6　受迫振動(dòng)　共振 習(xí)題 高中物理人教版選擇性必修第一冊(cè)

機(jī)械振動(dòng)6受迫振動(dòng)共振1．《楓橋夜泊》中有名句：“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”．其中，當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí)，對(duì)大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺“余音未絕”，分析其原因可能是()A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng)，空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)2．如圖所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中．當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，其阻尼振動(dòng)頻率約為3Hz.現(xiàn)使圓盤由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至以4s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定下來，在此過程中，下列說法正確的是()A．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球做受迫振動(dòng)B．最終穩(wěn)定時(shí)小球的振動(dòng)頻率為4HzC．最終穩(wěn)定時(shí)小球的振動(dòng)頻率為3HzD．小球的振幅與圓盤轉(zhuǎn)速無關(guān)3．共振碎石化是修補(bǔ)混凝土路面的一種技術(shù)手段，用來破碎的機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)，破除舊的混凝土的同時(shí)要保護(hù)舊路面的地基，為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，破碎機(jī)器的振動(dòng)應(yīng)該()A．與要破碎的混凝土的振幅相同B．與舊路面地基的振幅相同C．與要破碎的混凝土的振動(dòng)頻率相同D．與舊路面地基的頻率相同4．(多選)很多高層建筑都會(huì)安裝減震耗能阻尼器，用來控制強(qiáng)風(fēng)或地震導(dǎo)致的振動(dòng)．臺(tái)北101大樓使用的阻尼器是重達(dá)660噸的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，阻尼器相當(dāng)于一個(gè)巨型質(zhì)量塊．簡(jiǎn)單說就是將阻尼器懸掛在大樓上方，它的擺動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反作用力，在建筑物搖晃時(shí)往反方向擺動(dòng)，會(huì)使大樓擺動(dòng)的幅度減?。P(guān)于調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，下列說法正確的是()A．阻尼器做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與大樓的振動(dòng)頻率相同B．阻尼器與大樓擺動(dòng)幅度相同C．阻尼器擺動(dòng)后，擺動(dòng)方向始終與大樓的振動(dòng)方向相反D．阻尼器擺動(dòng)幅度不受風(fēng)力大小影響5．為了交通安全，常在公路上設(shè)置如圖所示的減速帶，減速帶使路面稍微拱起以達(dá)到使車輛減速的目的．如果某路面上的一排減速帶的間距為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(shí)，其振動(dòng)頻率為2HzB．當(dāng)汽車以5m/s的速度行駛時(shí)，其振動(dòng)頻率為0.3HzC．當(dāng)汽車以3m/s的速度行駛時(shí)顛簸得最厲害D．汽車速度越大，顛簸得越厲害6．(多選)如圖甲所示在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺，a、c擺的擺長(zhǎng)相同且小于b擺的擺長(zhǎng)．當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來．圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動(dòng)圖像，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則()A．a(chǎn)、b、c單擺的固有周期關(guān)系為Ta＝Tc<TbB．b、c擺振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，c擺振幅較大C．達(dá)到穩(wěn)定時(shí)b擺的振幅最大D．由圖乙可知，此時(shí)b擺的周期Tb小于t07．一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，近似取π2＝10，則()A．此單擺的擺長(zhǎng)為10cmB．此單擺的擺長(zhǎng)為1mC．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向左移動(dòng)8．兩單擺在不同的驅(qū)動(dòng)力作用下其振幅A隨驅(qū)動(dòng)力頻率f變化的圖線如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是()A．單擺振動(dòng)時(shí)的頻率與固有頻率有關(guān)，振幅與固有頻率無關(guān)B．若兩單擺放在同一地點(diǎn)，則甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)之比為4∶1C．若兩單擺擺長(zhǎng)相同放在不同的地點(diǎn)，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為4∶1D．周期為2s的單擺叫作秒擺，在地面附近，秒擺的擺長(zhǎng)約為2m9．(多選)A、B兩位同學(xué)利用假期分別在兩個(gè)地方做“用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)”，回來后共同繪制了T2-L圖像，如圖甲中A、B所示，此外A同學(xué)還順便利用其實(shí)驗(yàn)的單擺探究了受迫振動(dòng)，并繪制了單擺的共振曲線，如圖乙所示，那么下列說法中正確的是()A．單擺的固有周期由擺長(zhǎng)和所處環(huán)境的重力加速度共同決定B．由圖甲分析可知A圖像所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度較大C．由圖乙可知，A同學(xué)探究受迫振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)為8cmD．如果A同學(xué)增大擺長(zhǎng)，他得到的共振曲線的峰值將向左移動(dòng)答案解析1.【答案】B【解析】停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘做阻尼振動(dòng)，仍在空氣中形成聲波，隨著能量的減弱，鐘聲逐漸消失．故選B．2.【答案】A【解析】振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球做受迫振動(dòng)，A正確；小球穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)的頻率為f＝eq\f(1,4)Hz＝0.25Hz，B、C錯(cuò)誤；圓盤轉(zhuǎn)速由零逐漸增大，轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率逐漸接近小球振動(dòng)的固有頻率3Hz，振幅逐漸增大，D錯(cuò)誤．3.【答案】C【解析】根據(jù)共振現(xiàn)象，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振幅達(dá)到最大值，所以應(yīng)使破碎機(jī)器的振動(dòng)與要破碎的混凝土的振動(dòng)頻率相同，從而損壞混凝土，而與地基頻率相差較大，可以不損壞路面的地基，故選C．4.【答案】AC【解析】由題意可知阻尼器做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與大樓的振動(dòng)頻率相同，A正確；阻尼器與大樓擺動(dòng)幅度不相同，B錯(cuò)誤；由題意可知，大樓對(duì)阻尼器的力與阻尼器對(duì)大樓的力為一對(duì)相互作用力，根據(jù)回復(fù)力F＝－kx可知阻尼器擺動(dòng)后，擺動(dòng)方向始終與大樓的振動(dòng)方向相反，C正確；阻尼器的擺動(dòng)幅度會(huì)受到風(fēng)力的影響，故D錯(cuò)誤．5.【答案】C【解析】當(dāng)汽車以5m/s的速度行駛時(shí)，其振動(dòng)周期為T＝eq\f(l,v)＝eq\f(1.5,5)s＝0.3s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.3)Hz≈3.3Hz，故A、B錯(cuò)誤；由T＝eq\f(1,f)可知，汽車的固有周期為T＝eq\f(1,2)s，則汽車的速度v＝eq\f(l,T)＝eq\f(1.5,0.5)m/s＝3m/s，即當(dāng)速度為3m/s時(shí)，汽車產(chǎn)生共振顛簸得最厲害，C正確，D錯(cuò)誤．6.【答案】AB【解析】由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，知固有周期關(guān)系為Ta＝Tc<Tb，A正確；因?yàn)門a＝Tc，所以c擺共振，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，c擺振幅較大，b擺的振幅最小，B正確，C錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以三個(gè)單擺的頻率相同，周期相同，故Tb等于t0，D錯(cuò)誤．7.【答案】D【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率和單擺的固有頻率相等時(shí)，發(fā)生共振，振幅最大，則此單擺的固有周期T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,1.0)s＝1s，根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))知此單擺的擺長(zhǎng)約為0.25m，故A、B錯(cuò)誤；若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確．8.【答案】B【解析】做受迫振動(dòng)的物體的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，與物體固有頻率無關(guān)，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，發(fā)生共振，A錯(cuò)誤；由題圖可知，甲、乙兩個(gè)單擺的固有頻率之比為1∶2，則由T＝eq\f(1,f)＝2πeq\r(\f(l,g))，可知，l＝eq\f(g,4π2f2)，若兩單擺放在同一地點(diǎn)，則甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)之比為4∶1，若兩單擺擺長(zhǎng)相同放在不同的地點(diǎn)，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為1∶4，B正確，C錯(cuò)誤；周期為2s的單擺叫作秒擺，在地面附近，秒擺的擺長(zhǎng)為l＝eq\f(gT2,4π2)≈1m，D錯(cuò)誤．9.【答案】AD【解析】單擺的固有周期公式為T＝2πeq\r(\f(L,g))，L為擺長(zhǎng)，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，A正確；根據(jù)T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得T2＝eq\f(4π2,g)L，所以T2-L圖像的斜率為k＝eq\f(4π2,g)，圖甲中A圖線的斜率大于B圖線的斜率，故A圖線對(duì)應(yīng)的重力加速度較小，B錯(cuò)誤；由圖乙可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為0.5Hz時(shí)，擺