2.6 受迫振動 共振高二物理同步講義（人教版選擇性必修第一冊）（教師版）

2.6受迫振動共振目標導航目標導航課程標準課標解讀1.通過生活實例，理解固有振動和固有頻率的概念。2.通過類比的方法，理解共振的概念及其形成的條件。3.通過實例分析，掌握共振的利用和防止措施。1.知道受迫振動的概念，知道受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，而跟振動物體的固有頻率無關.2.理解共振的概念，知道常見的共振的應用和危害．知識精講知識精講知識點01振動中的能量損失1．固有振動如果振動系統不受外力的作用，此時的振動叫作固有振動，其振動頻率稱為固有頻率．2．阻尼振動(1)阻力作用下的振動當振動系統受到阻力的作用時，振動受到了阻尼，系統克服阻尼的作用要做功，消耗機械能，因而振幅減小，最后停下來．(2)阻尼振動振幅隨時間逐漸減小的振動．振動系統受到的阻尼越大，振幅減小得越快，阻尼振動的圖像如圖所示，振幅越來越小，最后停止振動．【即學即練1】(多選)對于阻尼振動，下列說法正確的是()A．阻尼振動就是減幅振動，其振動的能量不斷減少B．實際的振動系統不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振動的振幅、振動能量、振動周期逐漸減小D．對做阻尼振動的振子來說，其機械能逐漸轉化為內能【答案】ABD【解析】振動系統的振動頻率與本身的結構有關，為固有頻率，所以在阻尼振動中，振幅減小，振動能量減少，最終轉化為內能，但周期不變，故A、D正確，C錯誤．實際的振動系統都要受到摩擦或空氣阻力等阻尼作用，故B正確．知識點02受迫振動、共振1．受迫振動(1)驅動力：作用于振動系統的周期性的外力．(2)受迫振動：振動系統在驅動力作用下的振動．(3)受迫振動的頻率：做受迫振動的系統振動穩(wěn)定后，其振動頻率等于驅動力的頻率，跟系統的固有頻率沒有關系．2.共振(1)定義：當驅動力的頻率等于振動物體的固有頻率時，物體做受迫振動的振幅達到最大值的現象．(2)條件：驅動力頻率等于系統的固有頻率．(3)特征：共振時受迫振動的振幅最大．(4)共振曲線：如圖所示．表示受迫振動的振幅A與驅動力頻率f的關系圖像，圖中f0為振動物體的固有頻率．【即學即練2】(多選)有甲、乙、丙三個質量相同的單擺，它們的固有頻率分別為f、4f、5f，都在頻率為4f的同一驅動力作用下做受迫振動，比較這三個單擺()A．它們的振幅相同B．乙的振幅最大C．它們的振動頻率都是4fD．甲、乙、丙的振動頻率分別為f、4f、5f【答案】BC【解析】受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，當系統的固有頻率等于驅動力的頻率時，系統產生共振，振幅最大．因此甲、乙、丙的振動頻率都是4f，且乙的振幅最大，所以B、C正確，A、D錯誤．能力拓展能力拓展考法01振動中的能量損失1．對阻尼振動的理解(1)同一簡諧運動能量的大小由振幅的大小確定．(2)阻尼振動中振幅減小的快慢跟所受阻尼的大小有關，阻尼越大，振幅減小得越快．(3)物體做阻尼振動時，振幅雖不斷減小，但振動的頻率仍由自身結構特點所決定，并不會隨振幅的減小而變化．例如，用力敲鑼，由于鑼受到空氣的阻尼作用，振幅越來越小，鑼聲減弱，但音調不變．(4)阻尼振動若在一段不太長的時間內振幅沒有明顯的減小，可以把它當作簡諧運動來處理．2．阻尼振動和無阻尼振動的比較振動類型比較內容阻尼振動無阻尼振動產生條件受到阻力作用不受阻力作用或受到阻力作用，但外界補充能量振幅如果沒有能量補充，物體的振幅會越來越小振幅不變振動圖像實例用錘敲鑼，由于鑼的振動，發(fā)出響亮的鑼聲，但鑼聲越來越弱，振幅越來越小，屬阻尼振動彈簧振子的振動，單擺的振動【典例1】如圖所示是單擺做阻尼運動的位移—時間圖線，下列說法中正確的是()A．擺球在P與N時刻的勢能相等B．擺球在P與N時刻的動能相等C．擺球在P與N時刻的機械能相等D．擺球在P時刻的機械能小于N時刻的機械能【答案】A【解析】由于擺球的勢能大小由其位移和擺球質量共同決定，P、N兩時刻位移大小相同，關于平衡位置對稱，所以勢能相等，A正確；由于系統機械能在減少，P、N時刻勢能相同，則P處動能大于N處動能，故B、C、D錯．考法02共振及其產生的條件1．共振的條件驅動力的頻率與物體的固有頻率相等，即f＝f固．2．共振曲線如圖所示，共振曲線的橫坐標為驅動力的頻率，縱坐標為受迫振動物體的振幅．由共振曲線可知，當驅動力的頻率與物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大．3．共振的利用與防止(1)利用：由共振的條件知，要利用共振，就應盡量使驅動力的頻率與物體的固有頻率一致．如：共振篩、蕩秋千、共振轉速計等．(2)防止：由共振曲線可知，在需要防止共振危害時，要盡量使驅動力的頻率與固有頻率不相等，而且相差越大越好．如：部隊過橋應便步走．4．固有振動、受迫振動、共振的比較振動類型比較內容固有振動受迫振動共振受力情況僅受回復力周期性驅動力作用周期性驅動力作用振動周期或頻率由系統本身性質決定，即固有周期或固有頻率由驅動力的周期或頻率決定，即T＝T驅或f＝f驅T＝T固或f＝f固振動能量振動物體的機械能不變由產生驅動力的物體提供振動物體獲得的能量最大常見例子彈簧振子或單擺機器運轉時底座發(fā)生的振動共振篩、聲音的共鳴等【典例2】(多選)有甲、乙、丙三個質量相同的單擺，它們的固有頻率分別為f、4f、6f，都在頻率為4f的同一驅動力作用下做受迫振動，比較這三個單擺()A．乙的振幅最大，丙的其次，甲的最小B．乙的振幅最大，甲的其次，丙的最小C．它們的振動頻率都是4fD．乙的振動頻率是4f，甲和丙的振動頻率分別是固有頻率和驅動頻率的合成【答案】AC【解析】受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，當系統的固有頻率等于驅動力的頻率時，系統達到共振，振幅最大，所以A、C正確，B、D錯誤．分層提分分層提分題組A基礎過關練一、單選題1．在如圖所示的振動圖像中，在1~3s的時間范圍內，下列時刻中振動物體的動能和勢能之和最大的是（）A．1.2s B．2.0sC．2.5s D．3.0s【答案】A【解析】隨著阻力的作用，機械能損失越來越多，故時刻越早，能量越大，故A正確，BCD錯誤。故選A。2．如圖所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺，其中A、B的擺長相等。當A擺振動的時候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅動力，使其余各擺做受迫振動。觀察B、C、D擺的振動發(fā)現（）A．C擺的頻率最小 B．A擺的周期最大C．D擺的擺角最大 D．B、C、D的周期相同【答案】B【解析】ABD．B、C、D擺均做受迫振動，振動周期（頻率）與驅動力的周期（頻率）一致，AB錯誤，D正確；C．B擺的擺長與A擺的擺長相等，即固有周期與驅動力周期相等，B擺發(fā)生共振，振幅最大，擺角最大，C錯誤。故選B。3．蜘蛛會根據絲網的振動情況感知是否有昆蟲“落網”，若絲網的固有頻率為200Hz，下列說法正確的是（）A．“落網”昆蟲翅膀振動的頻率越大，絲網的振幅越大B．當“落網”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時，絲網不振動C．當“落網”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時，絲網的振幅最大D．昆蟲“落網”時，絲網振動的頻率由絲網的固有頻率決定【答案】C【解析】ABC．當“落網”昆蟲翅膀振動的頻率接近絲網的固有頻率時，絲網的振幅最大，根據頻率和周期的關系式，可知故AB錯誤；C正確；D．昆蟲“落網”時，絲網做受迫振動，其振動頻率由驅動力的頻率決定，即由落網昆蟲翅膀振動的頻率決定。故D錯誤。故選C。4．正在運轉的洗衣機，當其脫水桶轉得很快時，機器的振動并不強烈，切斷電源，轉動逐漸停下來，到某一時刻t，機器反而會發(fā)生強烈的振動．此后脫水桶轉速繼續(xù)變慢，機身的振動也隨之減弱，這種現象說明A．在t時刻脫水桶的慣性最大B．在t時刻脫水桶的轉動頻率最大C．在t時刻洗衣機發(fā)生共振D．純屬偶然現象，并無規(guī)律【答案】C【解析】A．慣性是物體本身的性質，只與物體的質量有關，故A錯誤；B．切斷電源，轉動逐漸停下來，所以轉動頻率減小，故B錯誤；CD．當驅動力的頻率與固有頻率相等時振幅最大，所以在t時刻洗衣機發(fā)生共振，故C正確，D錯誤。故選C。5．在學到《機械振動與機械波》時，四位同學就自己看到的現象，發(fā)表自己的觀點．小張說：醫(yī)生用聽診器是利用了固體可以傳遞機械波小王說：軍隊過橋時不能齊步走，就是因為怕產生共振，損壞了橋，火車過橋時要減速，也是同樣的道理小趙說：樹葉在水面上下振動說明，介質并不隨機械波向外傳遞小李說：我家的木板門，春夏季聽不到響聲，一到秋冬季節(jié)，就開始嘭嘭作響，這是風吹振動的讓你從物理學的角度來看，你認為誰說錯？（）A．小張說的對 B．小王說的對 C．小趙說的對 D．小李說的對【答案】D【解析】A．由物理學的知識知醫(yī)生用聽診器是利用了固體可以傳遞機械波，選項A不符合題意；B．軍隊過橋時不能齊步走，就是因為怕產生共振，損壞了橋，火車過橋時要減速，也是同樣的道理，選項B不符合題意；C．樹葉在水面上下振動說明，介質并不隨機械波向外傳遞，C不符合題意；D．我家的木板門，春夏季聽不到響聲，一到秋冬季節(jié)，就開始嘭嘭作響，我認為是共鳴，D符合題意．故選D。6．下列說法與振動有關，其中正確的是（）A．周期是1秒的單擺叫秒擺B．擺鐘走得快了必須調短擺長，才可能使其走時準確C．挑水時為了防止水從桶中蕩出，可以加快或減慢走路的頻率D．在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動，是共振現象【答案】C【解析】A．周期是2秒的單擺叫秒擺，故A錯誤；B．根據單擺周期公式知擺鐘走得快了說明周期變小，必須調長擺長，才可能使其走時準確，故B錯誤；C．挑水的人由于行走，使扁擔和水桶上下振動，當扁擔與水桶振動的固有頻率等于人邁步的頻率時，發(fā)生共振，結果水桶中的水溢出。為了防止水從水桶中蕩出，可以加快或減慢走路的步頻。故C正確；D．小船受到海浪的沖擊上下振動，是受迫振動。故D錯誤。故選C。二、多選題7．對于阻尼振動，下列說法正確的是（）A．阻尼振動就是減幅振動，其振動的能量不斷減少B．實際的振動系統不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振動的振幅、振動能量、振動周期逐漸減小D．對做阻尼振動的振子來說，其機械能逐漸轉化為內能【答案】ABD【解析】ACD.振動系統的振動頻率與本身的結構有關，為固有頻率，所以在阻尼振動中，振幅減小，振動能量減少，最終轉化為內能，但周期不變，故AD正確，C錯誤；B.實際的振動系統都要受到摩擦或空氣阻力等阻尼作用，故B正確。8．若空氣阻力不可忽略，單擺在偏角很小的擺動中，總是減小的物理量為（）A．振幅 B．位移 C．周期 D．機械能【答案】AD【解析】有空氣阻力時，振動為阻尼振動，振幅不斷減小，機械能不斷減小，在平衡位置，位移為零，而后位移增大，直到動能為零時位移達到最大，所以位移不是一直減小的，單擺的周期不變，BC錯誤；A、D正確。故選AD。9．下列說法正確的是（）A．彈簧振子做簡諧振動時，振動系統的勢能與動能之和保持不變B．在同一地點，當擺長不變時，擺球質量越大，單擺做簡諧振動的周期越小C．系統做穩(wěn)定的受迫振動時，系統振動的頻率等于周期性驅動力的頻率D．已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運動速度的方向【答案】AC【解析】A．彈簧振子做簡諧振動時，只有動能和勢能參與轉化，根據機械能守恒條件可知，振動系統的勢能與動能之和保持不變，故A正確；B．根據單擺周期公式T＝2π可知，單擺的周期與質量無關，故B錯誤；C．當系統做穩(wěn)定的受迫振動時，系統振動的頻率等于周期性驅動力的頻率，故C正確；D．已知彈簧振子初始時刻的位置和振動方向及其振動周期，才能知道振子在任意時刻運動速度的方向，故D錯誤。故選AC。10．如圖所示為受迫振動的演示裝置，在一根張緊的繩子上懸掛幾個擺球，可以用一個單擺（稱為“驅動擺”）驅動另外幾個單擺。下列說法正確的是（）A．某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度可能不同而加速度一定相同B．如果驅動擺的擺長為L，則其他單擺的振動周期都等于C．如果驅動擺的擺長為L，振幅為A，若某個單擺的擺長大于L，振幅也大于AD．如果某個單擺的擺長等于驅動擺的擺長，則這個單擺的振幅最大E.驅動擺只把振動形式傳播給其他單擺，不傳播能量【答案】ABD【解析】A．某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度大小相等但方向可能不同，根據F=-kx可得，加速度a=故加速度一定相同，A正確；B．如果驅動擺的擺長為L，根據單擺的周期公式有，而其他單擺都是受迫振動，故其振動周期都等于驅動擺的周期，B正確；C．當受迫振動的單擺的固有周期等于驅動擺的周期時，受迫振動的振幅最大，故某個單擺的擺長大，振幅不一定也大，C錯誤；DE．同一地區(qū)，單擺的固有頻率只取決于單擺的擺長，則只有擺長等于驅動擺的擺長時，單擺的振幅能夠達到最大，這種現象稱為共振，受迫振動不僅傳播運動形式，還傳播能量和信息，D正確，E錯誤。故選ABD。11．一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅動力頻率f的關系）如圖所示，近似取π2=10，則（）A．此單擺的固有周期為0.5sB．此單擺的擺長為1mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動【答案】BD【解析】A．當驅動力頻率和單擺的固有頻率相等時，發(fā)生共振，振幅最大，則此單擺的固有周期為故A錯誤；B．根據單擺周期公式知此單擺的擺長為1m。故B正確；C．根據單擺周期公式知若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小。故C錯誤；D．若擺長增大，單擺的固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動。故D正確。故選BD。三、填空題12．阻尼振動（1）阻尼：當振動系統受到_______的作用時，振動受到了阻尼。（2）阻尼振動：______逐漸減小的振動，如圖所示。（3）振動系統能量衰減的兩種方式①振動系統受到_______阻力作用，機械能逐漸轉化為_____；②振動系統引起鄰近介質中各_______的振動，能量向外輻射出去?！敬鸢浮孔枇φ穹Σ羶饶苜|點【解析】略13．受迫振動（1）概念：系統在___________作用下的振動。（2）振動特征：物體做受迫振動達到穩(wěn)定后，物體振動的頻率等于___________的頻率，與物體的___________頻率無關?！敬鸢浮框寗恿︱寗恿逃小窘馕觥浚?）[1]受迫振動是系統在驅動力作用下的振動（2）[2][3]振動特征：物體做受迫振動達到穩(wěn)定后，物體振動的頻率等于驅動力的頻率，與物體的固有頻率無關。題組B能力提升練一、單選題1．如圖所示是一單擺做阻尼振動的圖像，則此單擺的擺球在圖中P與N時刻的（）A．速率 B．重力勢能C．機械能 D．受到的拉力【答案】A【解析】擺球在P時刻的振幅大于N時刻的振幅，所以機械能由于兩個時刻的位移相等，所以高度相等，則重力勢能相等，即則動能所以速率將擺球所受重力沿繩子方向和垂直繩子方向進行分解，繩子拉力和沿繩子方向的分力這兩個力的合力即是法向力，沿垂直繩子方向的分力即是切向力，重力的兩個分力與擺球運動速度無關，擺球速度越大，需要的法向力越大，繩子的拉力就越大，即故選A。2．如圖所示，一質量為m的矩形線框abcd被一輕質彈簧豎直懸掛起來，彈簧上端固定，可看作彈簧振子。bc邊長為L，處于垂直紙面向里的勻強磁場中，abcd回路的總電阻為R。在外力作用下線框在豎直平面內做簡諧運動，運動的周期與彈簧振子的固有周期相同，振幅為A，彈簧的勁度系數為k。線框在運動過程中，bc邊始終在磁場中，ad邊始終在磁場外，彈簧始終在彈性限度內。已知彈簧振子的振動周期公式為，其中m為振子的質量，k為彈簧的勁度系數，下列說法正確的是（）A．線框振動到平衡位置時，彈簧伸長量一定為B．線框振動到平衡位置時，彈簧可能處于原長C．假如撤去外力的話，線框繼續(xù)做簡諧運動D．由題目給出的信息，無法計算出一個完整的周期內外力做功的大小【答案】A【解析】AB．線框振動過程中，由于線框的運動的周期與彈簧振子的固有周期相同，則有線框受到的安培力與作用于線框的外力大小相等，方向相反，線框向下振動到平衡位置時，合外力為零，速度最大，則有解得線框振動到平衡位置時，彈簧伸長量為故A正確，B錯誤；C．假如撤去外力，線框受到的安培力方向與運動方向總相反，安培力是阻力，線框的振動為阻尼振動，所以線框不可能做簡諧運動，故C錯誤；D．線框振動過程中，振幅為，從平衡位置開始計時，做簡諧運動的線框的位移隨時間變化的表達式為線框運動的速度為邊切割磁感線運動產生的感應電動勢為在一個完整的周期內，線框產生的焦耳熱為線框受到的安培力與作用于線框的外力大小相等，方向相反，則有外力做功的大小等于克服線框安培力做的功，所以一個完整的周期內外力做功的大小故D錯誤；故選A。3．如圖所示一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線（振幅A與驅動力頻率f的關系）則（）A．此單擺的擺長約為2mB．此單擺的固有周期為0.5sC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動【答案】D【解析】B．由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等0.5Hz，由頻率和周期的關系式則周期為2s，故B錯誤；A．由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為2s，由公式可得故A錯誤；C．若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯誤；D．若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D正確；故選D。4．如圖所示的演示裝置，一根張緊的水平繩上掛著五個單擺，其中A、E擺長相同，先使A擺動，其余各擺也擺動起來，可以發(fā)現振動穩(wěn)定后（）A．各擺的固有周期均相同B．各擺振動的周期均與A擺相同C．C擺振幅最大D．B擺振動周期最小【答案】B【解析】A．根據單擺的周期公式可知，各擺的固有周期與擺長有關，所以A與E的固有周期相同，其他的不同，A錯誤；B．由于受迫振動的周期與驅動力的周期相同，所以各擺振動的周期均與A擺相同，B正確；C．根據受迫振動的特點，當單擺做受迫振動時，驅動力的周期與固有周期相等時發(fā)生共振，其中E發(fā)生共振，振幅最大，C錯誤；D．根據單擺的周期公式可知，擺長越長，周期越小，所以C擺的周期最小，D錯誤。故選B。5．如圖所示是一個單擺做受迫振動時振幅A與驅動力的頻率f關系的共振曲線，下列說法正確的是（）A．該單擺擺長約為6cmB．發(fā)生共振時單擺的周期為1sC．單擺實際擺動的頻率可能大于驅動力的頻率D．若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動【答案】D【解析】AB．有圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期2s，由公式可得故AB錯誤；C．在受迫振動中受迫振動的周期與驅動力的周期相同，故頻率也相同，所以單擺實際擺動的頻率不可能大于驅動力的頻率，故C錯誤；D．由單擺周期公式可知，若增大擺長，則單擺周期增加，故固有頻率減小，共振曲線的“峰”將向左移動，故D正確。故選D。6．共振現象是指一個物理系統在其自然的振動頻率（所謂的共振頻率）下趨于從周圍環(huán)境吸收更多能量的趨勢。自然中有許多地方有共振的現象。人類也在其技術中利用或者試圖避免共振現象。如圖所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線（振幅與驅動力頻率的關系），下列說法正確的是（）A．此單擺的固有周期為B．此單擺的擺長約為C．若僅擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若僅擺長增大，共振曲線的峰將右移【答案】A【解析】A．由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，由頻率和周期的關系式則周期為，A正確；B．由圖可知，此單擺的振動頻率與固有頻率相等，則周期為，由公式可得B錯誤；C．若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，C錯誤；D．若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D錯誤。故選A。7．一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅動力的頻率f的關系）如圖所示，則（）A．此單擺的固有周期約為0.5sB．此單擺的擺長約為2mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若將此單擺由山腳移至山頂，共振曲線的峰將略微向左移動【答案】D【解析】A．當驅動力的頻率接近固有頻率時，振動的幅度最大，此時達到共振，由圖象可知固有頻率為0.5Hz，故有周期為2s，A錯誤；B．根據將單擺的振動周期為2s代入，可得擺長B錯誤；C．若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，C錯誤；D．由于山頂處重力加速度減小，若將此單擺由山腳移至山頂，單擺的振動周期變大，振動頻率減小，共振曲線的峰將略微向左移動，D正確。故選D。二、多選題8．將測力傳感器接到計算機上可以測量快速變化的力，將單擺掛在測力傳感器的探頭上，測力探頭與計算機連接，用此方法測得的單擺擺動過程中擺線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示，取g＝10m/s2.某同學由此圖象提供的信息做出了下列判斷，其中正確的是（）A．擺球的周期T＝0.5s B．單擺的擺長L＝1mC．t＝0.5s時擺球正經過最低點 D．擺球運動過程中周期越來越小【答案】BC【解析】A．由圖可知，單擺兩次拉力極大值的時間差為1s，所以單擺的振動周期為2s，A錯誤；B．根據單擺的周期公式，可得擺長，B正確；C．時擺線的拉力最大，所以擺球正經過最低點，C正確；D．擺線拉力的極大值發(fā)生變化，說明擺球在最低點時的速度大小發(fā)生了變化，所以擺球做阻尼振動，振幅越來越小，由于周期與振幅無關，所以單擺的周期不變，D錯誤。故選BC。9．如圖所示是單擺做阻尼振動的振動圖象，下列說法正確的是（）A．擺球時刻的動能等于時刻的動能B．擺球時刻的勢能等于時刻的勢能C．擺球時刻的機械能等于時刻的機械能D．擺球時刻的機械能大于時刻的機械能【答案】BD【解析】因為單擺做阻尼振動，因為要不斷克服空氣阻力做功，振幅逐漸減小，使得機械能逐漸轉化為其他形式的能，機械能不斷減小，由于、兩時刻單擺的位移相同，位置一樣，所以勢能相等，因為機械能減小，所以動能減小，BD正確．10．將一個電動傳感器接在計算機上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動時懸線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示．某同學由此圖線提供的信息做出了下列判斷（）A．t=0.2s時擺球正經過最低點B．t=1.1s時擺球正經過最低點C．擺球擺動過程中機械能守恒D．擺球擺動的周期是T=1.2s【答案】AD【解析】當擺球運動到最低點時，拉力最大，擺動到最高點時拉力最小，相鄰兩次通過最低點經歷的時間是半個周期，由此判斷AD對B錯，從圖像來看，經過最低點時繩子的拉力變小，可知速度變小，這個振動是有阻尼的振動，機械能不守恒11．在弛豫過程中通過測定橫向磁化矢量Mxy可得知生物組織的磁共振信號。按法拉第定律，磁矢量Mxy的變化使環(huán)繞在人體周圍的接收線圈產生感應電動勢，這個可以放大的感應電流即MR信號。90°脈沖后，由于受時間的影響，磁共振信號以指數曲線形式衰減，稱為自由感應衰減，如圖所示。對此下列說法正確的是（）A．該圖像類似于受迫運動B．該圖像類似于阻尼振動C．該圖像的頻率取決于固有頻率D．該圖像的振動頻率由振動系統決定【答案】BCD【解析】A．受迫振動的振幅和頻率都是不變，則該圖像于受迫運動不是類似的，選項A錯誤；B．由圖像可知，振幅之間遞減，則該圖像類似于阻尼振動，選項B正確；CD．該圖像的頻率取決于固有頻率，而固有頻率是由振動系統決定的，選項CD正確；故選BCD。12．如圖所示的裝置中，在曲軸上懸掛一個彈簧振子，若不轉動把手，讓其上下振動，周期為，若使把手以周期（）勻速轉動，當運動都穩(wěn)定后，則不正確的是（）A．彈簧振子的振動周期為B．彈簧振子的振動頻率為C．要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手轉速增大D．要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手轉速減小【答案】D【解析】AB．彈簧振子在把手作用下做受迫振動，因此振動周期為，振動頻率為，所以AB正確；CD．由于，故欲使振幅增大，應使把手的頻率與振子的頻率接近，則減小，即轉速應增大，所以C正確；D錯誤；此題選擇不正確的選項，故選D。13．一砝碼和一輕彈簧構成彈簧振子，如圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動，勻速轉動把手時，曲桿給彈簧振子以驅動力，使振子做受迫振動，把手勻速轉動的周期就是驅動力的周期，改變把手勻速轉動的速度就可以改變驅動力的周期，若保持把手不動，給砝碼一個向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示，當把手以某一速度勻速轉動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖丙所示，若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅動力的周期，y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則（）A．由圖線可知T0=4sB．由圖線可知T0=8sC．當T在4s附近時，y顯著增大；當T比4s小得多或大得多時，y很小D．當T在8s附近時，y顯著增大；當T比8s小得多或大得多時，y很小【答案】AC【解析】AB．圖像乙是物體自由振動時的周期，故由圖像乙可知，物體的固有頻率為B錯誤A正確；CD．當物體的驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振動達到最強，故當T在4s附近時，振幅顯著增大，當T比4s小很多或大得很多時，y很小，D錯誤C正確。故選AC。14．下列說法正確的是（）A．單擺運動到平衡位置時，回復力為零B．只有發(fā)生共振時，受迫振動的頻率才等于驅動力的頻率C．水平放置的彈簧振子做簡諧振動時的能量等于在平衡位置時振子的動能D．單擺的周期隨擺球質量的增大而增大【答案】AC【解析】A．對于單擺，在平衡位置，所受到的回復力為零，A正確；B．受迫振動的頻率總等于周期性驅動力的頻率，與是否發(fā)生共振沒有關系，B錯誤；C．振動能量是振動系統的動能和勢能的總和，在平衡位置時彈性勢能為零，C正確；D．根據單擺的周期公式可知，單擺的周期與擺球的質量無關，D錯誤。故選AC。15．如圖所示為受迫振動的演示裝置，在一根張緊的繩子上懸掛幾個擺球，可以用一個單擺（稱為“驅動擺”）驅動另外幾個單擺。下列說法正確的是（）A．某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度可能不同B．如果驅動擺的擺長為L，則其他單擺的振動周期都等于2πC．驅動擺只把振動形式傳播給其他單擺，不傳播能量D．如果某個單擺的擺長等于驅動擺的擺長，則這個單擺的振幅最大【答案】ABD【解析】A．某個單擺擺動過程中多次通過同一位置時，速度方向可能不同，A正確；B．如果驅動擺的擺長為L，根據單擺的周期公式有T＝2π而其他單擺都做受迫振動，故其振動周期都等于驅動擺的周期，B正確；CD．同一地區(qū)，單擺的固有頻率只取決于單擺的擺長，擺長等于驅動擺的擺長時，單擺的振幅能夠達到最大，這種現象稱為共振，受迫振動不僅傳播運動形式，還傳播能量和信息，故C錯誤，D正確。故選ABD。16．如圖甲所示在一條張緊的繩子上掛幾個擺，a、c擺的擺長相同且小于b擺的擺長。當a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅動力，使其余各擺也振動起來。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動圖像，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（）A．a、b、c單擺的固有周期關系為Ta＝Tc＜TbB．b、c擺振動達到穩(wěn)定時，c擺振幅較大C．達到穩(wěn)定時b擺的振幅最大D．由圖乙可知，此時b擺的周期Tb小于t0【答案】AB【解析】A．由單擺周期公式因為知固有周期關系為A正確；BC．因為所以c擺共振，達到穩(wěn)定時，c擺振幅較大，b擺的振幅最小，C錯誤B正確；D．受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，所以三個單擺的頻率相同，周期相同，故Tb等于t0，D錯誤。故選AB。17．將一個鐵篩四角用四根彈簧支起，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉動一周給篩子提供一次驅動力。已知增大電動偏心輪的輸入電壓，可提高轉速；增大篩子質量，可增大篩子的固有周期。篩子自由振動時完成10次全振動用15s，電動偏心輪轉速為36r/min，則要使篩子振動的振幅最大，可采用的辦法是（）A．提高電動偏心輪的輸入電壓B．降低電動偏心輪的輸入電壓C．增大篩子的質量D．減小篩子的質量【答案】AC【解析】AB．由題目