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1、阻尼振动 受迫振动(同步测试)（满分60分，30分钟完成） 班级 姓名 总分 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1（多选）下列说法中正确的是（ ）A物体受迫振动时，当驱动力频率为f固有频率f0时，系统的振幅随f增大而增大B简谐振动物体在四分之一周期内的路程一定等于一个振幅C简谐振动物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D物体通过平衡位置时合力一定为零【答案】AC【解析】受迫振动的频率
2、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，振幅达最大简谐振动的物体在平衡位置与最大值之间的在四分之一周期内的路程一定等于一个振幅；简谐振动物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同；解：A、当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故ff0时，随f的增大，振幅振大，故A正确；B、简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，要看开始时的位置故B错误；C、简谐振动的位移总是背离平衡位置，所以简谐振动物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，故C正确；D、物体通过
3、平衡位置时合力不一定为零，如单摆通过平衡位置时，合外力提供向心力故D错误；【点评】本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈2如图所示，在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆，四个单摆的摆长关系为lclb=ldla，先让d摆摆动起来（摆角不超过5），则下列说法中正确的是（ ） Ab摆发生振动，其余摆均不动B所有摆均以相同频率振动C所有摆均以相同摆角振动D以上说法均不正确【答案】B【解析】受迫振动的频率等于驱动率的频率，与物体的固有频率无关解：d摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、c三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、c三摆做受迫振动，a、b
4、、c三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则a、b、c三摆均以相同频率振动；故选B【点评】本题考查了受迫振动的频率问题，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题3光滑的水平面叠放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ） A B C D【答案】C【解析】对整体而言，回复力为弹簧的弹力，对上面的木块而言，回复力为静摩擦力振幅最大时，回复力最大解：对整体最大振幅时有kA=（m+）aa=隔离分析，当最大振幅时，两木块
5、间的摩擦力达到最大静摩擦力f=a=所以A=故C正确，A、B、D错误故选C【点评】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是什么力知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力4（多选）如图所示，A.B.C三个小钢球的质量分别为、，A球振动后，通过张紧的水平细绳给其它各摆施加驱动力，当B.C振动达到稳定时，下列说法正确的是 A.B的振动周期最大B.C的振幅比B的振幅小C.C的振幅比B的振幅大D.A.B.C的振动周期相等【答案】CD【解析】由A摆摆动从而带动其它2个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其它各摆振动周期跟A摆相同，故D正确，A错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动
6、力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于C摆的固有频率与A摆的相同，故C摆发生共振，振幅最大，故C错误，B错误。考点：产生共振的条件及其应用【名师点睛】本题关键明确两点：受迫振动的频率等于驱动力频率；当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象。5一个单摆做受迫振动,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0.5sB.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动【答案】B【解析】由图可知，此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期T=2s，故选项A错误；根据周期公式T=2，故摆长L=1m，选项B正确；若摆长增大，
7、固有周期将增大，固有频率将减小，选项C错误；因为固有频率将减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故选项D错误。考点：单摆的周期，共振。6（多选）某简谐振子,自由振动时的振动图像如甲图中实线所示,而在某驱动力作用下作受迫振动时，稳定后的振动图像如甲图中虚线所示，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【答案】AD【解析】某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中的实线所示，设周期为T1；而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的虚线所示，设周期为T2；显然T1T2；根据，有f1f2；图乙中c点是发生共振，驱动力频率等于固有频率f1；
8、当受迫振动时，驱动力频率为f2f1，故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点；故选AD. 考点：受迫振动；共振.7A、B 两个弹簧振子，A的固有频率为2f，B的固有频率为6f，若它们都在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，则（ ）A振子B的振幅较大，振动频率为5fB振子B的振幅较大，振动频率为6fC振子A的振幅较大，振动频率为5fD振子A的振幅较大，振动频率为2f【答案】A【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，振幅达最大。A、B两个振子都做受迫振动，频率为5f，B的固有频率与驱动频率相差较小，所以B的振幅较大，所以B、C、D错误，A正确。考点
9、：本题考查受迫振动 8一个摆长约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( ) 【答案】C【解析】单摆的周期为，驱动力的频率尽可能接近系统的固有频率时，单摆的振幅最大，因为C的周期为2s，故选项C正确考点：单摆；共振.9如图所示，曲轴上挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得振动频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定后它的振动周期为（ ）A0.5s B0.25s C2s D4s【答案】B【解析】受迫振动的周期等于驱动力的周期，因为曲轴转动的周期为，故
10、可知当振子振动稳定后它的振动周期为0.25s，故选B.考点：受迫振动.10（多选）如图是单摆做阻尼振动的振动图线，说法正确的是 A振动过程中周期变小B振动过程中周期不变C摆球A时刻的势能等于B时刻的势能D摆球A时刻的动能等于B时刻的动能【答案】BC【解析】阻尼振动中，单摆的振幅逐渐减小，由于周期与振幅无关，故振动过程中周期不变，选项A错误，B正确；因AB两时刻的位移相同，故摆球A时刻的势能等于B时刻的势能，选项C正确；由于振动的能量逐渐减小，故摆球A时刻的动能大于B时刻的动能，选项D错误；故选BC.考点：单摆；阻尼振动.11（多选）下列说法中正确的是_。A一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，
11、则该物体做的是匀变速直线运动B若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2，则单摆振动的频率将不变，振幅变小C做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度不一定相同D单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大,单摆的振幅越大【答案】BC【解析】简谐运动不属于匀变速直线运动，故选项A错误；据可知，选项B正确；做简谐运动的物体，经过同一位置时速度大小相同，但方向不一定相同，故选项C正确；只有在驱动力频率接近固有频率时，振幅才会越大，故选项D错误。考点：本题考查机械振动和机械波。12下列叙述中不属于共振现象的有A大队人马迈着整齐步伐过桥可能会导致
12、桥梁断裂B耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音C海上风暴引起强烈的震动所产生次声波（频率f20 Hz）可使海员丧命D把弹簧振子拉到距离平衡位置最远时放手，则此时振幅最大【答案】D【解析】共振现象是指策动力的频率与物体的固有频率相等时，出现的振幅最大的现象；故大队人马迈着整齐步伐过桥，当人走步的频率和大桥的固有频率相等时可能会发生共振而导致桥梁断裂，故选项A属于共振；选项B中，耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音也是由于共振造成的；海上风暴引起强烈的震动所产生次声波（频率f20 Hz）也是有共振产生的，选项C属于共振；把弹簧振子拉到距离平衡位置最远时放手，则此时振幅最大，由于没有策动力的驱动所以不属
13、于共振，故答案选D.考点：共振现象.二、非选择题（共3小题，共12分）13(8分)在本校实验室中有个实验仪器如图甲所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上如图乙所示是E单摆做受迫振动时的共振曲线，它表示振幅与驱动力的频率的关系问：（摆角不超过5，重力加速度g取2） 甲 乙（1）先让A、B、C、D其中的哪一个摆摆动起来，E单摆的振动最为剧烈（2）E单摆的摆长的大小（3）若将E摆从本地移至北京某高中的实验室中，共振曲线的“峰”将怎样移动【答案】（1）A ；（2）1m （3）右。【解析】（1）由甲图可知，E与A是摆长是相等的，根据共振的条件可知，所以让A摆摆动起来，E单摆的振动最为剧烈（2）由乙图可知
14、，当策动力的频率等于0.5Hz时，E的振幅最大，所以E摆的固有频率为0.5Hz，固有周期：T=2s；根据单摆的周期公式：，代入数据得：L=1m；（3）若将E摆从本地移至北京某高中的实验室中，因重力加速度变大，故固有周期减小，频率变大，故共振曲线的“峰”将向右移动考点：单摆；共振。14(4分)汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5 s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8 m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？【答案】5.33m/s【解析】汽车做受迫振动，经过相邻的凸起所用的时间为受迫振动的周期，根据共振的条件T固T驱1.5 s时振动最剧烈，所以汽车速度为.考点：受迫振动.
