26受迫振动共振同步练习

人教版（2019）选择性必修一2.6受迫振动共振同步练

习一、单选题铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。每根普通钢轨长为乙，列车固有振动周期为几下列说法正确的是（ ）列车的最佳行驶速率为vT列车以速率v匀速行驶时，做受迫振动的频率为LvC•列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂有五个摆，其中A、E的摆长相等。先使A摆振动起来，其余各摆随后也会振动起来，达到稳定状态后，下列说法中正确的是（ ）其余各摆振动周期跟A相同，振动频率与A不同其余各摆振动周期不同，D摆周期最大其余各摆振幅相同其余各摆振幅不同，E摆振幅最大如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（ ）B的固有周期与A的固有周期相等C的振幅与B的振幅一样大A、B、C的振动周期相等C的振幅比B的振幅小某简谐振子自由振动时的振动图象如图甲中的曲线□所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线□所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中共振曲线的（）a点 B.b点 C.c点 D.都有可能如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则（）当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz当转速增大时，弹簧振子的振幅增大当转速减小时，弹簧振子的振幅不变下列各种振动中，不是受迫振动的是（ ）敲击后的锣面的振动缝纫机针的振动人挑担子时，担子上下振动蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了用振动器使松果落下的装置，如图所示。则（ ）

当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度一定增大针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同振动器振动不同粗细的树干时，振动稳定后，树干振动频率与振动器的振动频率不相同在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆，其中口、口的摆长为L，口的摆长为0.8L，口的摆长为1.3L，口的摆长为0.5L。先使□振动起来，其他各摆随后也振动起来，则在振动稳定后，振幅最大的是（ ）A.口BA.口B.口C.口D.口为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了如图所示的振动器，用来振动树干使松果落下。则（ ）随着振动器的振动频率增加，树干振动的幅度一定增大针对不同的树木，落果效果最好的振动频率一定相同稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率相同稳定后，不同的树干振动频率与振动器的振动频率不同下列说法正确的是( )A•洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁鼓手随音乐敲击鼓面时，鼓面的振动是自由振动较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶晃动了起来，紧接着待输的。、c吊瓶(液体均满瓶)也跟着晃动起来，假设悬挂三个吊瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，则( )b、c两吊瓶发生共振a、b、c三个吊瓶均做自由振动只有b、c两吊瓶的振动周期相同a、b、c三个吊瓶的振动周期相同下列下列说法中不正确的是( )受到阻力作用的振动不一定是阻尼振动阻尼振动振幅逐渐减小，机械能逐渐减小受迫振动的振幅越来越大受迫振动稳定后的频率与振动系统的固有频率无关二、填空题如图为一单摆的共振曲线。由图可知该单摆共振时的振幅cm；该单摆的固有周期为s。+J/cm如图为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为,共振时单摆的振幅是i/Vcm22L（）0.5f/u7判断下列说法的正误。（1） 受迫振动的频率与振动系统的固有频率无关。（）（2） 驱动力频率越大，振幅越大。（）（3） 共振只有害处没有好处。（）（4） 做受迫振动的物体一定会发生共振。（）（5） 阻尼振动的频率随振幅的减小而不断减小。（）如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅，频率为，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将（填“变大”“变小，，或“不变”）。甲、乙两个弹簧振子的固有频率分别为f和5f，都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动，振幅较大的是，甲的振动频率为f，乙的振动频率为

f.三、解答题把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54r/min。为了使筛子的振幅增大，请提出两种方案。甲 ° 0.8/Hz乙19.如图所示是一个单摆的共振曲线，回答下列问题(舛10m/s,n=10)：该单摆摆长多长？共振时单摆振幅多大？若把该单摆从北京移到广州，共振曲线的峰值将怎样移动? 1 1 ►00250,50.75/Hz减振器，英文shockabsorber，是为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件，在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧套在减震器上，两者同时起到改善作用。为了研究方便，我们把两者简化成一个等效劲度系数为k=1.5x105N/m的“弹簧”。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f=^g(l为弹簧2兀'l的压缩长度)，若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg。求：汽车的振动频率与人体固有频率相等时l的大小；这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受。如图所示是一个单摆的共振曲线。

试估计此单摆的摆长；(g取10m/s2)若摆长增大，共振曲线的峰将怎样移动?O8642011O86420110.2040.60.8如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、50Hz、40Hz、10Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大，则电动机转速可能为多少？a、b、c、d此时振动频率分别为多少？参考答案:1.D【详解】当列车以速率v=T行驶时，其做受迫运动的频率等于列车的固有频率，将发生共振，不利于列车行驶安全，故A错误；B•列车以速率v匀速行驶时，做受迫振动的频率为故B错误;列车运行的振动频率等于驱动力的频率，即受到周期性冲击的频率，故C错误;增加钢轨的长度可以使列车发生共振时的临界速率值增大，有利于列车高速运行，故D正确。故选D。2.D【详解】AB.A摆振动起来，其它各摆也振动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率和周期均等于A摆的振动频率和周期，选项AB错误；CD.由于其它各摆的摆长不同，则振幅不同，由于A、E摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则E摆出现共振现象，振幅最大，选项C错误，D正确。故选D。3.C【详解】B、C的摆长不等，所以固有周期不等，故A错误；BD.A、C的摆长相等，所以C的固有周期与A的振动周期相等，会形成共振；而B的摆长与A的摆长不等，所以B的固有周期与A的振动周期不等，不会形成共振，所以C的振幅比B的振幅大，故BD错误；C.B、C做受迫振动，振动周期和刀的振动周期相等，故C正确。故选C。4.A【详解】某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中的曲线□所示，设周期为7>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甲中的曲线□所示，设周期为T；T<T根据f=-j>T有f>f图乙中C点是发生共振，驱动力频率等于固有频率儿，当受迫振动时，驱动力频率为f2<f故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点，但一定不是c点和b点。故选A。5.B【详解】AB.匀速转动摇把，弹簧振子做受迫振动，振动频率与驱动力频率一致，由题意知，驱动力频率为户4Hz，周期为T=0.25s，故当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz，周期是0.25s，A错误，B正确；CD.当转速增大时，驱动力频率远离固有频率，弹簧振子的振幅减小，当转速减小时，驱动力频率接近固有频率，弹簧振子的振幅增大，CD错误。故选B。6.A【详解】受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而敲击后的锣面并没有受到周期性驱动力的作用，其振动不是受迫振动，A错误，符合题意；缝纫机针的振动是在驱动力作用下的振动，是受迫振动，B正确，不符合题意；人挑担子时，担子在人的驱动力作用下上下振动，是受迫振动，C正确，不符合题意；蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动是在自身的驱动力作用下的振动，是受迫振动，D正确，不符合题意。故选A。A【详解】AC.根据共振条件，当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好，而不同树木，固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，故A正确，C错误；当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；D.树干在振动器的振动下做受迫振动，振动稳定后，不同粗细的树干振动频率与振动器的振动频率相同，故D错误。故选A。C【详解】由摆的周期公式f1可知，同一地点单摆的周期仅有摆长决定，而共振的条件是周期相等，由图可知，口球将会发生共振，振幅最大，故ABD错误，C正确；故选C。9.C【详解】根据共振产生的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时振幅最大，故A错误；针对不同的树木，固有频率不一定相同，落果效果最好的振动频率为固有频率，故B错误；CD.受迫振动频率由驱动力频率决定，稳定后，不同树木的振动频率与振动器的振动频率相同，故C正确；D错误。故选C。D【详解】洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。所以正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，故A错误；部队要便步通过桥梁，是为了防止出现一致的策动力，避免桥发生共振。故B错误；C•鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动。故C错误；D.较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确。故选D。D【详解】由题知b、c两吊瓶重心高度不同，导致有效摆长不同，所以二者不会发生共振，故A错误；只有b吊瓶做自由振动，a、c两吊瓶均做受迫振动，故B错误；CD.因为a、c两吊瓶在b吊瓶的驱动力作用下做受迫振动，所以振动周期等于驱动力的周期，所以a、b、c三个吊瓶的振动周期相同，故C错误，D正确。故选D。12.C【详解】受到阻力的振动若同时有能量的补充，不一定是阻尼振动。A不符合题意；振幅越来越小的振动一定是阻尼振动，阻尼振动振幅逐渐减小，机械能逐渐减小。B不符合题意；当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，不能说受迫振动的振幅越来越大。C符合题意；物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，D不符合题意。故选C。82【详解】[2]由图可知该单摆共振时的振幅为8cm；该单摆的固有频率为0.50Hz，则固有周期为T=—=2s

f1m2cm【详解】由图可知当驱动力频率为0.5Hz时，单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz，则周期T=才=2s，根据单摆的周期公式T=2"-J g则打入数据解得：L=您=1.0m，由图读出共振时单摆的振幅A=2cm.4兀2点睛：本题考查对共振曲线的理解能力.对于共振关键要抓住条件：驱动力频率等于单摆的固有频率.正确错误错误错误错误【详解】略5cm2Hz增大【详解】弹簧振子振动的振幅为5cm；弹簧振子振动的周期为T=—=—s=0.5s

v2弹簧振子振动的频率为f=-=2Hz

T若将匀速转动把手的周期改为0.1s，其振动频率为10Hz，恰好等于弹簧振子的固有频率，弹簧振子发生共振，振幅最大，所以弹簧振子的振幅将增大。甲2 2【详解】受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大.故甲、乙两个单摆都做受迫振动，频率为2f，甲摆的固有频率与驱动力的频率比较接近，所以甲的振幅较大.点睛：本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈.18.见解析【详解】在某电压下偏心轮的转速是54r/min，即周期为T=60s=毁54 9所以驱动力的频率f=-=0.9HzT由乙图可知筛子的固有频率

f0=0.8Hz由于驱动力的频率大于固有频率，要使振幅变大，应减小驱动力的频率或增大筛子的固有频率，即可以降低偏心轮电压或减小筛