沪科版 (2019)选择性必修 第一册2.5 受迫振动与共振同步训练题

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

一、选择题（共15题）

1．如图所示，质量相同的四个摆球悬于同一根横线上，四个摆的摆长分别为L1＝2 m、L2＝1.5 m、L3＝1 m、L4＝0.5 m．现以摆3为驱动摆，让摆3振动，使其余三个摆也振动起来，则摆球振动稳定后(　　)

A．摆1的振幅一定最大 B．摆4的周期一定最短

C．四个摆的振幅相同 D．四个摆的周期相同

2．如图所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为，然后分别以不同的转速匀速摇把，关于振子的运动，下列说法正确的是：（　　）

A．转动摇把的转速越快，振子的振幅越大

B．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振幅最大

C．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为

D．以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为

3．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也跟着摆动起来，可以发现（   ）

A．D摆的振幅最大 B．D摆的振幅最小

C．B的摆动周期小于C的摆动周期 D．B的摆动周期大于C的摆动周期

4．如图所示是单摆做阻尼振动的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．摆球时刻的动能等于时刻的动能

B．摆球时刻的势能等于时刻的势能

C．振动过程中摆球的动能不断减小

D．振动过程中摆球的势能不断减小

5．如图，在一根张紧的绳上挂几个单摆，其中C、E两个摆的摆长相等，先使C摆振动，其余几个摆在C摆的带动下也发生了振动，则(　　)

A．只有E摆的振动周期与C摆相同

B．B摆的频率比A、D、E摆的频率小

C．E摆的振幅比A、B、D摆的振幅大

D．B摆的振幅比A、D、E摆的振幅大

6．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

7．关于单摆、弹簧振子、受迫振动，下列说法正确的是（　　）

A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期与其摆长的平方根成正比

B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和可能变化

C．已知弹簧振子初始时刻的位置、振幅及周期，一定能确定振子在任意时刻的位置

D．系统做受迫振动时，系统振动稳定后的频率等于其固有的频率

8．在同一地区有甲、乙两个单摆，二者均做简谐运动，甲、乙的振动图像分别如图1、图2所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲的摆长一定是乙的摆长的四倍

B．甲、乙两个单摆的摆球质量之比一定为

C．甲、乙两个单摆的摆球的运动方向始终是相反的

D．将两个单摆悬挂在同一根水平长绳上，当甲单摆自由摆动时乙单摆做受迫振动的周期为

9．一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常稳定，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法中不正确的是（　　）

A．洗衣机做的是受迫振动

B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大

C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小

D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率

10．据报道，綦江彩虹桥坍塌事故与桥面共振有关。已知某物体受迫振动及共振曲线如图所示，下列判断正确的是（　　）

A．驱动力越大，物体的受迫振动的振幅也越大

B．由右图可知，物体做受迫振动时的频率等于

C．物体做受迫振动时振幅相同，则驱动力频率必相同

D．为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离

11．某简谐振子自由振动时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中共振曲线的（　　）

A．a点 B．b点 C．c点 D．都有可能

12．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　）

A．稳定时b摆的振幅最大

B．稳定时b摆的周期最大

C．由图乙可以估算出b摆的摆长

D．由图乙可以估算出c摆的摆长

13．一洗衣机从起动到正常工作，发现洗衣机先是振动越来越厉害，然后振动再逐渐减弱直到平稳。则（　　）

A．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机波轮运转频率大于洗衣机的固有频率

B．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机波轮运转频率恰好等于洗衣机的固有频率

C．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机的波轮运转频率小于洗衣机的固有频率

D．正常工作时，洗衣机的波轮运转频率等于洗衣机的固有频率

14．把n根相同的弦一端固定，另一端系着不同质量的小物体，让其自然下垂，使弦绷紧，组成如图（c）那样的装置，拨动弦       AB的中心，使其振动，进行实验，研究振动频率f随小物体m及AB弦的长度做怎样的变化。方法是：只让m或只让L变化，测定振动频率f，得到如图（a）（b）所示的两个图象。根据上面的两个实验，则频率f为（　　）

A． B． C． D．

15．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了如图所示的振动器，用来振动树干使松果落下。则（　　）

A．随着振动器的振动频率增加，树干振动的幅度一定增大

B．针对不同的树木，落果效果最好的振动频率一定相同

C．稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率相同

D．稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率不同

二、填空题（共4题）

16．如图所示，一个偏心轮的圆心为O，重心为C，它们所组成的系统在竖直方向上发生自由振动的频率为f，当偏心轮以角速度ω绕O轴匀速转动时，则当ω＝__________时振动最为剧烈，这个现象称为____________.

17．医学中常用频率为23kHz~27kHz的超声波破碎胆结石，某频率超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的___________倍。破碎结石时当超声波与结石体发生共振时效果最佳。已知结石体固有频率可表为为常数，如果采用25kHz的超声波破碎质量为m的结石效果最佳，为破碎质量比m略大的结石，应调整超声波的频率，频率应略___________（填“大于”或“小于”）25kHz。

18．如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸．当振子上下自由振动时，振动频率为10Hz．现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=5m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为_____ ，频率为_______ ，若将匀速转动把手的周期改为0．1s，则弹簧振子的振幅将_________（填“变大”、“变小”、“不变”）

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．如图是单摆做阻尼振动的位移—时间图像，请比较摆球在与时刻的势能、动能、机械能的大小。

21．如图所示为一单摆的共振曲线，求：

（1）单摆的周期和摆长；

（2）共振时，摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多少。（假设单摆摆动角度很小）（g取10m/s2，；很小时，）

22．某单摆做阻尼振动的振动图像如图所示。请根据图像比较A、B对应时刻，摆球具有的动能、重力势能和机械能的大小，并说明理由。

23．如图所示是一个单摆的共振曲线，回答下列问题（g=）：

(1)该单摆摆长多长？

(2)共振时单摆振幅多大？

(3)若把该单摆从北京移到广州，共振曲线的峰值将怎样移动？

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．B

5．C

6．B

7．A

8．A

9．C

10．D

11．A

12．D

13．B

14．B

15．C

16．     2πf     共振

17．     1.5     小于

18．     5cm     5Hz     变大

19．ACE

20．在时刻的机械能大于时刻的；势能相同；P时刻的动能大于N时刻的动能。

21．（1）2s，1m；（2）0.8

22．

由于单摆在运动过程中要克服阻力做功，振幅逐渐减小，摆球的机械能逐渐减少，所以摆球在A点所对应时刻的机械能大于在B点所对应的机械能；

摆球的势能是由摆球相对于零势能点的高度h和摆球的质量m共同决定的（Ep=mgh）。单摆摆球的质量是定值，由于A、B两时刻摆球的位移相同，故在这两个时刻摆球相对零势能点的高度相同，势能也相同，但由于A点的机械能大于B点的机械能，所以A点对应时刻的动能大于在B点对应时刻的动能。

23．(1)；(2)；(3)峰值左移