课时测评12　阻尼振动　受迫振动-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评12　阻尼振动　受迫振动 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－11题，每题4分，共44分) 1．(多选)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，周期不变 答案：BD 解析：根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小，而振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故A错误，B正确；又因阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能在减少，故C错误，D正确。 2．(2024·浙江金华高二期末)关于受迫振动，下列说法正确的是(　　) A．为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁 B．鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是自由振动 C．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率 D．唱歌时胸腔共鸣是由于声带振动激起空气柱振动传到胸腔引起的共振 答案：D 解析：为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要便步通过桥梁，A错误；鼓手随音乐敲击鼓面时鼓面的振动是受迫振动，B错误；洗衣机工作时机壳的振动频率等于电机转动时所给的驱动力的频率，C错误；唱歌时胸腔共鸣是由于声带振动激起空气柱振动传到胸腔引起的共振，D正确。 3．(2024·山东青岛期中)据史书记载：清朝时期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣，人们十分惊恐。当时的学者判断，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，声音的共振称为共鸣，把铜盘磨薄是为了改变(　　) A．铜盘的固有频率 B．铜盘振动的振幅 C．铜盘发声所需的能量 D．皇宫敲钟引起的空气振动的频率 答案：A 解析：皇宫早晚的钟声振动的频率与铜盘的固有频率相等时，铜盘会出现共鸣；把铜盘磨薄，改变了铜盘的固有频率，于是两者不再发生共鸣。故选A。 4. (多选)(2024·广东广州高二期末)关于某物体做受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是(　　) A．物体的固有频率等于f0 B．物体做受迫振动时的频率等于f0 C．物体做受迫振动时振幅相同则频率必相同 D．为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离f0 答案：AD 解析：由题图可知，物体的固有频率等于f0，选项A正确；物体做受迫振动时，只有当发生共振时频率才是f0，即物体做受迫振动的频率不一定等于f0，选项B错误；物体做受迫振动时振幅相同，频率不一定相同，选项C错误；根据产生共振的条件可知，为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离f0，选项D正确。 5. (2024·江苏南京期中)如图所示，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．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传递能量 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．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度和加速度都相同 D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的频率最大 答案：B 解析：驱动摆不仅把振动形式传播给其他单摆，同时也把能量传递给其他单摆，故A错误；如果驱动摆的摆长为l，根据单摆的周期公式有T＝2π，而其他单摆都做受迫振动，故振动周期都等于驱动摆的周期2π，振动频率也都等于驱动摆的频率，故B正确，D错误；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，F＝ma可得加速度a＝＝－，所以加速度一定相同，故C错误。 6．(2024·四川达州市期末考试)如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，五个小球均可视为质点。如图乙为A小球做受迫振动时振幅随驱动力的频率变化的图像，所有小球静止后，将A小球拉开一个小角度释放(可视为单摆运动)，则下列关于其余小球的说法中正确的是(　　) A．D小球摆动时振幅最大 B．B、C小球将发生共振现象 C．几个小球摆动周期将逐渐减小 D．E小球的A­f图像的峰值与图乙中峰值相比应向左移 答案：B 解析：A、B、C小球摆长相同，所以B、C小球将发生共振现象，振幅最大，故A错误，B正确；由T＝2π可知，A小球摆动周期不变，其他小球做受迫振动达到稳定后，振动频率等于驱动力的频率，摆动周期也不变，故C错误；由T＝2π可知，E小球摆动时的固有周期比A小球的固有周期小，故E小球摆动时的固有频率比A小球的大，则E小球的A­f图像的峰值与题图乙中峰值相比应向右移，故D错误。 7．(多选)(2024·山东淄博期中)如图甲为一弹簧振子自由振动(即做简谐运动)时的位移随时间变化的图像，图乙为该弹簧振子在某外力的作用下做受迫振动时的位移随时间变化的图像，则下列说法正确的是(　　) A．由图甲可知该弹簧振子的固有周期为4 s B．由图乙可知弹簧振子的固有周期为8 s C．由图乙可知外力的周期为6 s D．如果改变外力的周期，在接近4 s的附近该弹簧振子的振幅较大 答案：AD 解析：弹簧振子自由振动时的周期为固有周期，由题图甲可知，弹簧振子的固有周期为4 s，故A正确；当弹簧振子在外力驱动下振动时，振动频率等于驱动力的频率，振动周期等于外力的周期，所以外力的周期为8 s，故B、C错误；当外力的周期等于物体固有周期时，物体发生共振，振幅最大，所以改变外力的周期，在接近4 s的附近该弹簧振子的振幅较大，故D正确。 8. (2024·安徽合肥阶段性测试)如图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 答案：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，故C错误；由于两个时刻的位移大小相同，所以高度相同，则重力势能相同，所以摆球在P时刻的动能大于在N时刻的动能，则摆球在P时刻的速率大于在N时刻的速率，故A正确，B错误；将摆球所受重力沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解，绳子拉力和重力沿绳子方向的分力这两个力的合力提供向心力，摆球速度越大，需要的向心力越大，则绳子拉力越大，因此摆球在P时刻受到的绳子拉力大于在N时刻受到的绳子拉力，故D错误。 9．(2024·浙江湖州高二期中)某简谐振子自由振动时的振动图像如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力的作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中共振曲线的(　　) A．a点 B．b点 C．c点 D．都有可能 答案：A 解析：某简谐振子自由振动时的振动图像如题图甲中的曲线Ⅰ所示，设周期为T1，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如题图甲中的曲线Ⅱ所示，设周期为T2，T1<T2根据f＝有f1>f2，题图乙中c点发生共振，驱动力的频率等于固有频率f1，当受迫振动时，驱动力的频率为f2<f1，故此受迫振动对应的状态可能是题图乙中的a点，但一定不是c点和b点，故A正确。 10．(2024·辽宁大连高二期中)一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，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，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示(以竖直向上为正方向)。下列说法正确的是(　　) A．t＝1 s到t＝2 s小球所受的回复力增加，且方向为x轴正向 B．t＝2 s到t＝3 s弹簧弹性势能一定减小 C．若圆盘以30 r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为4 s D．若圆盘正以30 r/min匀速转动，欲使小球振幅增加，则可使圆盘转速适当减小 答案：D 解析：以竖直向上为正方向，t＝1 s到t＝2 s小球从最低点向平衡位置振动，则所受的回复力减小，振动方向为x轴正向，故A错误；t＝2 s到t＝3 s小球从平衡位置向最高点振动，由于弹簧原长未知，小球可能会经过弹簧的原长，则弹簧弹性势能可能一直减小或先减小后增大，故B错误；若圆盘以30 r/min匀速转动，其周期为T驱＝＝2 s，小球振动达到稳定时其振动的周期等于驱动力的周期为2 s，故C错误；若圆盘正以30 r/min匀速转动时，有T驱<T固＝4 s，欲使小球振幅增加，则要增大驱动力的周期，即让圆盘转速适当减小，故D正确。 11．(多选)(2024·河北邯郸市高二质检)某种减噪装置结构如图所示，通过装置的共振可吸收声波。已知其固有频率为f0＝(SI)，其中σ为薄板单位面积的质量，L为空气层的厚度。经测试发现它对频率为200 Hz的声音减噪效果最强，若外界声波频率由200 Hz变为300 Hz，则(　　) A．系统振动频率为200 Hz B．系统振动频率为300 Hz C．为获得更好的减噪效果，可仅增大L的大小 D．为获得更好的减噪效果，可仅换用σ更小的薄板 答案：BD 解析：系统做受迫振动，振动时的频率等于驱动力的频率，即为300 Hz，故A错误，B正确；由于驱动力的频率大于系统的固有频率，在驱动力的频率一定时，为获得更好的减噪效果，应使系统的固有频率增大，由题f0＝(SI)可知，应减小σ或L，故C错误，D正确。故选B、D。 12. (16分)如图为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时摆球的最大速度和摆球沿振动方向的最大加速度各为多少？(g取10 m/s2，π2＝10) 答案：1 m　8 cm　0.25 m/s　0.8 m/s2 解析：由共振曲线可知，单摆的固有频率f＝0.5 Hz，T＝＝2 s，由T＝2π可得l＝，代入数据解得l＝1 m 由共振曲线可知，单摆发生共振时，振幅为Amax＝8 cm 设单摆的最大偏角为θ，摆球所能达到的最大高度与摆球自然下垂时的高度的差为h，由机械能守恒定律得mvmax2＝mgh，又h＝l，当θ很小时，1－cos θ＝2sin2＝ 解得vmax＝＝0.25m/s 摆球在最大位移处沿振动方向的加速度最大，有mg sin θ＝，即＝g sin θ＝g 代入数据解得＝0.8 m/s2。 学生用书第70页 学科网（北京）股份有限公司 $