2.5受迫振动 共振-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）

第二章 机械振动 2.5受迫振动 共振 一、单选题 1.如果把人作为一个有弹性的整体来看，在水平方向的固有频率约为3~6Hz，竖直方向的固有频率约为4~8Hz。为保障操作员的安全与健康，有关部门作出规定：用手操作的各类振动机械的频率应满足一定条件。根据以上提供的信息，下列条件规定合理的是（   ） A. 各类振动机械的频率必须小于20Hz B. 各类振动机械的频率必须大于20Hz C. 各类振动机械的频率应在3~6Hz D. 各类振动机械的频率应在4~8Hz 【答案】 B 【解析】用手操作的各类振动机械时，与其靠近或密切接触的人一定要做受迫振动，如果设备的振动频率接近人体的振动频率，则人体的各部分将做较剧烈的振动，造成对人体的损伤。因此，对于用手操作的机械振动频率必须要大于20Hz，以保障人体健康，ACD不符合题意，B符合题意。 故答案为：B。 2.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动，其它各摆随后也跟着振动起来，则关于其它各摆的振动（   ） A. 周期跟A摆相同                                                    B. 振幅大小相同 C. 振幅大小不同，E摆振幅最小                              D. 周期大小不同，D摆周期最大 【答案】 A 【解析】AD．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，振动周期都等于A摆的振动周期，A符合题意D不符合题意； BC．而由于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，BC不符合题意。 故答案为：A。 3.如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中 、 摆长相等，让 摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动。可以观察到 、 、 三个摆的运动情况是（    ） A. 三个摆的振动周期相同                                       B. 三个摆的振动振幅相同 C.  摆的振动振幅最大                                           D.  摆的振动周期最小 【答案】 A 【解析】AD．由a摆摆动从而带动其它 个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟a摆相同，A符合题意，D不符合题意； BC．受迫振动时，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，因为 摆的固有频率与a摆的相同，C摆发生共振，振幅最大，BC不符合题意。 故答案为：A。 4.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. 4s 【答案】 B 【解析】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。 5.如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来，其它各摆随后也跟着振动起来，稳定后，下列说法正确的是（   ） A. 其它各摆振动频率跟A摆相同 B. 其它各摆振动频率不同，D摆频率最大 C. 其它各摆振动振幅相同 D. 其它各摆振动振幅不同，D摆振幅最大 【答案】 A 【解析】AB． 摆振动起来，其它各摆也振动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于 摆的振动频率，A符合题意，B不符合题意； CD．由于其它各摆的摆长不同，则振幅不同，由于 、 摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则 摆出现共振现象，振幅最大， CD不符合题意。 故答案为：A。 6.如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，当圆盘静止时，小球可稳定振动。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）如图乙所示。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过—段时间后，小球振动达到稳定，则下列说法正确的是（   ） A. 此振动系统的固有频率约为0.25Hz B. 此振动系统的振动频率约