2024-2025年高二物理人教版必修一同步备课习题2.6 受迫振动 共振 (解析版).docx

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第

第6课时受迫振动共振

第二章机械振动

单选题：

1．运转的洗衣机脱水桶,当脱水桶转得很快时,机身振动并不强烈,而切断电源,转动逐渐减慢直到停下来的过程中,在某一时刻t时,机身反而会发生强烈振动,此后脱水桶转速继续减慢,机身的振动也随之减弱,这种现象说明 ()

A.转动逐渐减慢过程中驱动力的频率不变

B.转动逐渐减慢过程中驱动力的频率增大

C.t时刻驱动力的频率等于洗衣机的固有频率

D.t时刻脱水桶的惯性最大

【答案】C

【解析】洗衣机脱水桶转动得越来越慢时,做受迫振动的频率在减小,当减小到跟洗衣机的固有频率相等时,发生共振,振动最强烈,然后受迫振动的频率继续减小,远离固有频率,振动又减弱,故A、B错误,C正确;脱水桶的惯性只与其质量有关,故D错误。

故选C。

2.如图所示装置中,已知弹簧振子的固有频率f固=2Hz,电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的QUOTE。为使弹簧振子的振幅最大,则电动机的转速应为()

A.60r/min B.120r/min

C.30r/min D.240r/min

【答案】D

【解析】要使弹簧振子振幅最大,则曲轴对弹簧振子的驱动力的频率应等于2Hz;故曲轴的周期T=QUOTEs;曲轴转动的角速度ω=QUOTE=4πrad/s;因电动机皮带轮和曲轴皮带轮的线速度相同,而d1=QUOTE;由v=rω可知,电动机皮带轮的角速度应为ω′=8πrad/s=2πnrad/s;解得:n=4r/s=240r/min;故选D。

故选D。

3.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，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，而让振子上下自由振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定时，其振动周期为()

A．0.5s B．0.25s

C．2s D．4s

【答案】B

【解析】振子稳定时的振动周期等于驱动力的周期T＝eq\f(60s,240)＝0.25s，即曲轴的转动周期，所以选B.

故选B。

4.如图所示，一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲，通过皮带带动皮带轮乙转动(皮带不打滑)，皮带轮乙上离轴心O距离2mm处安有一个圆环P.一根细绳一端固定在圆环P上，另一端固定在对面的支架上，绳呈水平方向且绷直．在绳上悬挂着4个单摆a、b、c、d.已知电动机的转速是149r/min，甲、乙两皮带轮的半径之比为15,4个单摆的摆长分别是100cm、80cm、60cm、40cm.电动机匀速转动过程中，振幅最大的单摆是(A)

A．单摆a B．单摆b

C．单摆c D．单摆d

【答案】A

【解析】电动机的转速是149r/min，则周期T甲＝eq\f(1,n)＝eq\f(60,149)s，甲、乙的半径之比是15，则乙的周期是T乙＝eq\f(300,149)s，要发生共振，由单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))求得，对应单摆的摆长约为1m，题中给出的四个单摆中，a最接近，所以a的振幅最大，故选A.

故选A。

5.下列各种振动中，不是受迫振动的是()

A．敲击后的锣面的振动

B．缝纫机针的振动

C．人挑担子时，担子上下振动

D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动

【答案】A

【解析】受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而敲击后锣面并没有受到周期性驱动力作用，故A选项正确，B、C、D选项都是在做受迫运动．

故选A。

6.A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则()

A．振子A的振动幅度较大，振动频率为f

B．振子B的振动幅度较大，振动频率为3f

C．振子A的振动幅度较大，振动频率为3f

D．振子B的振动幅度较大，振动频率为4f

【答案】B

【解析】做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，物体的固有频率和驱动力的频率越接近的物体的振动幅度越大，故B选项正确．

故选B。

7.如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，系统的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则()

A．此振动系统的固有频率约为3Hz

B．此振动系统的固有频率约为0.25Hz

C．若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变

D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动

【答案】A

【解析】当驱动力