2.5受迫振動與共振基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理滬教版（2019）選擇性必修第一冊一、選擇題（共15題）1．如圖所示，水平張緊的繩子上用細(xì)線掛有5個相同的小球，細(xì)線質(zhì)量可忽略，細(xì)線長遠(yuǎn)大于球半徑，A、D兩球的細(xì)線長度相等，使小球A小角度垂直于紙面擺動，其余各球隨之開始擺動，穩(wěn)定后（　?。?/span>A．小球C振動的周期最長 B．5個小球的振動周期均相同C．小球C的振幅最大 D．小球E的振幅最大2．如圖所示是一個單擺的共振曲線（），則（　?。?/span>A．此單擺的擺長約為0.5mB．此單擺的周期約為0.5sC．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動D．若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動3．如圖所示是用來測量各種發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計的原理圖，在同一鐵支架上焊有四個固有頻率依次為、、、的鋼片a、b、c、d，將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機(jī)接觸，如發(fā)現(xiàn)b鋼片的振幅最大，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速最接近（　　）A． B． C． D．4．關(guān)于做簡諧運(yùn)動的單擺，下列說法正確的是（  ）A．單擺做穩(wěn)定的受迫振動時，單擺振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率B．秒擺的擺長和振幅均減為原來的四分之一，周期變?yōu)?/span>0.5sC．已知擺球初始時刻的位置及其周期，就可知擺球在任意時刻運(yùn)動速度的方向D．單擺經(jīng)過平衡位置時擺球所受的合外力為零5．如圖曲軸上懸掛一彈簧振子，搖動搖把，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動，開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz，然后勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速240轉(zhuǎn)/分，當(dāng)振子振動穩(wěn)定時，它的振動周期為（     ）A．0.5s B．0.25s C．2s D．4s6．受迫振動是在周期性驅(qū)動力作用下的振動，關(guān)于它與驅(qū)動力的關(guān)系，下面的說法中正確的是（　　）A．作受迫振動的物體振動達(dá)到穩(wěn)定后的振動頻率一定小于驅(qū)動力的頻率B．作受迫振動的物體振動達(dá)到穩(wěn)定后的振動周期一定等于驅(qū)動力的周期C．作受迫振動的物體振動達(dá)到穩(wěn)定后的振幅與驅(qū)動力的周期無關(guān)D．作受迫振動的物體振動達(dá)到穩(wěn)定后的振周期與驅(qū)動力的周期無關(guān)7．如圖所示為受迫振動的演示裝置，當(dāng)單擺A振動起來后，通過張緊的水平懸繩迫使單擺B、C振動，則下列說法正確的是（　?。?/span>A．只有A、C擺振動周期相等B．A擺的周期比B擺的小C．B擺的振幅比C擺的振幅大D．A、B、C三擺的振動周期相等8．如圖所示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，下列說法正確的是A．?dāng)[長約為10cmB．?dāng)[長約為10mC．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”將向左移動9．如圖，薄金屬條上掛有5個相同的小球，細(xì)線質(zhì)量可忽略、線長遠(yuǎn)大于球半徑，A、D兩球的線長相等，使A小角度垂直于紙面擺動，其余各球隨之開始擺動，穩(wěn)定后（　?。?/span>A．C振動的周期最長B．B振動的周期最短C．B、C、D、E均為受迫振動D．C的振幅最大10．下列說法中正確的是（　?。?/span>A．用彈簧連接一物體沿水平方向做簡諧運(yùn)動，該物體做的是勻變速直線運(yùn)動B．做簡諧振動的單擺通過平衡位置時，小球受到的回復(fù)力為零，合外力不為零C．做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，速度一定相同D．單擺在周期性外力作用下做受迫運(yùn)動，外力的頻率越大，單擺的振幅就越大11．如圖所示，OA是水平放置的彈性薄鋼片，左端固定于O點(diǎn)，右端固定有一個軟鐵圓柱體，P為套在鋼片上的重物。調(diào)節(jié)P的位置可以改變OA上下振動的固有頻率，使其在40Hz—120Hz之間變化。在A的正下方固定一個帶鐵心B的線圈，線圈中通有f=50Hz的交變電流，使OA在磁場力作用下振動。關(guān)于OA穩(wěn)定后的振動情況，下列說法中正確的是（    ）A．無論P位于何處，頻率一定是50HzB．無論P位于何處，頻率一定是100HzC．P所處位置的不同，頻率可能取40Hz—120Hz間的任何值D．調(diào)節(jié)P使OA振動的固有頻率為50Hz時OA的振幅最大12．火車在鐵軌上行駛時，每經(jīng)過鐵軌連接處，便迫使車廂在豎直方向上發(fā)生上下震蕩，使火車運(yùn)行產(chǎn)生很大噪音。如果鐵軌上每根鋼軌長，一列火車振動的固有頻率是，當(dāng)該車行經(jīng)鐵軌連接處時，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．當(dāng)火車以的速度行駛時，車廂振動幅度最大B．當(dāng)火車以的速度行駛時，車廂振動頻率為C．當(dāng)火車以的速度行駛時，車廂最不顛簸D．火車行駛速度越大，車廂振動幅度越大13．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(qū)動力頻率f的關(guān)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14．如圖所示，一根用絕緣材料制成的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，左端固定，右端與質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球相連，靜止在光滑、絕緣的水平面上，在施加一個場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場后，小球開始做簡諧運(yùn)動．那么（　　）A．小球到達(dá)最右端時，彈簧的形變量為B．小球做簡諧運(yùn)動的振幅為C．運(yùn)動過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D．運(yùn)動過程中小球的電勢能和彈簧的彈性勢能的總量不變15．鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行列車經(jīng)過鋼軌接縫處時，車輪就會受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動。普通鋼軌長為12.6m，列車固有振動周期為0.28s，下列說法正確的是（　?。?/span>A．列車的危險速率為45m/sB．列車過橋需要減速，是為了防止列車對橋壓力過大C．列車運(yùn)行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D．減少鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行二、填空題（共4題）16．如下圖所示為已調(diào)好的二胡上的內(nèi)外兩根弦，內(nèi)弦比外弦粗。拉弓時手指按住弦發(fā)生振動，圖中手指分別按住、、、四處，則按在______處，弦振動時發(fā)出的聲音音調(diào)最低。17．如圖所示為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線，兩個單擺的固有周期之比為T1：T2=______；若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長之比LⅠ：LⅡ=______；圖線Ⅱ若是在地球上完成的，則該擺擺長約為______（精確到個位數(shù)）。18．如圖為單擺做受迫振動時振幅與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系，重力加速度g為9.8m/s2，則該單擺的固有周期為___________s，擺長為___________m。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
19．甲、乙兩位同學(xué)利用假期分別在兩個地方做“用單擺測重力加速的實(shí)驗(yàn)”，回來后共同繪制了T2－L圖象，如圖甲中A、B所示，此外甲同學(xué)還順便利用其實(shí)驗(yàn)的單擺探究了受迫振動，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圖象所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度較大C．若將單擺放入繞地穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中，則無法利用單擺測出飛船軌道處的引力加速度D．由圖乙可知，甲同學(xué)探究受迫振動的單擺擺長為8cmE如果甲同學(xué)增大擺長，他得到的共振曲線的峰值將向左移動三、綜合題（共4題）20．如圖是單擺做阻尼振動的位移—時間圖像，請比較擺球在與時刻的勢能、動能、機(jī)械能的大小。21．表記錄了某物體受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系，你認(rèn)為物體的固有頻率接近哪個值？為什么？如圖表驅(qū)動力頻率/Hz304050607080受迫振動的振幅/cm10.216.827.228.116.58.322．如圖所示為一單擺的共振曲線，求：（1）單擺的周期和擺長；（2）共振時，擺球運(yùn)動過程中由回復(fù)力產(chǎn)生的最大加速度是多少。（假設(shè)單擺擺動角度很小）（g取10m/s2，；很小時，）23．如圖所示，在曲軸A上懸掛一個彈簧振子，如果轉(zhuǎn)動把手，曲軸可以帶動彈簧振子上下振動。問：（1）開始時不轉(zhuǎn)動把手，而用手往下拉振子，然后放手讓振子上下振動，測得振子在10 s內(nèi)完成20次全振動，振子做什么振動？其固有周期和固有頻率各是多少？若考慮摩擦和空氣阻力，振子做什么振動？（2）在振子正常振動過程中，以轉(zhuǎn)速4r/s勻速轉(zhuǎn)動把手，振子的振動穩(wěn)定后，振子做什么運(yùn)動？其周期是多少？（3）若要振子振動的振幅最大，把手的轉(zhuǎn)速應(yīng)多大？為什么？
 
參考答案1．B2．D3．B4．A5．B6．B7．D8．D9．C10．B11．B12．A13．D14．A15．A16．A17．5：2    25：4    1m    18．4.0    4.0    19．ACE20．在時刻的機(jī)械能大于時刻的；勢能相同；P時刻的動能大于N時刻的動能。21．接近60Hz22．（1）2s，1m；（2）0.823．（1）簡諧運(yùn)動，0.5s，2Hz，阻尼振動；（2）受迫振動，0.25 s；（3）2 r/s，要使彈簧振子的振幅最大，處于共振狀態(tài)，必須使其驅(qū)動力的頻率f驅(qū)等于它的固有頻率f固，即f驅(qū)＝f固＝2 Hz，故把手的轉(zhuǎn)速應(yīng)為n＝2 r/s。

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2.5 受迫振動與共振

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