第2章 6 受迫振动 共振（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

[对应学生用书作业(十一)P21] [基础训练] 1．自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是(　　) A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．总能量守恒，机械能减小 D．只有动能和势能的相互转化 解析　自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型，振动系统中的能量转化不仅是系统内部动能和势能的相互转化。振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行能量交换。系统由于受到阻力，因而振动的能量不断减小，但总能量守恒。故正确答案为C。 答案　C 2．下列振动中属于受迫振动的是(　　) A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动 B．打点计时器接通电源后，振针的振动 C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动 D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动 解析　受迫振动是振动物体在驱动力作用下的运动，故只有B对。A、C是阻尼振动，D是简谐运动。 答案　B 3．下列说法中正确的是(　　) A．物体做自由振动时，振动频率与振幅有关 B．物体做受迫振动时，振动频率与固有频率无关 C．物体做受迫振动发生共振时，振动频率最高 D．物体在发生共振时的振动就是无阻尼振动 解析　物体做自由振动时，振动频率与振幅无关，选项A错误；物体做受迫振动时，振动频率由驱动力的频率决定，与固有频率无关，选项B正确；物体做受迫振动发生共振时，驱动力的频率等于固有频率，振动频率不一定是最高，选项C错误；物体在发生共振时的振动不一定是无阻尼振动，选项D错误。 答案　B 4．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，周期越来越大 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．在振动过程中，机械能不守恒 解析　因单摆做阻尼振动，阻力做功，机械能越来越小，振幅越来越小，但摆长与重力加速度不变，根据单摆的周期公式可知，单摆的振动周期不变，故D正确，A、B、C错误。 答案　D 5．如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知下列说法错误的是(　　) A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态 B．驱动力频率为f3时，振子的振动频率为f3 C．假如让振子自由振动，它的频率为f2 D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2、f3 解析　由题图可知当驱动力的频率为f2时，振子的振幅最大，即振子发生共振现象，故A正确；由共振条件知振子的固有频率为f2，所以C正确，D错误；振子做受迫振动时，振动频率由驱动力的频率决定，故B正确。 答案　D 6．单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是(　　) A．若使M振动起来，P不会振动 B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2 s C．若使P振动起来，稳定时M比N的振幅小 D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3 s 解析　若使M振动起来，其他小球也会振动，做受迫振动，故A错误；受迫振动的周期等于驱动力的周期，故B错误；若使P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振，稳定时M比N的振幅大，故C错误；O的周期为3 s，使O振动起来，M做受迫振动，则振动周期为3 s，故D正确。 答案　D 7．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。普通钢轨长L为12.6 m，列车固有振动周期T为0.315 s。下列说法不正确的是(　　) A．列车的危险速率为40 m/s B．列车过桥需要减速，是为了防止列车与桥发生共振现象 C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行 解析　对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率为v＝＝40 m/s，A正确。为了防止共振现象发生，列车过桥时需要减速，B正确。由v＝可知，L增大，T不变，v变大，所以D正确。 答案　C 8．蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到落在丝网上的昆虫对丝网造成的振动。当丝网的振动频率为f＝200 Hz左右时，丝网振动的振幅最大，最大振幅为0.5 cm。已知该丝网共振时，蜘蛛能立即捕捉到丝网上的昆虫。则对于落在丝网上的昆虫(　　) A．当其翅膀振动的频率为200 Hz左右时，蜘蛛不能立即捕捉到它 B．当其翅膀振动的周期为0.05 s左右时，蜘蛛能立即捕捉到它 C．当其翅膀振动的频率为300 Hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它 D．当其翅膀振动的频率为250 Hz时，该丝网的振幅一定小于0.5 cm 解析　当昆虫翅膀振动的频率与丝网的振动频率相等时，即翅膀振动的频率f′＝f＝200 Hz时，蜘蛛能立即捕捉到它，故A、C错误；根据周期与频率之间的关系得：T＝＝ s＝0.005 s，当昆虫翅膀振动的周期为0.005 s左右时，蜘蛛能立即捕捉到它，故B错误；当昆虫翅膀振动的频率为250 Hz左右时，没有发生共振，故该丝网的振幅小于0.5 cm，故D正确。 答案　D [能力提升] 9．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是(　　) A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率 B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率 C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率 D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率 解析　物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误；有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误。 答案　B 10．在如图所示装置中，在曲轴AB上竖直悬挂一个弹簧振子。若不转动把手C，让弹簧振子上下振动，测得其周期为1 s；若将把手C以0.5 s的周期匀速转动，振子的振动稳定后，其振幅为2 cm，下列说法错误的是(　　) A．把手C转动后，弹簧振子的振动周期为0.5 s B．把手C转动后，弹簧振子的振动周期为1 s C．为使弹簧振子的振幅增大为3 cm，可让把手C转速减小 D．为使弹簧振子的振幅减小为1 cm，可让把手C转动周期减小 解析　把手匀速转动时，弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，即为0.5 s，故A正确，B错误；要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小，周期增大，与固有周期接近或相等时，振幅可增大，故C正确；要使弹簧振子的振幅减小，可让把手转速增大，周期减小，与固有周期相差很大时，振幅可减小，故D正确。 答案　B 11．一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(　　) 解析　据单摆的周期公式T＝2π可得T≈2 s。当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时，振幅最大，C图的周期为2 s，故A、B、D错误，C正确。 答案　C 12．(2024·临沂期末)下表记录了某弹簧振子在不同频率的驱动力作用下的振幅，若该弹簧振子的固有频率为f固，则(　　) 驱动力频率f/Hz 15 20 25 30 35 40 受迫振动振幅A/cm 9.1 15.6 26.9 27.8 15.1 9.3 A．f固＝30 Hz B．20 Hz＜f固＜25 Hz C．25 Hz＜f固＜30 Hz D．30 Hz＜f固＜35 Hz 解析　当驱动力的频率等于弹簧振子的固有频率时，出现振幅最大的现象叫共振，由表格数据可知，当驱动力的频率在25 Hz＜f驱＜30 Hz范围内的某值时出现振幅最大，可知弹簧振子的固有频率为25 Hz＜f固＜30 Hz，选项C正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $