驗裝置,若驅(qū)動力的頻率由小漸漸變大,直至超過彈簧振子的固有頻率,則在此過程中,可以看到的現(xiàn)象是()A.彈簧振子的振動頻領(lǐng)先增大后減小B.彈簧振子的振動頻率始終不變C.彈簧振子的振幅漸漸增大D.彈簧振子的振幅先增大后減小答案D解析受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,若驅(qū)動力的頻率由小漸漸變大,則彈簧振子的振動頻率由小漸漸變大,故選項A、B錯誤;當(dāng)驅(qū)動力的頻率f等于彈簧振子的固有頻率f0時,系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅最大,故f<f0時,隨f的增大,振幅增大,當(dāng)f>f0時,隨f的增大,驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率,故彈簧振子的振幅減小,故當(dāng)驅(qū)動力的頻率漸漸增大的過程中彈簧振子的振幅先增大后減小,故選項C錯誤,D正確。2.如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛a、b、c、d四個擺,其中a、d擺長相等。讓d先搖擺起來,其他各擺隨后也跟著搖擺起來。穩(wěn)定后可以視察到a、b、c三個擺的周期與d的周期相等,a、b、c三個擺中,振幅最大的是()A.a擺B.b擺C.c擺D.a、b、c三個擺振幅一樣大答案A解析受迫振動中,當(dāng)驅(qū)動力頻率等于固有頻率時,出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅達(dá)到最大,由于a擺的擺長與d擺的擺長相等,則a擺的固有頻率與d擺的相同,故a擺發(fā)生共振,振幅最大,故選項A正確,B、C、D錯誤。3.“洗”是古代盥洗用的臉盆,多用青銅鑄成,現(xiàn)代亦有很多仿制的工藝品。倒些清水在其中,用手掌摩擦盆耳,盆就會發(fā)出嗡嗡聲,還會濺起層層水花?，F(xiàn)某同學(xué)用雙手摩擦盆耳,起初頻率特別低,漸漸提高摩擦頻率,則關(guān)于濺起水花強(qiáng)弱的描述正確的是()A.濺起水花越來越弱B.濺起水花越來越強(qiáng)C.濺起水花先變?nèi)鹾笞儚?qiáng)D.濺起水花先變強(qiáng)后變?nèi)醮鸢窪解析當(dāng)某同學(xué)用雙手摩擦盆耳的頻率等于“洗”(包括水)的固有頻率時,會發(fā)生共振,濺起水花最強(qiáng)。所以用雙手摩擦盆耳,起初頻率特別低,低于固有頻率,漸漸提高摩擦頻率,濺起水花先變強(qiáng),當(dāng)超過固有頻率后,濺起水花變?nèi)?故選項D正確,A、B、C錯誤。4.部隊經(jīng)過橋梁時,規(guī)定不許齊步走;登山運動員登雪山時,不許高聲叫喊,主要緣由是()A.減輕對橋的壓力,避開產(chǎn)生回聲B.削減聲波對橋、雪山的沖擊力C.避開使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D.使橋受到的壓力更不勻稱,使登山運動員耗散能量削減答案C解析部隊過橋時假如齊步走,給橋梁施加周期性的外力,簡單使橋的振動幅度增大,即發(fā)生共振,造成橋梁倒塌。登山運動員登高山時(高山上有常年積雪,雪山內(nèi)部溫度較高,有部分雪熔化成了水,對冰層起潤滑作用)高聲叫喊,聲波簡單引發(fā)雪山共振而發(fā)生雪崩,故選項C正確。5.下圖是一個單擺做受迫振動時的共振曲線,表示振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系,π2取10,g取10m/s2,由該圖線可知()A.該單擺的擺長約為10cmB.該單擺的擺長約為1mC.若增大擺長,共振曲線的“峰”將向右移動D.若增大擺長,共振曲線的“峰”將向上移動答案B解析由共振曲線可知,當(dāng)驅(qū)動力頻率f=0.5Hz時產(chǎn)生共振現(xiàn)象,則單擺的固有頻率f=0.5Hz,單擺的頻率f=1T=12πg(shù)l,得擺長l=g4π二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)6.下列現(xiàn)象中,利用共振現(xiàn)象的是()A.秋千越蕩越高B.火車過橋時要慢開C.喇叭常放在音箱內(nèi)D.建廠房時要考慮廠房的固有頻率與機(jī)器的固有頻率的差別答案AC解析當(dāng)物體發(fā)生共振時,驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率,此時振動物體的振幅最大,能量最大,因此應(yīng)用共振的是選項A、C,防止共振的是選項B、D。7.地震會導(dǎo)致很多房屋坍塌,下列說法正確的是()A.地震中全部建筑物振動周期相同B.地震中全部建筑物振幅相同C.建筑物的振動周期由其固有周期確定D.全部建筑物均做受迫振動答案AD解析由于物體做受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后的振動周期是由驅(qū)動力的周期來確定的,跟振動物體本身的固有周期無關(guān),故地震中全部建筑物振動周期相同;而發(fā)生共振的條件是驅(qū)動力的頻率等于物體本身固有的頻率,故地震中全部建筑物振幅不相同。故選項A、D正確,B、C錯誤。8.如圖所示,兩個質(zhì)量分別為m1和m2的小球A、B,懸掛在同一根水平細(xì)線上,當(dāng)A在垂直于水平細(xì)線的平面內(nèi)搖擺時,下列說法正確的是()A.兩擺的振動周期是相同的B.當(dāng)兩擺的擺長相等時,B擺的振幅最大C.懸掛A的豎直細(xì)線長度改變時,B的振幅不變D.B擺的振幅可能超過A擺的振幅答案ABD解析A搖擺時,B擺做受迫振動,穩(wěn)定后,B擺的振動周期應(yīng)等于驅(qū)動力的周期,即等于A擺的周期,故選項A正確;當(dāng)B擺長與A擺長相等時,兩者的固有周期相等,而A擺的固有周期就是使B做受迫振動的驅(qū)動力的周期,可見B擺處于共振狀態(tài),選項B正確;A擺長發(fā)生改變,就是使B做受迫振動的驅(qū)動力周期發(fā)生改變,由于B的固有周期不變,這樣兩個周期差別就發(fā)生了改變,因而B的振幅也發(fā)生了改變,選項C錯誤;單擺振動的能量不僅與振幅有關(guān),還跟振動系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān),假如A的質(zhì)量比B大得多,從A向B傳遞的能量有可能使B的振幅大于A的振幅,選項D正確。實力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.把一個篩子用四根彈簧支起來,篩子上裝一個電動偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個驅(qū)動力,這就做成了一個共振篩,如圖所示。不開電動機(jī)讓這個篩子自由振動時,完成20次全振動用15s,在某電壓下,電動偏心輪的轉(zhuǎn)速是50r/min。已知增大電動偏心輪電壓可使其轉(zhuǎn)速提高,而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共振篩的振幅增大,以下做法可行的是()①降低輸入電壓②提高輸入電壓③增加篩子質(zhì)量④減小篩子質(zhì)量A.①③ B.①④C.②③ D.②④答案C解析依據(jù)題意得篩子的固有頻率為f0=2015Hz=43Hz,電動機(jī)某電壓下,電動偏心輪的轉(zhuǎn)速是50r/min,頻率為f=5060Hz2.為了交通平安,常在馬路上設(shè)置減速帶,減速帶使路面略微拱起以達(dá)到使車輛減速的目的。一排等間距設(shè)置的減速帶,可有效降低車速,稱為洗衣板效應(yīng)。假如某路面上的減速帶的間距為1.5m,一輛固有頻率為2Hz的汽車勻速駛過這排減速帶,下列說法正確的是()A.當(dāng)汽車以5m/s的速度行駛時,其振動頻率為2HzB.當(dāng)汽車以3m/s的速度行駛時最顛簸C.當(dāng)汽車以3m/s的速度行駛時最不顛簸D.汽車速度越大,顛簸越厲害答案B解析當(dāng)汽車以5m/s的速度行駛時,其振動頻率為f=vl=51.5Hz=1033.在火車車廂里用懸線吊著一個小球,火車經(jīng)過鐵軌接合處時的振動使球搖擺,假如鐵軌長12.5m,線長40cm,則下列說法正確的是()A.該單擺的固有周期約2.25sB.不論車速多大,該單擺不行能產(chǎn)生共振C.火車速度約10m/s時,單擺振幅最大D.增加單擺的擺長后,火車速度越大,單擺振幅越大答案C解析單擺的固有周期T=2πl(wèi)g=2×3.14×0.49.8s=1.26s,選項A錯誤;當(dāng)列車的振動頻率與單擺的固有頻率相同時,單擺共振,振幅最大,即當(dāng)列車在長12.5m的鋼軌上運行的時間為1.26s時,車廂發(fā)生共振,則有v=xt=12.二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)4.某簡諧振子,自由振動時的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示,而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時,穩(wěn)定后的振動圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示,那么,此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()A.a點 B.b點C.c點 D.肯定不是c點答案AD解析振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)=32T固,所以受迫振動的狀態(tài)肯定不是圖乙中的b點和c點,可能是a5.如圖所示,A、B、C、D四個單擺的擺長分別為l、2l、l、l2,擺球的質(zhì)量分別為2m、2m、m、m2,四個單擺靜止地懸掛在一根水平細(xì)線上。現(xiàn)讓A單擺垂直于紙面振動起來,通過水平細(xì)線迫使B、C、D也振動起來,則下列說法正確的是(A.A單擺振動周期為2πl(wèi)B.A、B、C、D四個單擺的周期均相同C.B、C、D中因D的質(zhì)量最小,故其振幅是最大的D.B、C、D中C的振幅最大答案ABD解析依據(jù)單擺周期公式,可知A單擺振動周期為2πl(wèi)g三、