第二章 6 受迫振动 共振-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册作业与测评word（人教版2019）

6．受迫振动　共振 典型考点一　阻尼振动 1．(多选)如图所示是某单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是(　　) A．振动过程中周期变小 B．振动过程中周期不变 C．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 D．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 答案　BC 解析　阻尼振动中，单摆的振幅逐渐减小，由于周期与振幅无关，故振动过程中周期不变，A错误，B正确；因A、B两时刻摆球的位移相同，故摆球A时刻的势能等于B时刻的势能，C正确；由于摆球振动的能量逐渐减小，故摆球A时刻的动能大于B时刻的动能，D错误。 [名师点拨]　对阻尼振动的理解 (1)由于阻力做功，振动系统的机械能逐渐减小，振幅逐渐变小。 (2)周期和频率由振动系统本身决定，阻尼振动中周期和频率不变。 典型考点二　受迫振动 2．下列各种振动，不属于受迫振动的是(　　) A．敲击后的锣面的振动 B．缝纫机针的振动 C．人挑担子时，担子上下振动 D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动 答案　A 解析　敲击后的锣面不再受驱动力，其振动是自由振动；缝纫机针的振动、人挑担子时担子的上下振动以及蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动都是在驱动力作用下的振动，都是受迫振动。故选A。 3．(多选)关于受迫振动，以下说法中正确的是(　　) A．是在一恒力作用下的振动 B．振动频率可能大于或小于系统的固有频率 C．振动频率一定等于系统的固有频率 D．振动频率一定等于驱动力的频率 答案　BD 解析　受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动，驱动力是周期性的，不可能为恒力；系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，这个频率可能大于、等于或小于系统的固有频率，故B、D正确。 [名师点拨]　对受迫振动的理解 (1)受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关。 (2)驱动力频率越接近固有频率，振幅越大。 典型考点三　共振 4．(2022·四川省达州市高二期末)图甲为研究单摆共振现象的装置，其中A、B、C小球摆长相同，D、E球摆长如图甲所示，五个小球均可视为质点。图乙为A小球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像，所有小球静止后，将A小球拉开一个小角度释放(可视为简谐运动)，则振动稳定后，其余小球中(　　) A．D小球摆动时振幅最大 B．B、C小球将发生共振 C．几个小球摆动周期将逐渐减小 D．E小球的A­f图像的峰值与乙图中峰值相比应向左移 答案　B 解析　根据题意，A小球做简谐运动，B、C、D、E做受迫振动，则振动稳定后几个小球的摆动周期均等于驱动力周期，即都等于A球摆动周期，保持不变，故C错误；因A、B、C小球对应单摆的摆长相同，固有频率相同，所以B、C小球将发生共振，振幅最大，故A错误，B正确；由T＝2π可知，E小球摆动时的固有周期比A小球的小，故E小球摆动时的固有频率比A小球的大，而当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大，故E小球的A­f图像的峰值与乙图中峰值相比应向右移，故D错误。 5．(2022·山东省德州市高二期中)近些年，科学家们逐步对极地进行开发和探索，由于极地大面积被冰雪覆盖，开发和探索的进度受到影响，人们为了加快进度发明了共振破冰船，如图所示。破冰船利用专用传感器感应冰面的振动，自动调节锤头振动频率。当冰层与锤头发生共振时，可以大幅度提高破冰效率。结合所学知识，下列说法正确的是(　　) A．锤头振动频率越高，冰层的振动幅度越大，破冰效果越好 B．破冰效果最好时，锤头的振动频率等于冰层的固有频率 C．破冰船停止工作后，冰层余振的振幅越来越小，频率也越来越小 D．对于不同冰层，破冰效果最好时，锤头的振动频率相同 答案　B 解析　由题意可知，当冰层与锤头发生共振，即锤头的振动频率等于冰层的固有频率时，破冰效果最好，故A错误，B正确；由阻尼振动的相关规律可知，破冰船停止工作后，冰层余振的振幅越来越小，但频率不变，故C错误；锤头的振动频率等于冰层的固有频率时破冰效果最好，不同冰层固有频率不同，所以对于不同冰层，破冰效果最好时，锤头的振动频率不相同，故D错误。 6．一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得越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，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．② B．③ C．①④ D．②④ 答案　C 解析　洗衣机正常工作时，波轮转动很快，运转频率比洗衣机的固有频率大很多，所以非常平稳；切断电源后，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的固有频率相同，发生了共振；此后波轮转速减慢，则f驱