26受迫振動(dòng)共振同步練習(xí)

人教版（2019）選擇性必修一2.6受迫振動(dòng)共振同步練

習(xí)一、單選題鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過鋼軌接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。每根普通鋼軌長為乙，列車固有振動(dòng)周期為幾下列說法正確的是（ ）列車的最佳行駛速率為vT列車以速率v勻速行駛時(shí)，做受迫振動(dòng)的頻率為LvC?列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行如圖所示，在一根張緊的水平繩上懸掛有五個(gè)擺，其中A、E的擺長相等。先使A擺振動(dòng)起來，其余各擺隨后也會(huì)振動(dòng)起來，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，下列說法中正確的是（ ）其余各擺振動(dòng)周期跟A相同，振動(dòng)頻率與A不同其余各擺振動(dòng)周期不同，D擺周期最大其余各擺振幅相同其余各擺振幅不同，E擺振幅最大如圖所示，A球振動(dòng)后，通過水平細(xì)繩迫使B、C振動(dòng)，振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，下列說法中正確的是（ ）B的固有周期與A的固有周期相等C的振幅與B的振幅一樣大A、B、C的振動(dòng)周期相等C的振幅比B的振幅小某簡諧振子自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線□所示，而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后的振動(dòng)圖象如圖甲中的曲線□所示，那么，此受迫振動(dòng)對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中共振曲線的（）a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.都有可能如圖所示，曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)。開始時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測得其頻率為2Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min。則（）當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.5s當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是4Hz當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，彈簧振子的振幅增大當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，彈簧振子的振幅不變下列各種振動(dòng)中，不是受迫振動(dòng)的是（ ）敲擊后的鑼面的振動(dòng)縫紉機(jī)針的振動(dòng)人挑擔(dān)子時(shí)，擔(dān)子上下振動(dòng)蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動(dòng)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員發(fā)明了用振動(dòng)器使松果落下的裝置，如圖所示。則（ ）

當(dāng)振動(dòng)器的振動(dòng)頻率與樹干的固有頻率相同時(shí)，樹干振幅最大，落果效果最好隨著振動(dòng)器振動(dòng)頻率的增加，樹干振動(dòng)的幅度一定增大針對不同樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率一定相同振動(dòng)器振動(dòng)不同粗細(xì)的樹干時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后，樹干振動(dòng)頻率與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率不相同在一根張緊的水平繩上懸掛五個(gè)擺，其中口、口的擺長為L，口的擺長為0.8L，口的擺長為1.3L，口的擺長為0.5L。先使□振動(dòng)起來，其他各擺隨后也振動(dòng)起來，則在振動(dòng)穩(wěn)定后，振幅最大的是（ ）A.口BA.口B.口C.口D.口為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員發(fā)明了如圖所示的振動(dòng)器，用來振動(dòng)樹干使松果落下。則（ ）隨著振動(dòng)器的振動(dòng)頻率增加，樹干振動(dòng)的幅度一定增大針對不同的樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率一定相同穩(wěn)定后，不同的樹干振動(dòng)頻率與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同穩(wěn)定后，不同的樹干振動(dòng)頻率與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率不同下列說法正確的是( )A?洗衣機(jī)工作時(shí)機(jī)殼的振動(dòng)頻率等于其固有頻率為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌，部隊(duì)要齊步通過橋梁鼓手隨音樂敲擊鼓面時(shí)，鼓面的振動(dòng)是自由振動(dòng)較弱聲音可震碎玻璃杯，是因?yàn)椴ＡПl(fā)生了共振2020年伊始出現(xiàn)了罕見的新型冠狀病毒，感染患者在醫(yī)院進(jìn)行治療時(shí)，需要打吊瓶。如圖所示，該病人正在輸b吊瓶中的液體，輸了一半時(shí)他的左手動(dòng)了一下，這個(gè)動(dòng)作拉扯到了輸液管，使b吊瓶晃動(dòng)了起來，緊接著待輸?shù)?。、c吊瓶(液體均滿瓶)也跟著晃動(dòng)起來，假設(shè)懸掛三個(gè)吊瓶的細(xì)繩長度相同，b、c兩吊瓶大小相同，則( )b、c兩吊瓶發(fā)生共振a、b、c三個(gè)吊瓶均做自由振動(dòng)只有b、c兩吊瓶的振動(dòng)周期相同a、b、c三個(gè)吊瓶的振動(dòng)周期相同下列下列說法中不正確的是( )受到阻力作用的振動(dòng)不一定是阻尼振動(dòng)阻尼振動(dòng)振幅逐漸減小，機(jī)械能逐漸減小受迫振動(dòng)的振幅越來越大受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)二、填空題如圖為一單擺的共振曲線。由圖可知該單擺共振時(shí)的振幅cm；該單擺的固有周期為s。+J/cm如圖為一單擺的共振曲線，該單擺的擺長約為,共振時(shí)單擺的振幅是i/Vcm22L（）0.5f/u7判斷下列說法的正誤。（1） 受迫振動(dòng)的頻率與振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。（）（2） 驅(qū)動(dòng)力頻率越大，振幅越大。（）（3） 共振只有害處沒有好處。（）（4） 做受迫振動(dòng)的物體一定會(huì)發(fā)生共振。（）（5） 阻尼振動(dòng)的頻率隨振幅的減小而不斷減小。（）如圖甲所示，豎直懸掛的彈簧振子下端裝有記錄筆，在豎直面內(nèi)放置記錄紙。當(dāng)振子上下自由振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率為10Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子一周期性的驅(qū)動(dòng)力，并以水平向左的速度v=2m/s勻速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下記錄的痕跡，建立坐標(biāo)系，測得的數(shù)據(jù)如圖乙所示，則彈簧振子振動(dòng)的振幅，頻率為，若將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手的周期改為0.1s，彈簧振子的振幅將（填“變大”“變小，，或“不變”）。甲、乙兩個(gè)彈簧振子的固有頻率分別為f和5f，都在頻率為2f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，振幅較大的是，甲的振動(dòng)頻率為f，乙的振動(dòng)頻率為

f.三、解答題把一個(gè)篩子用四根彈簧支撐起來，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成了一個(gè)共振篩，如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓，可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，可增大篩子的固有周期。現(xiàn)在，在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是54r/min。為了使篩子的振幅增大，請?zhí)岢鰞煞N方案。甲 ° 0.8/Hz乙19.如圖所示是一個(gè)單擺的共振曲線，回答下列問題(舛10m/s,n=10)：該單擺擺長多長？共振時(shí)單擺振幅多大？若把該單擺從北京移到廣州，共振曲線的峰值將怎樣移動(dòng)? 1 1 ?00250,50.75/Hz減振器，英文shockabsorber，是為加速車架與車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛舒適性的汽配原件，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部都裝有減震器。汽車的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧套在減震器上，兩者同時(shí)起到改善作用。為了研究方便，我們把兩者簡化成一個(gè)等效勁度系數(shù)為k=1.5x105N/m的“彈簧”。汽車開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，在振幅較小的情況下，其上下自由振動(dòng)的頻率滿足f=^g(l為彈簧2兀'l的壓縮長度)，若人體可以看成一個(gè)彈性體，其固有頻率約為2Hz，已知汽車的質(zhì)量為600kg，每個(gè)人的質(zhì)量為70kg。求：汽車的振動(dòng)頻率與人體固有頻率相等時(shí)l的大??；這輛車乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感覺到最難受。如圖所示是一個(gè)單擺的共振曲線。

試估計(jì)此單擺的擺長；(g取10m/s2)若擺長增大，共振曲線的峰將怎樣移動(dòng)?O8642011O86420110.2040.60.8如圖所示是用來測量各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)原理圖。在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為80Hz、50Hz、40Hz、10Hz的四個(gè)鋼片a、b、c、d。將M端與正在轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅最大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可能為多少？a、b、c、d此時(shí)振動(dòng)頻率分別為多少？參考答案:1.D【詳解】當(dāng)列車以速率v=T行駛時(shí)，其做受迫運(yùn)動(dòng)的頻率等于列車的固有頻率，將發(fā)生共振，不利于列車行駛安全，故A錯(cuò)誤；B?列車以速率v勻速行駛時(shí)，做受迫振動(dòng)的頻率為故B錯(cuò)誤;列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即受到周期性沖擊的頻率，故C錯(cuò)誤;增加鋼軌的長度可以使列車發(fā)生共振時(shí)的臨界速率值增大，有利于列車高速運(yùn)行，故D正確。故選D。2.D【詳解】AB.A擺振動(dòng)起來，其它各擺也振動(dòng)起來，它們均做受迫振動(dòng)，則它們的振動(dòng)頻率和周期均等于A擺的振動(dòng)頻率和周期，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD.由于其它各擺的擺長不同，則振幅不同，由于A、E擺長相同，所以這兩個(gè)擺的固有頻率相同，則E擺出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.C【詳解】B、C的擺長不等，所以固有周期不等，故A錯(cuò)誤；BD.A、C的擺長相等，所以C的固有周期與A的振動(dòng)周期相等，會(huì)形成共振；而B的擺長與A的擺長不等，所以B的固有周期與A的振動(dòng)周期不等，不會(huì)形成共振，所以C的振幅比B的振幅大，故BD錯(cuò)誤；C.B、C做受迫振動(dòng)，振動(dòng)周期和刀的振動(dòng)周期相等，故C正確。故選C。4.A【詳解】某簡諧振子，自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線□所示，設(shè)周期為7>而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線□所示，設(shè)周期為T；T<T根據(jù)f=-j>T有f>f圖乙中C點(diǎn)是發(fā)生共振，驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率兒，當(dāng)受迫振動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率為f2<f故此受迫振動(dòng)對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的a點(diǎn)，但一定不是c點(diǎn)和b點(diǎn)。故選A。5.B【詳解】AB.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，彈簧振子做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率一致，由題意知，驅(qū)動(dòng)力頻率為戶4Hz，周期為T=0.25s，故當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是4Hz，周期是0.25s，A錯(cuò)誤，B正確；CD.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)離固有頻率，彈簧振子的振幅減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率接近固有頻率，彈簧振子的振幅增大，CD錯(cuò)誤。故選B。6.A【詳解】受迫振動(dòng)是物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的運(yùn)動(dòng)，而敲擊后的鑼面并沒有受到周期性驅(qū)動(dòng)力的作用，其振動(dòng)不是受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤，符合題意；縫紉機(jī)針的振動(dòng)是在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，B正確，不符合題意；人挑擔(dān)子時(shí)，擔(dān)子在人的驅(qū)動(dòng)力作用下上下振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，C正確，不符合題意；蜻蜓、蝴蝶翅膀的振動(dòng)是在自身的驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，D正確，不符合題意。故選A。A【詳解】AC.根據(jù)共振條件，當(dāng)振動(dòng)器的振動(dòng)頻率與樹干的固有頻率相同時(shí)，樹干振幅最大，落果效果最好，而不同樹木，固有頻率不同，針對不同樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同，故A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)振動(dòng)器的振動(dòng)頻率等于樹木的固有頻率時(shí)產(chǎn)生共振，此時(shí)樹干的振幅最大，隨著振動(dòng)器振動(dòng)頻率的增加，樹干振動(dòng)的幅度不一定增大，故B錯(cuò)誤；D.樹干在振動(dòng)器的振動(dòng)下做受迫振動(dòng)，振動(dòng)穩(wěn)定后，不同粗細(xì)的樹干振動(dòng)頻率與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同，故D錯(cuò)誤。故選A。C【詳解】由擺的周期公式f1可知，同一地點(diǎn)單擺的周期僅有擺長決定，而共振的條件是周期相等，由圖可知，口球?qū)?huì)發(fā)生共振，振幅最大，故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選C。9.C【詳解】根據(jù)共振產(chǎn)生的條件，當(dāng)振動(dòng)器的頻率等于樹木的固有頻率時(shí)產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅最大，故A錯(cuò)誤；針對不同的樹木，固有頻率不一定相同，落果效果最好的振動(dòng)頻率為固有頻率，故B錯(cuò)誤；CD.受迫振動(dòng)頻率由驅(qū)動(dòng)力頻率決定，穩(wěn)定后，不同樹木的振動(dòng)頻率與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同，故C正確；D錯(cuò)誤。故選C。D【詳解】洗衣機(jī)切斷電源，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸慢下來，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)波輪的頻率與洗衣機(jī)固有頻率相同，發(fā)生了共振。所以正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大；此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則驅(qū)動(dòng)力頻率小于固有頻率，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱，故A錯(cuò)誤；部隊(duì)要便步通過橋梁，是為了防止出現(xiàn)一致的策動(dòng)力，避免橋發(fā)生共振。故B錯(cuò)誤；C?鼓手隨音樂敲擊鼓面時(shí)鼓面的振動(dòng)是受迫振動(dòng)。故C錯(cuò)誤；D.較弱聲音可振碎玻璃杯，是因?yàn)椴ＡПl(fā)生了共振，故D正確。故選D。D【詳解】由題知b、c兩吊瓶重心高度不同，導(dǎo)致有效擺長不同，所以二者不會(huì)發(fā)生共振，故A錯(cuò)誤；只有b吊瓶做自由振動(dòng)，a、c兩吊瓶均做受迫振動(dòng)，故B錯(cuò)誤；CD.因?yàn)閍、c兩吊瓶在b吊瓶的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，所以振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，所以a、b、c三個(gè)吊瓶的振動(dòng)周期相同，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。12.C【詳解】受到阻力的振動(dòng)若同時(shí)有能量的補(bǔ)充，不一定是阻尼振動(dòng)。A不符合題意；振幅越來越小的振動(dòng)一定是阻尼振動(dòng)，阻尼振動(dòng)振幅逐漸減小，機(jī)械能逐漸減小。B不符合題意；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振幅最大，不能說受迫振動(dòng)的振幅越來越大。C符合題意；物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，D不符合題意。故選C。82【詳解】[2]由圖可知該單擺共振時(shí)的振幅為8cm；該單擺的固有頻率為0.50Hz，則固有周期為T=—=2s

f1m2cm【詳解】由圖可知當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為0.5Hz時(shí)，單擺產(chǎn)生了共振現(xiàn)象，則單擺的固有頻率f=0.5Hz，則周期T=才=2s，根據(jù)單擺的周期公式T=2"-J g則打入數(shù)據(jù)解得：L=您=1.0m，由圖讀出共振時(shí)單擺的振幅A=2cm.4兀2點(diǎn)睛：本題考查對共振曲線的理解能力.對于共振關(guān)鍵要抓住條件：驅(qū)動(dòng)力頻率等于單擺的固有頻率.正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤【詳解】略5cm2Hz增大【詳解】彈簧振子振動(dòng)的振幅為5cm；彈簧振子振動(dòng)的周期為T=—=—s=0.5s

v2彈簧振子振動(dòng)的頻率為f=-=2Hz

T若將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手的周期改為0.1s，其振動(dòng)頻率為10Hz，恰好等于彈簧振子的固有頻率，彈簧振子發(fā)生共振，振幅最大，所以彈簧振子的振幅將增大。甲2 2【詳解】受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大.故甲、乙兩個(gè)單擺都做受迫振動(dòng)，頻率為2f，甲擺的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率比較接近，所以甲的振幅較大.點(diǎn)睛：本題應(yīng)明確受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振動(dòng)最強(qiáng)烈.18.見解析【詳解】在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是54r/min，即周期為T=60s=毀54 9所以驅(qū)動(dòng)力的頻率f=-=0.9HzT由乙圖可知篩子的固有頻率

f0=0.8Hz由于驅(qū)動(dòng)力的頻率大于固有頻率，要使振幅變大，應(yīng)減小驅(qū)動(dòng)力的頻率或增大篩子的固有頻率，即可以降低偏心輪電壓或減小篩