高中物理人教版 (2019)選擇性必修第一冊6 受迫振動共振優(yōu)秀綜合訓練題-試卷下載-教習網(wǎng)

知識點01固有振動、阻尼振動、受迫振動
1.固有振動
(1)固有振動：振動系統(tǒng)不受外力的作用．如：彈簧振子和單擺．
(2)固有頻率：固有振動的頻率．固有頻率由振動系統(tǒng)本身因素決定．
2.阻尼振動
(1)阻尼振動：振動系統(tǒng)受到阻力的作用，振幅逐漸減小的振動．
(2)阻尼振動特點：振幅減小，頻率不變(如圖)．
(3)理想化處理：當阻尼很小時，在短時間內(nèi)看不出振幅明顯減小，可以把它當作簡諧運動來處理．
3.受迫振動
(1)驅(qū)動力：如果存在阻尼作用，振動系統(tǒng)最終會停止振動．為了使系統(tǒng)持續(xù)振動下去，對振動系統(tǒng)施加的周期性的外力，外力對系統(tǒng)做功，補償系統(tǒng)的能量損耗，這種周期性的外力叫做驅(qū)動力．
(2)受迫振動：在周期性驅(qū)動力作用下的振動．
(3)受迫振動頻率：受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)．
知識點02簡諧運動、阻尼振動與受迫振動的比較
知識點03 共振
1．定義：驅(qū)動力的頻率f等于系統(tǒng)的固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。
2．共振曲線(如圖所示)
3．發(fā)生共振的條件及理解
(1)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。
(2)對共振條件的理解：
①從受力角度看：當振動物體所受驅(qū)動力的方向跟它的運動方向相同時，驅(qū)動力對它起加速作用，使它的振幅增大，當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，它的每一次作用都使物體的振幅增加，從而振幅達到最大。
②從功能關(guān)系看：當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，驅(qū)動力始終對物體做正功，使振動能量不斷增加，振幅不斷增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用損耗的能量，振幅才不再增加。
4．共振曲線及理解
(1)如圖所示，當驅(qū)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。
(2)對共振曲線的理解
共振曲線直觀地反映了物體做受迫振動的振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系。當驅(qū)動力的頻率f偏離固有頻率f0較大時，受迫振動的振幅較??；當驅(qū)動力的頻率，等于固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大。
5．共振的應(yīng)用與防止
(1)共振的應(yīng)用
①特點：在應(yīng)用共振時，應(yīng)使驅(qū)動力頻率接近或等于振動系統(tǒng)的固有頻率，振動將更劇烈．
②實例：轉(zhuǎn)速計、共振篩.
(2)共振的防止
①特點：在防止共振時，驅(qū)動力頻率與系統(tǒng)的固有頻率相差越大越好．
②實例：部隊過橋時用便步；火車過橋時減速；輪船航行時，改變航向或航速．目的都是使驅(qū)動力的頻率遠離物體的固有頻率．
解題大招
大招01阻尼振動的能量和周期
(1)阻尼振動的振幅不斷減小，能量不斷減少，但阻尼振動的頻率不變，其頻率為固有頻率，由系統(tǒng)本身決定．
(2)自由振動是一種理想情況，也叫簡諧運動．實際中的振動都會受到阻力的作用，當阻力較小時，可認為是簡諧運動．
(3)阻尼振動中，機械能E等于動能Ek和勢能Ep之和，即E＝Ek＋Ep，E減小，但動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，當Ep相等，Ek不相等，而從振動圖象上可以確定Ep的關(guān)系．
大招02 分析受迫振動的方法
(1)在分析受迫振動時，首先要弄清驅(qū)動力的來源．
(2)受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)，因而首先應(yīng)確定驅(qū)動力的頻率．
(3)當驅(qū)動力的頻率等于固有頻率時，發(fā)生共振．
大招03改變受迫振動的振幅的方法
當f驅(qū)＝f固時，振幅最大．若改變受迫振動的振幅，可采取兩種方法：
(1)改變給予振動系統(tǒng)周期性外力的周期，即改變驅(qū)動力頻率．
(2)了解影響固有頻率的因素，改變固有頻率．
大招04阻尼振動及能量變化
(1)阻尼振動與簡諧運動的關(guān)系：實際的振動都會受到阻力的作用，是阻尼振動。當阻力很小時，可以認為是簡諧運動。
(2)機械能E等于動能Ek和勢能Ep之和，即E＝Ek＋Ep，阻尼振動中，E減小，但動能和勢能仍相互轉(zhuǎn)化。
大招05共振曲線的特點
(1)當驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，物體振動的振幅最大；
(2)當固有頻率不等于驅(qū)動力頻率時，二者越接近，振幅越大，反之，相差越大，振幅越??；
(3)共振曲線上除峰值外，其他某一振幅都對應(yīng)兩個驅(qū)動力頻率。
大招06共振曲線的特點
(1)當驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，物體振動的振幅最大；
(2)當固有頻率不等于驅(qū)動力頻率時，二者越接近，振幅越大，反之，相差越大，振幅越小；
(3)共振曲線上除峰值外，其他某一振幅都對應(yīng)兩個驅(qū)動力頻率。
題型分類
題型01阻尼振動
【例1】如圖是某單擺做阻尼振動的部分位移—時間圖像，則擺球在、時刻，相同的物理量是（）
A．機械能B．加速度C．動量D．重力勢能
【答案】D
【解析】A．由于有阻力做功，擺球的機械能不斷減小，故A項錯誤；
C．由于有阻力做功，擺球在P時刻的動能大于N時刻的動能，由于同一個擺球，所以其在P時刻的速度大于N時刻的速度。即P時刻動量大于N時刻的動量，故C項錯誤；
B．由數(shù)學知識可知，對位移與時間關(guān)系式求二階導為加速度，結(jié)合題圖可知，在兩個位置擺球的加速度不同，故B項錯誤。
D．由于擺球在P時刻和N時刻的位移大小相同在同一高度，有
所以擺球的重力勢能相同，故D項正確。
故選D。
【變式1-1】如圖所示為一個水平的彈簧振子做阻尼振動的圖像，曲線上A、B 兩點的連線與橫軸平行，下列說法正確的是（）
A．振子在時刻的動能等于時刻的動能
B．振子在時刻的速度大于時刻的速度
C．振子在時刻的彈性勢能小于時刻的彈性勢能
D．振子在時刻的機械能等于時刻的機械能
【變式1-2】將一個電動傳感器接到計算機上，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的下列判斷中正確的是（）
A．時擺球正經(jīng)過最低點
B．時擺球動能最大
C．擺球擺動過程中機械能減少
D．擺球擺動的周期是
題型02受迫振動
【例2】如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子。轉(zhuǎn)動搖把時。曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓彈簧振子自由振動，測得其頻率為2Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把的轉(zhuǎn)速為240r/min，下列說法正確的是（）
A．彈簧振子的振幅與轉(zhuǎn)速無關(guān)
B．彈簧振子穩(wěn)定振動時的頻率是4Hz
C．當轉(zhuǎn)動搖把的轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大
D．當搖把轉(zhuǎn)動的頻率減小到接近2Hz時，彈簧振子的振幅減小
【答案】B
【解析】AD．由題意可知，彈簧振子的固有頻率為
驅(qū)動頻率越接近固有頻率，彈簧振子的振幅越大，故AD錯誤；
B．搖把勻速轉(zhuǎn)動時的頻率
當彈簧振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率與驅(qū)動力的頻率相等，即彈簧振子穩(wěn)定振動時的頻率是4Hz，故B正確；
C．當轉(zhuǎn)動搖把的轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的頻率變大，遠離固有頻率，則彈簧振子的振幅減小，故C錯誤。
故選B。
【變式2-1】如圖所示，兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為，乙彈簧振子的固有頻率為，當支架在受到豎直方向、頻率為的驅(qū)動力作用做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是（）
A．甲的振幅較大，且振動頻率為
B．甲的振幅較大，且振動頻率為
C．乙的振幅較大，且振動頻率為
D．乙的振幅較大，且振動頻率為
【變式2-2】在如圖所示裝置中，曲軸AB上豎直懸掛一個彈簧振子。若不轉(zhuǎn)動把手C，讓彈簧振子上下振動，測得其周期為1 s；若將把手C以0.5 s的周期勻速轉(zhuǎn)動，振子的振動穩(wěn)定后，其振幅為2 cm，則（）
A．把手C轉(zhuǎn)動后，彈簧振子的振動周期為1 s
B．為使彈簧振子的振幅增大為3 cm，可讓把手C轉(zhuǎn)速增大
C．為使彈簧振子的振幅減小為1 cm，可讓把手C的轉(zhuǎn)動周期減小
D．把手C的轉(zhuǎn)速越大，彈簧振子的振幅越大
題型03共振現(xiàn)象產(chǎn)生的條件及特點
【例3】如圖所示，汽車的車身與輪胎間裝有彈簧和減震器，某車車身—彈簧系統(tǒng)的固有頻率為1.5Hz，當汽車勻速通過學校門口水平路面上間距為2m的若干減速帶時，下列說法正確的是（）
A．汽車行駛的速度越大，顛簸得越厲害
B．汽車行駛的速度越小，顛簸得越厲害
C．當汽車以0.75m/s的速度行駛時，顛簸得最厲害
D．當汽車以3m/s的速度行駛時，顛簸得最厲害
【答案】D
【解析】根據(jù)
可得當汽車以3m/s的速度行駛時，過減速帶的頻率與汽車的固有頻率相同，發(fā)生共振，汽車顛簸得最厲害。
故選D。
【變式3-1】為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝量。如圖甲、乙所示。則（）
A．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同
B．隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大
C．打擊桿對不同粗細樹干打擊結(jié)束后，樹干的振動頻率相同
D．振動器穩(wěn)定工作后，不同粗細樹干的振動頻率不同
【變式3-2】蜘蛛通過織出精巧的蜘蛛網(wǎng)來捕捉獵物，蜘蛛網(wǎng)是由絲線構(gòu)成的，這些絲線非常靈敏，有研究表明，當有昆蟲“落網(wǎng)”時，網(wǎng)上的絲線會傳遞振動信號，蜘蛛通過特殊的感知器官，如腿上的剛毛和體表的感壓器，來接收和解讀這些振動信號，若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz，則下列說法正確的是（）
A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅就越大
B．當“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時，絲網(wǎng)不振動
C．當“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時，絲網(wǎng)的振幅最大
D．昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率與“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率無關(guān)
題型04共振曲線及其應(yīng)用
【例4】如圖所示為實驗室中一單擺的共振曲線，由共振曲線可知（）
A．則該單擺的擺長約為
B．若增大擺長，共振曲線的峰值向右偏移
C．若增大擺球的質(zhì)量，共振曲線的峰值向右偏移
D．若在月球上做實驗，共振曲線的峰值向左偏移
【答案】D
【解析】A．單擺的固有頻率為0.5Hz，則周期T=2s，根據(jù)
可得該單擺的擺長約為
選項A錯誤；
B．若增大擺長，周期變大，固有頻率減小，則共振曲線的峰值向左偏移，選項B錯誤；
C．若增大擺球的質(zhì)量，固有頻率不變，則共振曲線的峰值不移動，選項C錯誤；
D．若在月球上做實驗，重力加速度g變小，則周期變大，固有頻率變小，則共振曲線的峰值向左偏移，選項D正確。
故選D。
【變式4-1】如圖所示為兩個單擺的受迫振動的共振曲線，則下列說法正確的是（）
A．若兩個受迫振動是在地球上同一地點進行，則兩個擺長之比
B．若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進行，且擺長相同，則圖線Ⅱ表示地球上單擺的共振曲線
C．若圖線Ⅰ表示是在地面上完成的，則該單擺擺長約為1m
D．若圖線Ⅱ表示是在地面上完成的，則該單擺擺長約為2m
【變式4-2】如圖甲所示為共振篩原理圖，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周給篩子一個驅(qū)動力，圖乙是該共振篩的共振曲線。已知增加篩子質(zhì)量可減小篩子的固有頻率，現(xiàn)偏心輪的頻率為0.75Hz，為增大篩子的振幅，可以（）
A．提高偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量
B．提高偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量
C．降低偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量
D．降低偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量
題型05共振現(xiàn)象的利用和防止
【例5】如圖所示，振動樁錘是樁基礎(chǔ)施工的重要設(shè)備之一。樁錘工作時引起樁身周圍土體振動，使樁身和土體間的粘合度降低，從而減小沉樁阻力。下列說法正確的是（）
A．針對不同土體，最有利于沉樁的樁錘振動頻率都相同
B．針對同種土體，樁錘的振動頻率越大，樁身周圍土體的振動幅度越大
C．樁錘穩(wěn)定工作后，樁身周圍無論哪種土體，其振動頻率都與樁錘的振動頻率相同
D．為保障打樁機機身穩(wěn)定，樁錘的振動頻率應(yīng)盡量接近機身的固有頻率
【答案】C
【解析】A．針對不同土體，由于系統(tǒng)的固有頻率可能不同，所以最有利于沉樁的樁錘振動頻率可能不同，故A錯誤；
B．根據(jù)共振條件可知，當驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，做受迫振動的振幅最大，則針對同種土體，樁錘的振動頻率越大，樁身周圍土體的振動幅度不一定越大，故B錯誤；
C．做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，可知樁錘穩(wěn)定工作后，樁身周圍無論哪種土體，其振動頻率都與樁錘的振動頻率相同，故C正確；
D．為保障打樁機機身的穩(wěn)定，樁錘的振動頻率應(yīng)盡量遠離機身的固有頻率，故D錯誤。
故選C。
【變式5-1】在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，飛機的機翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題，在飛機機翼前裝置配重桿的主要目的是（）
A．改變機翼的固有頻率，使其與受迫振動的頻率接近
B．防止共振現(xiàn)象的產(chǎn)生
C．使機翼更加牢固
D．加大飛機的慣性
【變式5-2】路面共振破碎機是一種新型路面破碎機械，用于舊水泥路面破碎。破碎機工作錘頭由電腦自動調(diào)節(jié)振動情況，激發(fā)錘頭下水泥路面局部范圍產(chǎn)生共振。若破除舊的混凝土的同時要保護舊路面的地基，為實現(xiàn)這樣的目的，破碎機工作錘頭的振動應(yīng)該（）
A．振動的頻率越大，效果越好
B．振動的振幅越大，效果越好
C．振動的頻率越接近舊路面地基的固有頻率，效果越好
D．振動的頻率越接近要破碎的混凝土的固有頻率，效果越好
分層訓練
【基礎(chǔ)過關(guān)】
1．下列說法正確的是（）
A．阻尼振動可能是簡諧運動
B．彈簧振子的振動周期與彈簧振子的振幅有關(guān)
C．當驅(qū)動力的頻率等于固有頻率時，物體會發(fā)生共振現(xiàn)象
D．受迫振動的振幅由驅(qū)動力的大小決定，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)
2．如圖是某單擺做阻尼振動的部分位移時間圖像，則擺球在M點和N點對應(yīng)的時刻，相同的是（）

A．動量B．加速度C．機械能D．重力勢能
3．如圖所示是用來測量各種發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計原理圖。在同一鐵支架MN上焊有固有頻率依次為90 Hz、80 Hz、70 Hz、60 Hz的四個鋼片a、b、c、d，將M端與正在轉(zhuǎn)動的電動機接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅很大，其余鋼片振幅很小。則（）
A．鋼片a的振動頻率約為90 HzB．鋼片b的振動頻率約為80 Hz
C．鋼片c的振動頻率約為70 HzD．電動機的轉(zhuǎn)速約為80 r/min
4．如圖是一單擺做阻尼振動的位移—時間圖像，比較擺球在與時刻的下列物理量，（代表點重力勢能，代表點重力勢能）以下說法正確的是（）
A．速率B．受到的拉力
C．重力勢能D．機械能
5．如圖所示。曲軸上掛一個彈簧振子。轉(zhuǎn)動搖把時。曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓彈簧振子自由振動，測得其頻率為2Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把的轉(zhuǎn)速為240r/min，下列說法正確的是（）
A．彈簧振子的振幅與轉(zhuǎn)速無關(guān)
B．彈簧振子穩(wěn)定振動時的頻率是4Hz
C．當轉(zhuǎn)動搖把的轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大
D．當搖把轉(zhuǎn)動的頻率減小到接近2Hz時，彈簧振子的振幅減小
6．如圖所示，在鐵架橫梁上依次掛上A、B兩個擺，擺長，先讓A擺垂直水平橫梁的方向擺動起來，B擺隨后也跟著擺動起來，A、B兩個擺的周期依次為、，頻率分別為、，擺動穩(wěn)定后可以發(fā)現(xiàn)（）
A．B．C．D．
7．某振子自由振動時的振動圖象如圖甲中實線所示，而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖象如圖甲中虛線所示，那么，此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的（圖乙為該振子的共振曲線）（）
A．a(chǎn)點B．b點
C．c點D．a(chǎn)點、b點都可能
8．如圖所示，兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為，乙彈簧振子的固有頻率為，當支架在受到豎直方向、頻率為的驅(qū)動力作用做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是（）
A．甲的振幅較大，且振動頻率為
B．甲的振幅較大，且振動頻率為
C．乙的振幅較大，且振動頻率為
D．乙的振幅較大，且振動頻率為
9．調(diào)諧質(zhì)量阻尼器（簡稱TMD）將可調(diào)整質(zhì)量塊通過彈簧和阻尼器與主結(jié)構(gòu)相連接，如圖所示。當主結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時會導致TMD產(chǎn)生相對主結(jié)構(gòu)的振動，滿足一定條件的情況下，TMD的振動又會反作用到主結(jié)構(gòu)上，會抑制主結(jié)構(gòu)的振動。關(guān)于TMD，下列說法正確的是（）
A．TMD的振動可能不是簡諧運動
B．TMD的振動幅度不受主結(jié)構(gòu)振動的影響
C．TMD的振動幅度與質(zhì)量塊的質(zhì)量無關(guān)
D．調(diào)整質(zhì)量塊的質(zhì)量，TMD隨主結(jié)構(gòu)振動的頻率也會發(fā)生改變
10．一個有固定轉(zhuǎn)動軸的豎直圓盤如圖甲所示，圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個由彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)，小球做受迫振動，圓盤靜止時，讓小球做簡諧運動，其振動圖像如圖乙所示（以豎直向上為正方向），下列說法正確的是（）
A．到小球所受的回復(fù)力增加，且方向向上
B．到小球運動方向向上，且動能增大
C．若圓盤以勻速轉(zhuǎn)動，小球振動達到穩(wěn)定時其振動的周期為2s
D．若圓盤正以勻速轉(zhuǎn)動，欲使小球振幅增加則可使圓盤轉(zhuǎn)速適當增大
11．（多選）某手機正在充電時，鬧鐘響起手機振動，充電線也跟著振動，手機振動的頻率為，充電線上某點的頻率為，如圖所示．下列說法正確的是（）
A．充電線做受迫振動，
B．手機振動的頻率越大，充電線抖動幅度越大
C．充電線上離手機充電口近的點先振動
D．同一手機，更換不同長度充電線，振動時的頻率不同
12．（多選）如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動；接著其余各擺也開始振動。下列說法中正確的是（）

A．各擺的振動周期與a擺相同
B．各擺的振幅大小不同，在b、c、d、e中c擺的振幅最大
C．各擺的振動周期不同，e擺的周期最長
D．各擺均做自由振動
13．（多選）如圖甲所示，一個有固定轉(zhuǎn)動軸的豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向運動，使T形支架下面的彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)隨之振動。小球的振幅A與圓盤的轉(zhuǎn)速n的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A．彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有頻率為20Hz
B．彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有周期為3s
C．當圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為
D．當圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為
14．如圖所示是一個單擺的共振曲線，讀圖回答下列問題：
（1）共振時單擺振幅多大？
（2）該單擺擺長多大？（取g=π2）

15．如圖甲所示，T形支架的下面系著一個彈簧和小球，小球浸沒在水中，固定在豎直圓盤上的小圓柱帶動T形支架在豎直方向振動。當圓盤靜止時，讓小球在水中振動，小球?qū)⒆鲎枘嵴駝?。當圓盤以不同的頻率轉(zhuǎn)動時，測得小球振動的振幅與圓盤轉(zhuǎn)動頻率的曲線如圖乙所示。（重力加速度g取9.86m/s2，）
(1)圓盤以0.4s的周期勻速轉(zhuǎn)動時，經(jīng)過一段時間后，小球振動達到穩(wěn)定，它振動的頻率是多少？
(2)若一個單擺的擺動周期與該小球做阻尼振動的周期相同，則該單擺的擺長為多少？（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【能力提升】
1．如圖所示，在一條張緊的繩子上掛著a、b、c、d四個擺球，讓c擺先振動，其余各擺在c的驅(qū)動下也逐步振動起來。用手使c靜止，然后再松手，則（）
A．擺球b、d的振動周期相同B．擺球c將一直保持靜止
C．擺球a的振幅會逐漸減小直至靜止D．擺球b自始自終不振動
2．A、B兩物體均在水平面上做簡諧運動。如圖，實線為物體A的振動圖線，虛線為物體B的振動圖線。則（）
A．物體A、B的振動均為無阻尼振動但不具有相同的振動周期
B．每經(jīng)歷一個周期，物體A的路程比物體B的路程多10cm
C．0.4s時，物體A比物體B具有更大的動能
D．物體B的振動方程為
3．上海中心大廈高度為中國第一，全球第二。據(jù)報道某次臺風來襲時，大廈出現(xiàn)了晃動，然而大廈安然無恙的原因主要靠懸掛在距離地面583米，重達1000噸的阻尼器“上?；垩邸?，當臺風來臨時阻尼器開始減振工作，質(zhì)量塊的慣性會產(chǎn)生一個反作用力，使得阻尼器在大樓受到風作用，易搖晃時發(fā)生反向擺動，才使大廈轉(zhuǎn)危為安。以下說法不合理的是（）
A．大廈能夠減小振幅是因為上?；垩邸拔铡绷舜髲B振動的能量，起到減震作用
B．如果將上?；垩蹜覓煸跇菍虞^低的空間減震效果更好
C．如遇臺風天氣，阻尼器擺動幅度受風力大小影響，風力越大，擺動幅度越大
D．如果發(fā)生地震，上?；垩垡部梢云鸬綔p震作用
4．如圖甲所示，粗細均勻的一根木筷，下端繞有鐵絲，可使其豎直漂浮于裝水的杯中。以豎直向上為正方向，把木筷提起一段距離后放手，木筷的振動圖像如圖乙所示。關(guān)于木筷（含鐵絲）下列說法正確的是（）
A．在時刻處于超重狀態(tài)B．在時刻向下運動
C．在時刻合力不為零D．運動過程中，機械能一直減小
5．將一個電動傳感器接到計算機上，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的下列判斷中正確的是（）
A．時擺球正經(jīng)過最低點
B．時擺球動能最大
C．擺球擺動過程中機械能減少
D．擺球擺動的周期是
6．在如圖所示裝置中，曲軸AB上豎直懸掛一個彈簧振子。若不轉(zhuǎn)動把手C，讓彈簧振子上下振動，測得其周期為1 s；若將把手C以0.5 s的周期勻速轉(zhuǎn)動，振子的振動穩(wěn)定后，其振幅為2 cm，則（）
A．把手C轉(zhuǎn)動后，彈簧振子的振動周期為1 s
B．為使彈簧振子的振幅增大為3 cm，可讓把手C轉(zhuǎn)速增大
C．為使彈簧振子的振幅減小為1 cm，可讓把手C的轉(zhuǎn)動周期減小
D．把手C的轉(zhuǎn)速越大，彈簧振子的振幅越大
7．如圖所示，在張緊的繩上掛了A、B、C、D四個單擺，四個單擺的擺長關(guān)系為，先讓D擺擺動起來（擺角不超過5°），不計擺動過程中的空氣阻力和摩擦力，則下列說法中正確的是（）
A．所有擺球的擺動幅度相同B．只有B球能擺動，其他擺球不動
C．所有擺球以各自頻率振動D．所有擺球以相同頻率振動
8．如圖所示為一自制的偏心輪振動篩的簡易圖，振動篩安裝在兩彈簧上，偏心輪不轉(zhuǎn)動時，讓振動篩自由振動，測得其頻率為；啟動電動機，偏心輪轉(zhuǎn)動，改變偏心輪的轉(zhuǎn)速，讓偏心輪的轉(zhuǎn)速從零緩慢增加到，在此過程中（）
A．振動篩振動頻率始終為B．振動篩振動的振幅一直減小
C．振動篩振動的振幅先增大后減小D．振動篩振動的振幅先減小后增大
9．某減噪裝置結(jié)構(gòu)如圖所示，當外界聲音通過時引起裝置的共振從而吸收聲波達到減噪效果。已知其固有頻率表達式為（SI制），其中為薄板單位面積的質(zhì)量，L為空氣層的厚度， k為常數(shù)。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)它對頻率為200Hz的聲音減噪效果最強，若外界聲波頻率由200 Hz變?yōu)?00Hz，則（）
A．該裝置振動頻率仍為200HzB．常數(shù)k的單位是
C．適當增大L，可以獲得更好減噪效果D．適當調(diào)小，可以獲得更好減噪效果
10．單擺M、N、O、P自由振動時，振動圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示?，F(xiàn)將單擺M、N、O、P懸掛在如圖所示支架的細線上，并保持各自的擺長不變，使其中一個單擺振動，經(jīng)過足夠長的時間，其他三個都可能振動起來．不計空氣阻力。下列判斷正確的是（）
A．若使M振動起來，P不會振動
B．若使M振動起來，穩(wěn)定時N振動的周期仍小于2 s
C．若使P振動起來，穩(wěn)定時M比O的振幅小
D．若使O振動起來，穩(wěn)定時M的振動周期等于3 s
11．（多選）如圖所示為單擺在兩次受迫振動實驗中得到的共振曲線，下列說法正確的是（）
A．若兩次實驗分別在月球、地球表面上進行，且擺長相等，則圖線Ⅱ是月球上的單擺共振曲線
B．若兩次受迫振動均在地球上同一地點進行，則兩次擺長之比為
C．若圖線Ⅰ的對應(yīng)擺長約為1m，則實驗是在地球表面上完成的
D．若圖線Ⅱ?qū)?yīng)的實驗是在地球表面上完成的，則該單擺擺長約為1m
12．（多選）如圖甲所示，在曲軸上懸掛一彈簧振子，轉(zhuǎn)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，讓振子自由上下振動，其振動曲線如圖乙所示；然后以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動搖把，當振子振動穩(wěn)定后，其振動圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）
A．振子振動穩(wěn)定后的振動周期為0.4s
B．把手勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為150r/min
C．為了增大振子振動的振幅，應(yīng)增大把手的轉(zhuǎn)速
D．當把手勻速轉(zhuǎn)動的頻率為2.5Hz時，振子振動的振幅最大
13．（多選）關(guān)于簡諧運動，單擺，受迫振動、共振，下列說法正確的是（）
A．如圖1所示，地面光滑，MN一起在水平面做簡諧振動，則物塊M受到摩擦力在不斷變化
B．如圖2所示，為A、B兩個質(zhì)點做簡諧運動的位移—時間圖像，在t = 0.5s時，A的位移為－0.5cm，B的位移為
C．如圖3所示，一根細線和一個小球組成的單擺，其他條件不變，若細線長度變?yōu)樵瓉淼?倍，則單擺周期變?yōu)樵芷诘谋?br>D．驅(qū)動力頻率與固有頻率之差越小，振幅越小，二者之差越大，振幅越大
14．如圖為一單擺的共振曲線，則：（重力加速度，?。?br>（1）該單擺的擺長約為多少（計算結(jié)果保留1位有效數(shù)字）？
（2）共振時單擺的振幅多大？
（3）共振時擺球的回復(fù)力產(chǎn)生的最大加速度的大小約為多少（計算結(jié)果保留1位有效數(shù)字）？
（4）若單擺的擺長變短，共振曲線的峰將怎樣移動？
15．如圖甲所示，一個豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架的下面系著一個彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)，小球浸沒在水中。當圓盤靜止時，讓小球在水中振動，球?qū)⒆鲎枘嵴駝印，F(xiàn)使圓盤以不同的頻率振動，測得共振曲線如圖乙所示。（g＝9.86 m/s2，π＝3）
（1）當圓盤以0.4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后，小球振動達到穩(wěn)定，它振動的頻率是多少？
（2）若一個單擺的擺動周期與球做阻尼振動的周期相同，該單擺的擺長約為多少？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
簡諧運動
阻尼振動
受迫振動
概述
振動圖象(x－t圖象)是一條正弦曲線
振幅逐漸減小的振動
振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動
產(chǎn)生條件
不受阻力作用
受阻力作用
受阻力和驅(qū)動力作用
頻率
固有頻率
頻率不變
驅(qū)動力頻率
振幅
不變
減小
大小變化不確定
振動圖象
形狀不確定
振動能量
振動物體的機械能不變
能量逐漸減小
由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體提供
實例
彈簧振子振動，單擺做小角度擺動
敲鑼打鼓發(fā)出的聲音越來越弱
揚聲器紙盆振動發(fā)聲、鐘擺的擺動

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