2.6 受迫振动 共振（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

2.6　受迫振动　共振 [见学生用书P43] 广东省交通集团通报称，2020年5月5日下午14时许，虎门大桥悬索桥桥面发生明显振动，桥面振幅过大，影响行车舒适性和交通安全。大桥管理部门联合交警部门及时采取了双向交通管制措施，广东省交通运输厅、广东省交通集团连夜组织了国内12位知名桥梁专家召开专题视频会议进行研判。请根据自己所学的知识分析虎门大桥大幅振动的原因。 【答案】 虎门大桥的大幅振动属于共振引起的振幅变大现象。驱动力的频率接近桥梁的固有频率，就会引发桥梁振幅变大的共振现象。 1．2020年1月8日1时45分，在青海省海北州门源县发生6.9级地震，震中部分乡镇震感强烈，房屋出现裂缝，少量房屋倒塌。就此事件，下列说法正确的是(　C　) A．所有建筑物均做自由振动 B．所有建筑物的振动振幅相同 C．所有建筑物振动周期相同 D．所有建筑物振动能量相同 【解析】 地震波属于机械波，所以波在传播过程中所有质点都在做受迫振动，各质点的振动周期和波源的周期相同，A错误，C正确；由于地震属于阻尼振动，所以离震源越远，振幅越小，能量越小，B、D错误。 2．下列说法正确的是(　C　) A．阻尼振动一定是等幅振动 B．物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，若驱动力的频率逐渐增大，则物体的振幅将先减小后增大 C．受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关 D．厂房建筑物的固有频率应该处于机器转动的频率范围之内 【解析】 阻尼振动又称衰减振动，振幅逐渐减小，A错误；物体做受迫振动，驱动力的频率小于物体的固有频率，若驱动力的频率逐渐增大，则物体的振幅将先增大后减小，B错误；受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，C正确；为避免共振产生危害，厂房建筑物的固有频率应该远离机器转动的频率范围，D错误。 3．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　B　) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，频率减小 【解析】 单摆做阻尼振动，其振幅越来越小，T＝2π，周期不变，与是否有阻尼无关，A错误，B正确；单摆做阻尼振动的过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能不守恒，通过某一位置的机械能越来越小，由于周期不变，则频率不变，C、D错误。 4．下列关于机械振动的说法正确的是(　C　) A．受迫振动稳定后，其振动的周期总等于系统的固有周期 B．阻尼振动振幅逐渐减小，同时周期也逐渐减小 C．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 D．为避免共振现象的发生，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率 【解析】 物体做受迫振动达到稳定后的振动周期是由驱动力的周期来决定的，而跟振动物体本身的固有周期无关，A错误；阻尼振动振幅逐渐减小，但周期不变，B错误；当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大即共振，C正确；为避免共振现象发生，应使驱动力频率远大于或远小于振动系统的固有频率，D错误。 5．下列关于共振和防止共振的说法正确的是(　D　) A．物体做阻尼振动时，随振幅的减小，频率不断减小 B．队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力，从而避免产生共振 C．受迫振动频率由驱动力和物体结构特点共同决定 D．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率 【解析】 受迫振动的频率等于驱动力的频率，物体做阻尼振动时，振幅不断减小，但频率总等于驱动力的频率不变，A错误；队伍过桥要慢行不是为了不产生周期性的驱动力，而是队伍过桥时产生的驱动力的频率远离桥梁的固有频率，从而避免产生共振，B错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，C错误；当驱动力的频率接近物体的固有频率，物体发生共振，所以利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率，D正确。 6．两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，当它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动时(　B　) A．甲的振幅比乙大，振动频率为f B．乙的振幅比甲大，振动频率为3f C．甲的振幅比乙大，振动频率为3f D．乙的振幅比甲大，振动频率为4f 【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，振幅达到最大。故甲、乙两个振子都做受迫振动，频率为3f，乙的固有频率与驱动频率相差较小，所以乙的振幅较大，B正确。 7．如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是(　B　)