第二章 第6节 受迫振动 共振 课后达标检测-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册教用word（人教版）

题组1　阻尼振动 1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中(　　) 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．在振动过程中，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：选B。单摆做阻尼振动，振幅越来越小，根据周期公式T＝2π 知，周期与振幅无关，故A错误，B正确；单摆做阻尼振动过程中，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，故C、D错误。 2．(多选)将测力传感器接到计算机上可以测量快速变化的力，将单摆挂在测力传感器的探头上，测力探头与计算机连接，用此方法测得的单摆摆动过程中摆线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示，g取10 m/s2，π2取10。某同学由此图像提供的信息做出了下列判断，其中正确的是(　　) A．摆球的周期T＝0.5 s B．单摆的摆长l＝1 m C．t＝0.5 s时摆球正经过最低点 D．摆球运动过程中周期越来越小 解析：选BC。由题图可知，单摆两次拉力极大值的时间差为1 s，所以单摆的振动周期为2 s，A错误；根据单摆的周期公式T＝2π 可得摆长l＝1 m，B正确；t＝0.5 s 时摆线的拉力最大，所以摆球正经过最低点，C正确；摆线拉力的极大值发生变化，说明摆球在最低点时的速度发生了变化，所以摆球做阻尼振动，振幅越来越小，由于周期与振幅无关，所以单摆的周期不变，D错误。 题组2　受迫振动 3．(多选)下列说法正确的是(　　) A．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率 B．在外力作用下的振动是受迫振动 C．阻尼振动的振幅越来越小 D．受迫振动稳定后频率与自身物理条件无关 解析：选CD。物体在做阻尼振动时不断克服外界阻力做功而消耗能量，振幅会逐渐减小，C正确；只有在周期性外力(驱动力)的作用下，物体所做的振动才是受迫振动，B错误；受迫振动稳定后的频率由驱动力的频率决定，与自身物理条件无关，A错误，D正确。 4.如图所示的装置中，弹簧振子的固有频率是4 Hz。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1 Hz，则把手转动的频率为(　　) A．1 Hz　　　　　　 　 B．3 Hz C．4 Hz D．5 Hz 解析：选A。根据受迫振动的频率等于驱动力的频率知，A正确。 题组3　共振现象及应用 5.如图所示，汽车的车身与轮胎间装有弹簧和减震器，某车车身—弹簧系统的固有频率为1.5 Hz，当汽车匀速通过学校门口水平路面上间距为2 m的若干减速带时，下列说法正确的是(　　) A．汽车行驶的速度越大，颠簸得越厉害 B．汽车行驶的速度越小，颠簸得越厉害 C．当汽车以0.75 m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 D．当汽车以3 m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 解析：选D。根据v＝xf＝2×1.5 m/s＝3 m/s，可得当汽车以3 m/s的速度行驶时，过减速带的频率与汽车的固有频率相同，发生共振，汽车颠簸得最厉害。 6．一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示，则(　　) A．此单摆的固有周期约为0.5 s B．此单摆的摆长约为1 m C.若单摆的固有频率增大，说明摆长增大了 D．若共振曲线的峰值将向右移动，说明摆长增大了 解析：选B。由共振曲线可知，当驱动力的频率与固有频率相同时其振幅最大，所以由题图可知单摆的固有频率为0.5 Hz，根据周期与频率的关系可知，周期T＝，解得T＝2 s，故A错误；由单摆的周期公式有T＝2π ，解得l≈1 m，故B正确；由T＝2π 可知，若摆长增大，则单摆的周期也变大，则其频率变小，即摆长变大，单摆的固有频率变小，故C错误；若共振曲线的峰值向右移，说明单摆的固有频率增大，由上述分析可知其摆长变短，故D错误。 7．以下说法正确的是(　　) A．做简谐运动的质点是做匀变速直线运动 B．弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时的速度总是相同 C．驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振 D．当存在摩擦和空气阻力时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期也减小 解析：选C。做简谐运动的质点的加速度不断变化，做非匀变速直线运动，故A错误；弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时的速度大小总是相同，但是方向不一定相同，故B错误；驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振，故C正确；当摩擦力和空气阻力大小恒定时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期不变，故D错误。 8．(2025·河北邯郸市期中)在古代典籍中有大量关于共振现象的记录，比如《庄子》中记载了中国古代的乐器的各弦间发生的共振现象。关于受迫振动与共振现象，下列说法正确的是(　　) A．仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象 B．喇叭常放在音箱内是利用共振现象，受迫振动是共振的一种特殊情况 C．为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越小越好 D．耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音不属于共振现象 解析：选A。仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象，A正确；喇叭常放在音箱内是利用共振现象，做受迫振动的物体，当驱动力的频率与固有频率相等时，振幅最大的现象叫共振，所以共振是受迫振动的一种特殊情况，B错误；根据共振条件可知，为消除共振现象，应使驱动力的频率与物体的固有频率相差越大越好，C错误；热水瓶的空气柱有一定长度，对应一定的振动频率，符合此频率的声波信号因共振而绵延不绝，故总能听到嗡嗡的声音，空热水瓶口能听到嗡嗡的声音，属于共振现象，D错误。 9．(多选)(2025·甘肃白银阶段练)一台洗衣机的脱水桶正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱。下列说法正确的是(　　) A．正常工作时，洗衣机做的是受迫振动 B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大 C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小 D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 解析：选ABD。洗衣机的振动是电机振动引起的，为受迫振动，故A正确；切断电源，洗衣机脱水桶的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时洗衣机脱水桶的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振，此后洗衣机脱水桶转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，故说明正常工作时洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大，故B、D正确，C错误。 10.(多选)(2025·山东日照市期中)如图所示，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固有周期为2 s的振动系统。现使圆盘以频率f匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。下列判断正确的是(　　) A.f＝1 Hz时，小球振动的周期为2 s B．f＝0.25 Hz时，小球振动的周期为4 s C．f越大，小球振动的振幅就越大 D．小球振动的振幅最大时，f一定为0.5 Hz 解析：选BD。当f＝1 Hz时，小球振动的周期T1＝＝ s＝1 s，f＝0.25 Hz时，小球振动的周期T2＝＝ s＝4 s，故A错误，B正确；当f＝0.5 Hz时，小球振动的周期为2 s，与弹簧和小球组成的系统的固有周期相等，此时小球产生共振，振幅最大，故C错误，D正确。 11.如图，一根张紧的绳上悬挂3个单摆，摆长关系为lA＝lC<lB，摆球质量关系为mA>mB＝mC。当A摆振动起来，通过张紧的绳迫使B、C也振动起来，达到稳定后有(　　) A．A摆的摆球质量最大，故振幅最小 B．A、B摆振动周期相同，振幅不同 C．B摆的摆长最大，故振动周期最长 D．A、C摆振幅不同，振动周期相同 解析：选B。摆球A振动后带动其他球做受迫振动，而受迫振动的周期等于驱动力的周期，故它们的振动周期均和A摆相同，而T＝2π，可知C的固有周期与驱动力的周期相等，C摆发生共振，其振幅最大，与A摆振幅相同，B振幅最小。 12．(10分)火车在铁轨上行驶，每经过一次接轨处会受到一次震动，使得车厢在弹簧上上下振动。弹簧自由振动n＝30个周期，所用时间t＝60 s，当火车以v＝50 m/s的速率行驶时，车厢的振幅最大。求： (1)弹簧自由振动的圆频率ω；(5分) (2)相邻两个接轨处的长度x。(5分) 解析：(1)根据题意可得，弹簧振动的周期 T＝＝ s＝2 s 则ω＝＝π rad/s。 (2)当火车以v＝50 m/s的速率行驶时，车厢的振幅最大，则x＝vT＝100 m。 答案：(1)π rad/s　(2)100 m 学科网（北京）股份有限公司 $