高二物理选择性必修一（2019版） 2.6 受迫振动 共振 过关检测（含答案）

第第页高二物理选择性必修一2.6受迫振动共振过关检测一、单选题1．一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（）①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；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．① B．③ C．①④ D．②④2．下列说法与振动有关，其中正确的是（）A．周期是1秒的单摆叫秒摆B．摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象3．如图曲轴上悬挂一弹簧振子，摇动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速240转/分，当振子振动稳定时，它的振动周期为（）A．0.5s B．0.25s C．2s D．4s4．据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。声音的共振称为共鸣，振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图像如图所示，请根据图像分析把铜盘磨薄的目的是（）A．改变铜盘固有振动的振幅B．改变铜盘固有振动的周期C．改变皇宫敲钟引起的空气振动的强度D．改变皇宫敲钟引起的空气振动的频率5．飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根弹性杆两端带有负重（图甲），某型号的飞力士棒固有频率为4.5Hz，某人用手振动该飞力士棒进行康复训练（图乙），则下列说法正确的是（）A．使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大B．手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大C．手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大D．当手每分钟振动270次时，飞力士棒振动最弱6．2020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a、c吊瓶（液体均满瓶）也跟者晃动起来，假设悬挂三个瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，a吊瓶比b、c小一些，则（）A．b、c两吊瓶发生共振B．a、b、c三个吊瓶均做自由振动C．b、c两吊瓶的振幅相同D．a、b、c三个吊瓶的振动周期相同二、多选题7．我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象。固定在同一振动片上的两根完全相同的细杆周期性的击打水面，可看作两个频率完全相同的波源。这两波源发出的波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。其可简化为图乙所示，振动片以周期T做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样。若以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直。除C点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在C点左侧距C点最近的为D点。已知半圆直径为d，∠DBA=37°，sin37°=0.6A．水波的波长为dB．水波的波长为dC．水波的传播速度为dD．若减小振动片振动的周期，D点可能为振幅最小的点8．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（a）所示。该共振筛的共振曲线如图（b）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。某电压下断电后，发现筛了的振动幅度先越来越大后越来越小，下列说法正确的是（）A．该电压下偏心轮的转速有可能是54r/minB．该电压下偏心轮的转速有可能是45r/minC．该电压下，增加筛子的质量可使筛子的振幅增大D．筛子的质量不变的情况下，将电动偏心轮的电压增加，可使筛子的振幅减小9．有甲、乙、丙三个质量相同的单摆，它们的固有频率分别为f、4f、5f，都在频率4f的同一驱动力作用下做受迫振动，比较这三个单摆（）A．它们的振幅相同B．乙的振幅最大C．它们的振动频率都是4fD．甲、乙、丙的振动频率分别为f、4f、5f10．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法不正确的是（）A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示月球上单摆的共振曲线B．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比L1C．图线II若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1mD．若摆长均为1m，则图线I是在地球上完成的三、计算题11．汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k=1.5×105N/m。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=(l为弹簧的压缩长度)。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，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受?四、综合题12．如图所示是一个单摆的共振曲线。（1）若单摆所处的环境重力加速度g=π2（2）若将此摆移到高山，共振曲线的峰将怎样移动。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】洗衣机先是振动越来越剧烈，说明洗衣机波轮的运转频率越来越接近固有频率，当振动最剧烈时，形成共振，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率，④正确；然后振动再逐渐减弱，则洗衣机波轮的运转频率越来越大于固有频率，故正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大，①正确；C符合题意．故答案为：C

【分析】多普勒效应指的是当人与声源相互靠近时，人听到的声音频率变高，而远离声源时，人听到的声音频率变低。2．【答案】C【解析】【解答】A．周期是2秒的单摆叫秒摆，A不符合题意；B．根据单摆周期公式T=2πlC．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出。为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频。C符合题意；D．小船受到海浪的冲击上下振动，是受迫振动。D不符合题意。故答案为：C。

【分析】当外界的驱动频率与物体的固有频率相同时，物体的振幅越大，结合表格中的数据分析求解即可。3．【答案】B【解析】【解答】受迫振动的频率等于驱动力频率，驱动力频率根据题意可得为0.25s，综上分析A符合题意。故答案为：B。

【分析】利用受迫振动的频率等于驱动力频率的大小可以求出周期的大小。4．【答案】B【解析】【解答】把铜盘磨薄一些，是为了改变铜盘固有振动的周期，铜盘与皇宫早晚的钟声不再发生共振，即不再出现共鸣，ACD不符合题意，B符合题意。故答案为：B。

【分析】通过改变铜盘的厚度来改变铜盘固有的振动周期，从而使不再发生共振。5．【答案】C【解析】【解答】C．人用手振动该飞力士棒，飞力士棒做的是受迫振动，手是驱动力，因此手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大，C符合题意；ABD．驱动力的频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大。当手每分钟振动270次时，驱动力的频率f=此时飞力士棒振动最强，ABD不符合题意。故答案为：C。

【分析】当手振动飞力士棒是，其手是驱动力，其手振动的频率越大其振动的频率越大；当其驱动力的频率接近固有频率时其受迫振动的振幅最大。6．【答案】D【解析】【解答】A．b、c吊瓶的重心位置不同，因此有效摆长不同，所以不会发生共振，A不符合题意；B．只有b做自由振动，a、c均做受迫振动，B不符合题意；C．b、c摆长不同，则两吊瓶的振幅不同，C不符合题意；D．振动周期等于驱动力周期，因此三个吊瓶的周期相同，D符合题意。故答案为：D。

【分析】振动的周期等于驱动力的周期，从而判断三个吊瓶的周期，根据摆长的大小判断吊瓶的振幅大小关系。7．【答案】A,C,D【解析】【解答】AB．根据题意可知，DB与AD的长度等于波长，则λA符合题意，B不符合题意；C．水的波速为v=C项正确；D．若减少振动片振动的周期，D到两波源的距离差可能等于半波长的奇数倍，即D点可能为振幅最小的点，D项正确。故答案为：ACD。

【分析】利用已知条件可知圆周上D点是振动加强点，则有DB和AD之差是波长，利用数学关系可求得波长大小。然后求出波速。减小周期，C点到两波源的距离还是相等的，所以C点还是振动加强点。若让两细杆以原频率分别同步触动线段AD和BD的中点，D点与两波源的长度之差等于半波长，则D点为振幅极小的点。8．【答案】A,D【解析】【解答】AB．增大电压，可使偏心轮转速提高，在断电后，电压减小，转速变慢，周期变大，频率减小，断电后，发现筛子的振动幅度先越来越大后越来越小，即说明在该电压下的频率大于共振频率0.8Hz，该电压下偏心轮的频率等于共振频率0.8Hz时振动幅度最大，此时转速等于48r/min，则该电压下偏心轮的转速有可能是54r/min，A符合题意，B不符合题意；C．该电压下偏心轮的频率大于共振频率，减小筛子的质量，可以减少筛子的固有周期，则频率增大，与偏心轮频率相差减小，可使筛子的振幅增大，C不符合题意；D．筛子的质量不变的情况下，将电动偏心轮的电压增加，可使偏心轮转速提高，周期减小，频率增大，与筛子的固有频率相差增大，可使筛子的振幅减小，D符合题意。故答案为：AD。

【分析】增大电压，可使偏心轮转速提高，断电后根据电压的变化情况得出偏心轮的振幅变化情况，从而得出共振频率0.8Hz时的转速，从而进行分析判断正确的选项。9．【答案】B,C【解析】【解答】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．则它们的振动频率都是4f，且乙的振幅最大,所以BC符合题意，AD不符合题意．故答案为：BC．

【分析】利用固有频率和驱动频率的比较，其频率越接近固有频率则其振幅越大；其振动的频率等于驱动频率的大小。10．【答案】D【解析】【解答】若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据T=2πLg，知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线，A不符合题意；若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据T=2πL故答案为：D

【分析】通过图像读出I的振动频率，计算出振动的周期，结合摆线的长度和周期公式求解重力加速度。11．【答案】人体的固有频率，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受，即，得，代入数据，由胡克定律得。【解析】​【分析】首先知道当汽车的频率等于人的固有频