2.6 受迫振动 共振 课时作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第6节 受迫振动 共振 课时作业 基础练 一．选择题： 1．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是(　　) A．减轻对桥的压力，避免产生回声 B．减少对桥、雪山的冲击力 C．避免使桥发生共振和使雪山发生共振 D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量 2．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则(　　) 驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固＝60 Hz　　　　　　　 B．50 Hz<f固<60 Hz C．60 Hz<f固<70 Hz D．以上三个都不对 3．在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎．若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为f.下列说法正确的是(　　) A．包租婆的“狮子吼”震碎酒杯是声波的共振现象 B．包租婆的“狮子吼”震碎酒杯是声波的干涉现象 C．包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定小于f D．包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定远大于f 4．下列说法正确的是(　　) A．洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率 B．鼓手随音乐敲击鼓面时，鼓面的振动是自由振动 C．为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁 D．较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振 5．(多选)如图所示，当A振动起来后，通过绷紧水平绳迫使B、C振动起来，下列说法正确的是(　) A．A、B、C三个单摆的周期均相同 B．只有A、C两个单摆周期相同 C．A、B、C三个单摆的振幅相同 D．B的振幅比C的振幅小 6．(多选)如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法中正确的是(　　) A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线 B．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比lⅠ:lⅡ＝25:4 C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 m D．若摆长均为1 m，则图线Ⅰ是在地面上完成的 7．(多选)如图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图甲所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图乙所示． 若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，A表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则(　　) A．由图线可知T0＝4 s B．由图线可知T0＝8 s C．当T在4 s附近时，A显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，A很小 D．当T在8 s附近时，A显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，A很小 2． 计算题： 8．如图所示是用来测量各种电动机转速的转速计的原理图．在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大． (1)电动机的转速为多大？ (2)四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是多少？ 能力练 1． 选择题： 9．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 10．如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是(　　) A．摆长约为10 cm B．发生共振时单摆的周期为1 s C．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动 D．若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动 11．两个质量分别为M和m的小球悬挂在同一根细线上，如图所示，当先让M摆动，过一段时间系统稳定后，下面哪句话是错误的(　　) A．m和M的周期不相等 B．当两个摆长相等时，m摆的振幅最大 C．悬挂M的细绳长度变化时，m摆动的振幅也会发生变化 D．当两个摆长相等时，m摆动振幅可以超过M 12．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 13．(多选)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的(　) A．a点　　　　B．b点 C．c点 D．一定不是c点 14．(多选)日本发生过里氏9.0级大地震，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，就此事件，下列说法正确的是(　　) A．所有建筑物振动周期相同 B．所有建筑物振幅相同 C．建筑物的振动周期由其固有周期决定 D．所有建筑物均做受迫振动 二．计算题： 15．汽车的质量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105 N/m.汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f＝(l为弹簧的压缩长度)．若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉最难受？(已知π2＝10, g取10 m/s2)． 参考答案： 1.C解析：部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员登雪山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C. 2.B解析：固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，固有频率越接近驱动力频率，振幅越大；表格中当驱动力频率为50 Hz和60 Hz时，振幅最大，说明固有频率在50 Hz～60 Hz之间；故选B. 3.A解析：共振时受迫振动的物体振幅最大，A正确，B错；产生共振的条件是驱动力的频率等于受迫振动物体的固有频率，它们越接近时振幅越大，故C、D错． 4.D解析：正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大，所以洗衣机工作时机壳的振动频率大于其固有频率，故A错误；鼓手随音乐敲击鼓面时，鼓面的振动是受迫振动，故B错误；部队经过桥梁时，规定不许齐步走，主要原因是避免使桥发生共振，故C错误；较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振，故D正确． 5.　AD解析：B、C两个单摆都在A的作用下做受迫振动，故B、C的周期都与A的周期相同，故A正确，B错误；A与C摆长相等，即固有频率相等，C摆达到共振，振幅比B的大，故C错误，D正确． 6.ABC解析：受迫振动的频率与固有频率无关，但当驱动力的频率与物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，所以，可以根据物体做受迫振动的共振曲线判断出物体的固有频率．根据单摆振动周期公式T＝2π，可以得到单摆固有频率f＝＝，根据图像中f的信息可以推断摆长或重力加速度的变化情况． 7.AC解析：细读图中所给情景，可知：甲图是描述弹簧振子在不受驱动力的情况下振动情况的图像，此时的振动周期是该弹簧振子的固有周期，从图中可直接读出固有周期为4 s，A正确，B错误；当驱动力的频率与固有频率相近时，发生共振，振幅显著增大，所以当曲杆的转动周期与弹簧振子的固有周期4 s接近的时候，振幅A显著增大，其他情况下A很小，C正确，D错误． 8.答案：(1)60 r/s　(2)60 Hz　60 Hz　60 Hz　60 Hz 解析：(1)b钢片的振幅最大，此时可认为b钢片发生了共振，由共振发生的条件可知f驱＝f固，因此电动机的转动频率为60 Hz，即转速为60 r/s. (2)四个钢片a、b、c、d都是做受迫振动，其振动频率与固有频率无关，都等于驱动力的频率，即都等于电动机的转动频率60 Hz. 9.C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. 10.D解析：由题图可知，若单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2 s，由T＝2π，可得l≈1 m，故选项A、B错误；若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故选项C错误，D正确． 11.A解析：m做受迫振动，其周期等于M摆动的周期，当两摆周期相等时发生共振，故B、C、D正确，A错误． 12.B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． 13.AD　解析：振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱＝T固，所以受迫振动的状态一定不是题图乙中的b点和c点，可能是a点，故选A、D. 14.AD解析：地面上的所有建筑物都在同一驱动力下做受迫振动，它们的振动周期都与驱动力的周期相同，与其固有周期无关，故A、D正确，C错误；由于不同的建筑物固有周期不尽相同，所以做受迫振动时，它们的振幅不一定相同，B错误． 15.答案：5人 解析：当人的固有频率与弹簧振动的频率相等时即达到共振，此时人感觉最难受，则f＝＝2 Hz，解得l＝ m．对汽车和所有的人受力分析有：kl＝(M＋nm)g，得n≈4.8≈5(人)． 学科网（北京）股份有限公司 $