《第四节 受迫振动 共振》（同步训练）高中物理选择性必修第一册_沪科版_2024-2025学年.docxVIP

《第四节受迫振动共振》同步训练(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、以下哪个现象不属于受迫振动的范畴？（）

A.乐器演奏时，弦的振动

B.电磁振荡电路中的电容器的振动

C.电磁振荡电路中的电感器的振动

D.人体内的生物电现象

2、在受迫振动中，若外力的频率与系统的固有频率相等，则系统会出现什么现象？（）

A.振幅逐渐减小

B.振幅逐渐增大

C.振幅保持不变

D.振幅发生周期性变化

3、一个物体在竖直悬挂的弹簧下自由振动，如果在其上施加一个周期性的外力，使其进行受迫振动。假设外力的频率可以变化，则该物体的受迫振动频率与系统自然频率相比，最可能出现哪种情况？

A、大于自然频率

B、等于自然频率

C、小于自然频率

D、无法确定

4、一个在水平方向上受迫振动的系统，当外力频率与系统的自然频率相匹配时，系统将出现共振现象。如果此时外力频率逐渐减少，则系统的振幅将如何变化？

A、逐渐增大

B、逐渐减小

C、先增大后减小

D、保持不变

5、在下列哪种情况下，机械振动系统会表现出共振现象？

A.振幅大于驱动力的幅度

B.振幅小于驱动力的幅度

C.驱动力的频率与系统固有频率相同

D.系统的阻力大于驱动力的功

6、一个质量为m的物体在水平方向上受到一个频率为f的周期性驱动力F作用而在一个具有劲度系数k的弹簧上振动，若要使该振动系统产生共振，以下哪个条件必须满足？

A.f=k/m

B.f

C.f=

D.f

7、一个质量为m的物体挂在弹簧下，弹簧的劲度系数为k，当物体静止时，弹簧伸长了x0。如果这个系统受到周期性的外力作用，其频率恰好等于系统的固有频率，那么这个系统将会发生共振现象。假设外力的作用频率为f，则该系统的固有频率f0与外力作用频率

A.f

B.f

C.f

D.f

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、以下哪些物理现象属于受迫振动？

A、摆动的钟摆在没有外力作用下逐渐停下来

B、收音机天线在接收到无线电波时产生振动

C、吉他弦在被拨动后振动发声

D、自行车链条的轻微摆动

2、以下关于共振现象的说法中，正确的是：

A、共振现象只会发生在受迫振动中

B、共振时，系统的振动幅度最大，但不一定是能量最大

C、共振现象发生的条件是驱动力的频率等于系统的固有频率

D、共振时，系统的振动幅度随着时间逐渐增大

3、关于受迫振动和共振现象，下列说法正确的是（）

A.受迫振动的频率不受驱动力频率的影响。

B.当驱动力的频率与系统的固有频率相等时，会发生共振。

C.在共振状态下，系统的振幅最大。

D.驱动力频率远离系统固有频率时，系统振动的振幅会显著增大。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

一、以下关于受迫振动和共振的说法正确的是：

A．受迫振动的振幅只与驱动力的频率有关。

B．当驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，物体的振动幅度显著增大，这种现象称为共振。

C．共振现象会导致结构的破坏，因此在设计时必须避免共振。

D．共振现象只会发生在弹性体上。

第二题

题目：一质量为m的轻质弹簧振子，其振幅为A，周期为T。现对该振子施加一个周期为T的周期性外力，其最大振幅为F0。求在施加外力后，振子的最大位移。

第三题

题目

一个质量为1千克的质点悬挂在一个弹簧上，构成一个弹簧振子系统。已知弹簧的劲度系数为200N/m，系统不受外力作用时的固有周期为T_0。现将系统放置在一个垂直方向的简谐驱动器上，驱动器的振幅为0.05米，角频率分别为ω=10rad/s和ω=100rad/s。求：

1.固有周期T_0的大小。

2.当驱动器的角频率为ω=10rad/s时，系统的振幅A_1。

3.当驱动器的角频率为ω=100rad/s时，系统的振幅A_2。

第四题

题目：一个简谐振子的固有振频为f_0，现将它放置在一个周期性驱动力的作用下，驱动力的频率f与固有振频f_0的关系如下表所示：

驱动频率f

与固有频率f_0的关系

f

ff_0

f

f=f_0

f

ff_0

试分析以下两种情况下简谐振子的振幅：

（1）当ff_0时，分析振幅如何变化；

（2）当ff_0时，分析振幅如何变化。

解答：

（1）当驱动频率f小于固有频率f_0时，简谐振子会发生共振现象。共振时，振子的振动频率等于驱动力的频率，此时系统的阻尼很小，振幅会达到最大值。因此，振子的振幅随时间接近周期性的最大值。

（2）当驱动频率f大于固有频率f_0时，简谐振子不会发生共振现象。此时，驱动力的频率大于振子的固有频率，系统的振幅会逐渐减小。振幅减小的原因是振子的能量在抵抗驱动力的过程中不断消耗，振子的速度减小，导致振幅也随之减小。

第五题