课时梯级训练(15) 受迫振动 共振（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理 选择性必修 第一册（人教版2019）

课时梯级训练(15)　受迫振动　共振 1．由于存在空气阻力，严格来讲，任何物体的机械振动都不是简谐运动，在振动过程中(　　) A．振幅减小，周期减小，机械能减小 B．振幅减小，周期不变，机械能减小 C．振幅不变，周期减小，机械能减小 D．振幅不变，周期不变，机械能减小 B　解析：由于存在空气阻力，振动系统在振动过程中机械能逐渐减小，转化为内能，振幅逐渐减小，而振动系统的振动周期与本身结构有关，为固有周期，故周期不变，B正确。 2．A、B两个单摆，A摆的固有频率为4f，B摆的固有频率为f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，则两单摆比较(　　) A．A摆振幅较大，振动频率为f B．B摆振幅较大，振动频率为4f C．A摆振幅较大，振动频率为5f D．B摆振幅较大，振动频率为5f C　解析：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，振幅最大，故A、B两个单摆都做受迫振动，频率为5f，A摆的固有频率更为接近驱动力的频率，则A摆的振幅较大，C正确。 3.如图所示的是一单摆做阻尼振动的xt图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的(　　) A．速率vP＞vN B．重力势能EpP＞EpN C．机械能EP＜EN D．受到的拉力FP＝FN A　解析：摆球在P时刻的振幅大于N时刻的振幅，所以机械能EP＞EN，由于两个时刻的位移大小相等，所以高度相等，则重力势能相等，即EpP＝EpN，则动能EkP＞EkN，所以速率vP＞vN。将摆球所受重力沿绳子方向和垂直于绳子方向进行分解，绳子拉力和重力沿绳子方向的分力的合力提供向心力，摆球速度越大，需要的向心力就越大，绳子的拉力就越大，即FP＞FN，A正确。 4．(多选)据《天中记》一书记载，晋初(公元3世纪)时，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。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。关于这个现象，下列说法正确的是(　　) A．共鸣是一种共振 B．铜盘共鸣时的振动频率等于皇宫钟声的频率 C．把铜盘磨薄改变了驱动力的频率 D．把铜盘磨薄使铜盘的固有频率远离驱动力的频率 ABD　解析：共鸣是可发声的物体之间的共振，A正确；发生共鸣的条件是频率相等，B正确；把铜盘磨薄改变了其固有频率，C错误；把铜盘磨薄，使铜盘的固有频率与驱动力的频率相差更大，这样就不会再发生共鸣了，D正确。 5.(多选)如图所示的是受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆(称为“驱动摆”)驱动另外几个单摆。下列说法正确的是(　　) A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相同 B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2π C．如果驱动摆的摆长为L，振幅为A，若某个单摆的摆长大于L，则它的振幅也大于A D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大 ABD　解析：某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同，根据F＝－kx，可得加速度a＝＝－，故加速度一定相同，A正确；如果驱动摆的摆长为L，根据单摆的周期公式有T＝2π，而其他单摆都是受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，B正确；当受迫振动的单摆的固有周期等于驱动摆的周期时，受迫振动的振幅最大，故做受迫振动的某个单摆的摆长大，振幅不一定也大，C错误；同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，则只有摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅才能够达到最大，这种现象称为共振，D正确。 6．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，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形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示。圆盘匀速转动时，小球做受迫振动。下列说法正确的是(　　) A．小球振动的固有频率是4 Hz B．小球做受迫振动时周期一定是4 s C．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著增大 D．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著减小 C　解析：小球振动的固有周期T＝4 s，则其固有频率为f＝＝0.25 Hz，A错误；小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期4 s，B错误；圆盘转动周期在4 s附近时，驱动力周期等于振动系统的固有周期，小球产生共振现象，振幅显著增大，C正确，D错误。 7．(多选)(2021·浙江1月选考)为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则(　　) A．针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同 B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C．打击杆对不同粗细树干打击结束