11.5外力作用下的振动-2020-2021学年高二物理课时同步练（人教版选修3-4）

选修3-4 第十一章 机械振动 第五节 外力作用下的振动 一、单选题 1．（2021·山东高二月考）如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是 。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为 ，则把手转动的频率逐渐缓慢增大时，下列说法中正确的是（　　） A．弹簧振子的振动越来越剧烈 B．弹簧振子的振动越来越弱 C．弹簧振子的振动先越来越剧烈再越来越弱 D．弹簧振子的振动先越来越弱再越来越剧烈 【答案】C 【解析】当驱动力的频率等于弹簧振子的故有频率时，振幅最大，所以当把手转动的频率逐渐缓慢增大时，当频率达到4Hz时，振幅最大，大于4Hz后再增大，振幅又减小，即弹簧振子的振动先越来越剧烈再越来越弱。 故选C。 2．（2021·江苏淮安市·高二月考）如图所示是一物体做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知（　　） A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态 B．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2或f3 C．要减小共振的危害，必须使物体的振动频率接近f2 D．要利用共振的效果，必须使物体的振动频率远大于f3 【答案】A 【解析】A．由题图可知驱动力频率为f2时，振子振幅最大，处于共振状态，选项A正确； B．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体振幅最大，由题图可知该振子的固有频率为f2，振子做自由振动时，频率为固有频率f2，选项B错误； CD．物体的振动频率越接近固有频率，振幅越大，故要减小共振的危害，必须使物体的振动频率远离f2；要利用共振的效果，必须使物体的振动频率接近f2，选项C、D错误。 故选A。 3．（2021·江苏苏州市·西安交大苏州附中高二月考）一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】据单摆的周期公式 可得 当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时，振幅最大，所以C图的周期为2s，故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（2020·浙江嘉兴市·高二月考）如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A、B、C三个单摆，摆长分别为L1、L2、L3，且L1＜L2＜L3，现将A拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g，对释放A之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（　　） A．C的振幅比B的大 B．B和C的振幅相等 C．B的周期为2π D．C的周期为2π 【答案】D 【解析】CD．将A拉起一较小角度后释放，则B、C做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动率的频率，与物体的固有频率无关，故B、C单摆的周期均为T=2π ，C错误，D正确。 AB．当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅最大，固有频率越接近驱动力的频率，振幅越大，故B比C的振幅大，AB错误。 故选D。 5．（2021·浙江高三专题练习）(多选)如图1所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图2所示，则（ ） A．此振动系统的固有频率约为0.25Hz B．此振动系统的固有频率约为3Hz C．若圆盘匀速转动的周期增大，系统振动的固有频率不变 D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 【答案】B 【解析】由振子的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3Hz，故B正确，A错误；振动系统的振动频率是由驱动力的频率决定的，所以若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，故C错误；共振曲线的峰值表示振子的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，故D错误． 6．（2021·山东省滕州市第二中学高二月考）如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也跟着摆动起来，可以发现（   ） A．D摆的振幅最大 B．D摆的振幅最小 C．B的摆动周期小于C的摆动周期 D．B的摆动周期大于C的摆动周期 【答案】A 【分析】 5个单摆中，由A摆摆动从而带动其它4个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，当受迫振动的系统的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大． 【解析】AB．A摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率，而由于A、D摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则D摆出现共振现象，D摆的振幅最大，故A正确，B错误； CD．在受迫振动的过程中，各摆的周期等于驱动力的周期，B的摆动周期等于C的摆动周期，故CD错误； 故选A． 7．（2