教科版必修第章第节阻尼振动受迫振动同步测试

1、智能优化训练 同步测控1. 弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于（）A. 振子开始振动时振幅太小B. 在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量C. 动能和势能相互转化D. 振子的机械能逐渐转化为内能解析：选BD.由于有阻力，振子的机械能减小，振幅减小，损失的机械能转 化为内能.2. 做受迫振动的物体到稳定状态时（）A. 一定做简谐运动B. 一定按驱动力的频率振动C. 定发生共振D. 是否发生共振取决于驱动力的频率是否等于物体的固有频率解析：选BD.因为物体做受迫振动，运动过程中受到周期性的外力作用，其 受力特点不满足F=kx的关系，所以A错误.由于物体做受迫振动，达到稳定状 态时，其

2、振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故B正确.处于稳定状 态下的受迫振动物体是否发生共振，完全取决于驱动力的频率（周期）与固有频率（周期）的关系，当二者相等时即发生共振，故C错误，D正确.所以正确答案为B、D.3. 在实验室可以做“声波碎杯”的实验.用手指轻弹一只酒杯，可以听到清 脆的声音，测得这声音的频率为500 Hz,将这只酒杯放在两只大功率的声波发生 器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉.下列说法中正确的是 （）A. 操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大B. 操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波C. 操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率

3、和功率D. 操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz解析：选D.驱动力的频率与固有频率相等，形成共振，共振时振幅最大，操 作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz,就能使酒杯碎掉.4. 部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时（高山上有积 雪），不许高声叫喊，主要原因是（）A. 减轻对桥的压力，避免产生回声B. 减小对桥、高山的冲力C. 避免使桥发生共振和使积雪发生共振D. 使桥受到的压力不均匀，使登山运动员耗散能量减少解析：选C.部队过桥时如果齐步走，会给桥梁施加周期性的外力，容易使桥 的振动幅度增加，可能发生共振，造成桥梁倒塌.登山运动员登高山时（高山上

4、有 常年积雪，高山内部温度较高，有部分雪融化成了水，对覆雪起了润滑作用）高声 叫喊，声波容易引起积雪共振从而发生雪崩，故应选C.5. 铁道上每根钢轨长12 m,支持车厢的弹簧固有周期0.6 s,则列车以 m/s的速度行驶时，车厢振动最厉害.若将此速度减小一半，此时车厢的 振动周期为s.解析：列车每经过一个钢轨的间隙，都要振动一次，列车做受迫振动，当列 车振动的周期与弹簧的固有周期相同时，车厢振动最厉害，所以列车速度v =LT1206m/s = 20 m/s当列车速度减小一半时，列车做受迫振动的周期为T'=sF12Tos 1. 2 s.答案：20 1.2一.选择题1. 若空气阻力不可忽略

5、，单摆在偏角很小时，总是减小的物理量为（）A. 振幅B. 位移C. 周期D.机械能解析：选AD.有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能不断减小，故A、D正确.平衡位置处的位移为零，则位移不是一直减小，周期丁 = 2打不变，故B、C错.2. 下列说法中错误的是（）A. 阻尼振动的振幅不断减小B. 物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小C. 阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D. 阻尼过大时，系统将不能发生振动解析：选BC.阻尼振动的振幅一定是不断减小的，A对；物体做阻尼振动时， 振幅虽然不断减小，但是振动频率仍山自身的结构特点所决定，不随振幅的减小而 变化，所以B错

6、误；同理阻尼振动的周期也不改变，故C错误；如果阻尼过大，振 动能量可能会在四分之一周期内减小为零，系统将不能发生振动，D对.故本题选B、C.3. 某简谐振子，自曲振动时的振动图像如图1一4一5甲中的曲线I所示，而 在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图屮中的曲线1所示，那 么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的（）AAy丿（/a7 n甲4/图1一45A. d点B. b点C. c点D. 一定不是c点解析：选AD.振子的固有周期与驱动力周期的关系是丁驱=T固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的c点，可能是a点.4. 一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小.下列说法正确的是（）A. 机械能逐渐

7、转化为其他形式的能B. 后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C. 后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D. 后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能解析：选AD.单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转 化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能 和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而 势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能 （或势能）一定小于前一时刻的动能（或势能），故选项B、C不对.5. 如图1一4一6所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右 依次为/2、1、21,若

8、让D摆先摆动起来，周期为T,稳定时A、B、C、E各摆的情况是（）图1一46A. B摆振动的振幅最大B. E摆振动的振幅最大C. C摆振动周期为TD. A摆振动周期大于T解析：选AC.这是一个受迫振动的问题，山D摆提供驱动力，提供A、B、C、 E摆振动的能量，A、B、C、E摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于D摆振动的 频率和周期，故C选项正确.因为B摆的摆长与D摆相等，B摆的固有周期等于驱 动力的周期，满足发生共振的条件，B摆发生共振，振幅最大，故A选项正确.6. （2011年四川高二检测）A、B两个单摆，A摆的固有频率为f, B摆的固有 频率为4f,若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振

9、动，那么A、B两个单 摆比较（）A. A摆的振幅较大，振动频率为fB. A摆的振幅较大，振动频率为5fC. B摆的振幅较大，振动频率为5fD. B摆的振幅较大，振动频率为4f解析：选C.A、B两单摆都做受迫振动，振动的频率等于驱动力的频率5f.B 摆的固有频率更接近5f,故B摆振幅较大，C正确，A、B、D错误.7. 洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来 越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）A. 正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率大B. 正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小C. 正常工作时，洗衣机脱水桶的运转

10、频率等于洗衣机的固有频率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解析：选AD.洗衣机切断电源，脱水桶的转动逐渐慢下来，在某一小段时间 内洗衣机发生了强烈的振动，说明了此时脱水桶的运转频率与洗衣机固有频率相 同，发生了共振，此后脱水桶转速减慢，则f驱f固，所以共振现象消失，洗衣 机的振动随之减弱.8. 如图1一4一7表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系， 由图可知（）图1一4一7A. 驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B. 驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3C. 假如让振子自由振动，它的频率为f2D. 振子做自由振动时，频率可以为fl、f2、f3解

11、析：选ABC.理解共振曲线是关键，驱动力频率为f2时弹簧振子的掘幅最 大，f2也就等于弹簧振子的固有频率，故振子自山振动时，它的频率为固有频率 f2,当驱动力频率为fl、f3时，弹簧振子只做受迫振动，其频率与振子固有频率 无关.9. 如图1一4一8所示，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，而让振子自由上下振动，测其频率为2 Hz,然后匀速转动摇把，转速为240 r/min,当振子振动稳定时，它的振动周期为 ()图1一4一8A. 0. 5 sB. 0. 25 sC. 2 sD. 4 s解析：选B.匀速转动摇把后，振子将做受迫振动，驱动力的周期跟摇把转

12、动 的周期是相同的，振子做受迫振动的周期乂等于驱动力的周期，其频率也等于驱动 力的频率，与原固有频率无关.摇把匀速转动的转速为240 r/min=4 r/s,角速 度3=8刃rad/s,所以驱动力的周期T =2n2ns 0. 2o s.二、非选择题10. 如图1一4一9所示，轻直杆0C的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为 2 Hz.杆的0端有固定光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n. 当n从0逐渐增大到5 r/s过程中，振子M的振幅变化情况将是,当n = r/s时振幅最大.若转速稳定在5 r/s, M的振动周期是.图1一4一9解析：振子固有频率为2 Hz,凸轮的转动频率就是驱动力的频率，即f驱从 0增大到5 Hz.变化过程中，先接近固有频率，达到相等后乂偏离固有频率，故振 幅先增大后减小.当f驱=彳固=2 Hz,即n=2 r/s时振幅最大.当n=5 r/s,即T驱=0. 2 s,受迫振动的周期取决于驱动力的周期，即也 为 0.2 s.答案：先增大后减小2 0.2 s11. 在火车车厢里吊着一小球，山于在钢轨接合处振动使球摆动，若钢轨长12.5 m,线长40 cm,那么当火车的速度达到多大时，球振动的振幅最大？(g=10 m/s2)解析：小球的固有周期：T = 2n=2 ns = 0.4 兀 S当火车受到的驱动力的周期与小球的固有周期相等时，振幅最大.即：/_V=T