PAGEPAGE6受迫振動(dòng)共振1.“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成。清水倒入其中，用手慢慢摩擦盆耳，到一定節(jié)奏時(shí)盆就會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈嗡嗡聲，同時(shí)還會(huì)濺起層層水花。下列描述正確的是()A．嗡嗡聲是因?yàn)樗矒襞鐱．摩擦的節(jié)奏越快，越能濺起水花C．摩擦的節(jié)奏越慢，越能濺起水花D．能濺起水花的摩擦節(jié)奏與盆有關(guān)解析：選D用雙手摩擦盆耳，起初頻率非常低，逐漸提高摩擦頻率，當(dāng)摩擦頻率等于水的固有頻率時(shí)，會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象，則嗡嗡聲是因?yàn)楣舱瘳F(xiàn)象，此時(shí)濺起的水花振幅最大，即能濺起水花的摩擦節(jié)奏與盆有關(guān)，故選D。2.如圖所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中。當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，其阻尼振動(dòng)的頻率為4Hz。現(xiàn)使圓盤以120r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，它振動(dòng)的頻率為()A．0.5Hz B．2HzC．4Hz D．120Hz解析：選B受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率f＝eq\f(120,60)Hz＝2Hz，故選B。3．為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動(dòng)器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對不同樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率一定相同B．隨著振動(dòng)器頻率的增加，樹干振動(dòng)的幅度一定增大C．打擊桿對不同粗細(xì)樹干打擊結(jié)束后，樹干的振動(dòng)頻率相同D．穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同解析：選D根據(jù)共振的條件，當(dāng)振動(dòng)器的頻率等于樹木的固有頻率時(shí)產(chǎn)生共振，此時(shí)落果效果最好，而不同的樹木的固有頻率不同，針對不同樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)振動(dòng)器的振動(dòng)頻率等于樹木的固有頻率時(shí)產(chǎn)生共振，此時(shí)樹干的振幅最大，則隨著振動(dòng)器頻率的增加，樹干振動(dòng)的幅度不一定增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；打擊結(jié)束后，樹干做阻尼振動(dòng)，阻尼振動(dòng)的頻率為樹干的固有頻率，所以粗細(xì)不同的樹干頻率不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；樹干在振動(dòng)器的振動(dòng)下做受迫振動(dòng)，則穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同，選項(xiàng)D正確。4．一洗衣機(jī)在正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()①正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大②正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率?、壅９ぷ鲿r(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率④當(dāng)洗衣機(jī)振動(dòng)最劇烈時(shí)，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率恰好等于洗衣機(jī)的固有頻率A．② B．③C．①④ D．②④解析：選C正常工作時(shí)，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大，洗衣機(jī)切斷電源后，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸慢下來，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)波輪的頻率與洗衣機(jī)的固有頻率相同，發(fā)生了共振。此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則f驅(qū)＜f固，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱。故選C。5.如圖所示是一物體做受迫振動(dòng)時(shí)的振幅與驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，由圖可知()A．驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，物體處于共振狀態(tài)B．物體做自由振動(dòng)時(shí)，頻率可以為f1、f2或f3C．要減小共振的危害，必須使物體的振動(dòng)頻率接近f2D．要利用共振的效果，必須使物體的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于f3解析：選A由題圖可知驅(qū)動(dòng)力頻率為f2時(shí)，物體振幅最大，處于共振狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體振幅最大，由題圖可知該物體的固有頻率為f2，物體做自由振動(dòng)時(shí)，頻率為固有頻率f2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體的振動(dòng)頻率越接近固有頻率，振幅越大，故要減小共振的危害，必須使物體的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離f2，要利用共振的效果，必須使物體的振動(dòng)頻率接近f2，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。6．如圖所示為受迫振動(dòng)的演示裝置，在一根張緊的繩子上懸掛幾個(gè)擺球，可以用一個(gè)單擺(稱為“驅(qū)動(dòng)擺”)驅(qū)動(dòng)另外幾個(gè)單擺。下列說法錯(cuò)誤的是()A．某個(gè)單擺擺動(dòng)過程中多次通過同一位置時(shí)，速度可能不同而加速度一定相同B．如果驅(qū)動(dòng)擺的擺長為L，則其他單擺的振動(dòng)周期都等于2πeq\r(\f(L,g))C．如果驅(qū)動(dòng)擺的擺長為L，振幅為A，若某個(gè)單擺的擺長大于L，振幅也大于AD．如果某個(gè)單擺的擺長等于驅(qū)動(dòng)擺的擺長，則這個(gè)單擺的振幅最大解析：選C某個(gè)單擺擺動(dòng)過程中多次通過同一位置時(shí)，速度大小相等但方向可能不同，根據(jù)F＝－kx，可得加速度a＝eq\f(F,m)＝－eq\f(kx,m)，故加速度一定相同，A正確；如果驅(qū)動(dòng)擺的擺長為L，根據(jù)單擺的周期公式有T＝2πeq\r(\f(L,g))，而其他單擺都是受迫振動(dòng)，故其振動(dòng)周期都等于驅(qū)動(dòng)擺的周期，B正確；當(dāng)受迫振動(dòng)的單擺的固有周期等于驅(qū)動(dòng)擺的周期時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，故某個(gè)單擺的擺長大，振幅不一定也大，C錯(cuò)誤；同一地區(qū)，單擺的固有頻率只取決于單擺的擺長，則只有擺長等于驅(qū)動(dòng)擺的擺長時(shí)，單擺的振幅能夠達(dá)到最大，這種現(xiàn)象稱為共振，D正確。7．科學(xué)技術(shù)是一把“雙刃劍”，對人類既有有利的一面，也有有害的一面，關(guān)鍵在于正確認(rèn)識并加以應(yīng)用。下列關(guān)于物理現(xiàn)象或應(yīng)用的敘述中，不正確的是()A．洗衣機(jī)脫水時(shí)滾筒高速旋轉(zhuǎn)把附著在衣物上的水分甩掉，這是離心現(xiàn)象B．輪船航行時(shí)，如果所受波浪沖擊力的頻率接近輪船左右搖擺的固有頻率，輪船可能傾覆C．機(jī)場、車站等重要場所的安檢門利用渦流工作，可以探測人身攜帶的金屬物品D．用X射線照射草莓，可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，延長保存期解析：選D洗衣機(jī)脫水時(shí)利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在衣物上的水分甩掉，是因?yàn)榇藭r(shí)水分受到的合外力不足以提供向心力而做離心運(yùn)動(dòng)，故A正確；輪船航行時(shí)，如果所受波浪沖擊力的頻率接近輪船左右搖擺的固有頻率，輪船達(dá)到共振，振幅很大，可能傾覆，故B正確；機(jī)場、車站等重要場所的安檢門利用渦流工作，可以探測人身攜帶的金屬物品，故C正確；用γ射線照射食品，可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，延長保存期，故D錯(cuò)誤。8．某簡諧振子，自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，穩(wěn)定后的振動(dòng)圖像如圖甲中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動(dòng)對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的()A．一定不是a點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．一定不是c點(diǎn)解析：選D振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝eq\f(3,2)T固，所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)一定不是圖乙中的b點(diǎn)和c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)，故選D。9．如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng)(即做簡諧運(yùn)動(dòng))時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，則下列說法中錯(cuò)誤的是()A．由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4sB．由圖乙可知彈簧振子的固有周期為8sC．由圖乙可知外力的周期為8sD．如果改變外力的周期，在接近4s的附近該彈簧振子的振幅較大解析：選B圖甲是彈簧振子自由振動(dòng)時(shí)的圖像，由圖甲可知，其振動(dòng)的固有周期為4s，A正確，B錯(cuò)誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖像，彈簧振子的振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即8s，C正確；當(dāng)固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等時(shí)，其振幅最大，驅(qū)動(dòng)力的周期越接近固有周期，彈簧振子的振幅越大，D正確。10．如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線，下列說法正確的是()A．若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長相等，則圖線Ⅱ是月球上的單擺共振曲線B．若兩次受迫振動(dòng)均在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的，則兩次擺長之比為l1∶l2＝4∶25C．若圖線Ⅰ的擺長約為1m，則圖線Ⅰ是在地球表面上完成的D．圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的，則該擺擺長約為1m解析：選D若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，因?yàn)閳D線Ⅰ單擺的固有頻率較小，則固有周期較大，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，可知，周期大的重力加速度小，則圖線Ⅰ是月球上單擺的共振曲線，故A錯(cuò)誤；若兩次受迫振動(dòng)均在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的，則重力加速度相等，因?yàn)楣逃蓄l率比為2∶5，則固有周期比為5∶2，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，知擺長比為25∶4，故B錯(cuò)誤；圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的，則固有頻率為0.5Hz，則T＝2πeq\r(\f(l,g))＝2s，解得l＝1m，故C錯(cuò)誤，D正確。11．任何物體都有自己的固有頻率。研究表明，如果把人作為一個(gè)整體來看，在水平方向上振動(dòng)時(shí)的固有頻率約為5Hz。當(dāng)工人操作風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機(jī)等振動(dòng)機(jī)械時(shí)，操作者在水平方向?qū)⒆鍪芷日駝?dòng)。在這種情況下，下列說法正確的是()A．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于他自身的固有頻率B．操作者的實(shí)際振動(dòng)頻率等于機(jī)械的振動(dòng)頻率C．為了保證操作者的安全，振動(dòng)機(jī)械的頻率應(yīng)盡量接近人的固有頻率D．為了保證操作者的安全，應(yīng)盡量提高操作者的固有頻率解析：選B物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，可知操作者的實(shí)際頻率等于機(jī)械的振動(dòng)頻率，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振幅最大，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，所以為了保證操作者的安全，振動(dòng)機(jī)械的頻率應(yīng)盡量遠(yuǎn)離人的固有頻率，故C錯(cuò)誤；有關(guān)部門作出規(guī)定：拖拉機(jī)、風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、鉚釘機(jī)等各類振動(dòng)機(jī)械的工作頻率必須大于20Hz，操作者的固有頻率無法提高，故D錯(cuò)誤。12.如圖所示，物體靜止于水平面上的O點(diǎn)，這時(shí)彈簧恰為原長l0，物體的質(zhì)量為m，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)將物體向右拉一段距離后自由釋放，使之沿水平面振動(dòng)，下列結(jié)論正確的是()A．物體通過O點(diǎn)時(shí)所受的合外力為零B．物體將做阻尼振動(dòng)C．物體最終只能停止在O點(diǎn)D．物體停止運(yùn)動(dòng)后所受的摩擦力為μmg解析：選B物體通過O點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力為零，但摩擦力不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體振動(dòng)時(shí)要克服摩擦力做功，機(jī)械能減少，振幅減小，做阻尼振動(dòng)，選項(xiàng)B正確；物體最終停止的位置可能在O點(diǎn)也可能不在O點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若停在O點(diǎn)摩擦力為零，若不在O點(diǎn)，摩擦力和彈簧的彈力平衡，停止運(yùn)動(dòng)時(shí)物體所受的摩擦力不一定為μmg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。13．甲、乙兩位同學(xué)利用假期分別在兩個(gè)地方做“用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)”，回來后共同繪制了T2-l圖像，如圖甲中A、B所示，此處甲同學(xué)還順便利用其實(shí)驗(yàn)的單擺探究了受迫振動(dòng)，并繪制了單擺的共振曲線，如圖乙所示，那么下列說法中正確的是()A．單擺的固有周期由擺長和所處環(huán)境的重力加速度共同決定B．由圖甲分析可知A圖像所對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度較大C．若將單擺放入繞地穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中，則可以利用單擺測出飛船軌道處的引力加速度D．由圖乙可知，甲同學(xué)探究受迫振動(dòng)的單擺擺長為8cm解析：選A根據(jù)單擺的固有周期公式為T＝2πeq\r(\f(l,g))，l為擺長，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋蔄正確；根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))得T2＝eq\f(4π2l,g)，所以T2-l圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)，圖甲中A圖像的斜率大于B圖像的斜率，故A圖像對應(yīng)的重力加速度較小，故B錯(cuò)誤；若將單擺放入繞地穩(wěn)定飛行的宇宙飛船中，單擺小球處于完全失重狀態(tài)，不能在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，故C錯(cuò)誤；由圖乙可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率為0.5Hz時(shí)，擺球發(fā)生共振，故系統(tǒng)的固有頻率為0.5Hz，固有周期T＝eq\f(1,0.5)s＝2s，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，解得擺長l＝1m，故D錯(cuò)誤。14．把一個(gè)篩子用四根彈簧支撐起來，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成了一個(gè)共振篩，如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓，可使偏心輪