2021-2022学年新教材物理粤教版选择性必修第一册训练：第2章第5节受迫振动　共振含解析

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第二章　第五节
A组·基础达标
1．(多选)(2020 年徐州期中)关于共振现象，下列说法中正确的是(　　)
A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率一致
C．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象
D．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
【答案】AC　【解析】根据共振现象，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫
振动的振幅最大，桥面容易损坏，故为了防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固
有频率不一致，故军队士兵过桥时使用便步，A正确，B错误；洗衣机切断电源后会经历
一个剧烈振动阶段，此时洗衣机的固有频率等于转筒的频率，是共振现象， C正确；受迫
振动的频率总是等于驱动力的频率，只是当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显
著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即发生共振，D错误．
2．(多选)(2020 年阜新实验中学月考)一单摆在地球表面做受迫振动，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．此单摆的固有频率为 0.5 Hz
B．此单摆的摆长约为 1 m
C．若摆长减小，单摆的固有频率减小
D．若把此单摆移到月球上，则在月球上此单摆的共振曲线的峰值将向右移动
【答案】AB　【解析】由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则固有
频率为 0.5 Hz，A正确；由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则周期为 2
s，由公式 T＝2π 可得，摆长约为 1 m，B正确；若摆长减小，单摆的固有周期减小，则固
有频率增大，C错误；若把此单摆移到月球上，重力加速度减小，则周期增大，频率减小 ，
所以在月球上此单摆的共振曲线的峰将向左移动，D错误．
3．(2020 年济宁第一中学测验)下列说法与振动有关，其中正确的是(　　)
A．周期是 1 s 的单摆叫作秒摆
B．摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确
C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率
D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象
【答案】C　【解析】周期是 2 s 的单摆叫作秒摆，故 A错误；根据单摆周期公式 T＝
2π 知，摆钟走得快了说明周期变小，必须调长摆长，才可能使其走时准确，故 B错误；挑
水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频
率时，发生共振，结果水桶中的水溢出，挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减
慢走路的频率，故 C正确；小船受到海浪的冲击上下振动，是受迫振动，故 D错误．
4．(多选)如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使 B、C振动，下面说法中正确的
是(　　)
A．只有 A、C振动周期相等
B．A的振幅比 B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】A振动，B、C受迫振动，所以 B、C周期与 A一样，A错误，
D正确；C的固有频率等于驱动力的频率，产生共振，其振幅大于 B，B错误，C正确．
5．(多选)(2020 年吉林十二中月考)正在运转的机器，当其飞轮以角速度 ω0匀速转动时，
机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了
强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新
启动机器，使飞轮转动的角速度从 0较缓慢地增大到 ω0，在这一过程中(　　)
A．机器不一定还会发生强烈的振动
B．机器一定还会发生强烈的振动
C．若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为 ω0时
D．若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为 ω0
【答案】BD　【解析】飞轮在转速逐渐减小的过程中，机器出现强烈的振动，说明发
生共振现象，共振现象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率，故当机器重新启动
时，飞轮转速缓慢增大的过程中，一旦达到共振条件，机器一定还会发生强烈的振动．由
题意可知，发生强烈共振时，飞轮的角速度一定小于 ω0，故 B、D正确．
6．(多选)(2020 年宜城名校期中)下列说法错误的是(　　)
A．做简谐运动的物体过平衡位置时一定处于平衡状态
B．弹簧振子做简谐运动时，在平衡位置时动能最大，势能最小
C．单摆的回复力增大的过程中，速度也在增大
D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
【答案】AC　【解析】物体通过平衡位置时所受回复力为零，合外力不一定为零，如
单摆做简谐运动经过平衡位置时，合外力不为零，故 A错误；弹簧振子做简谐振动时，只
有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变
在平衡位置时动能最大，势能最小，故 B正确；单摆的回复力增大的过程中，速度在减小，
故C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故 D
正确．
7．(2021 年青岛实验高中调研)两单摆在不同的驱动力作用下其振幅 A随驱动力频率 f
变化的图像如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是(　　)
A．单摆振动时的频率与固有频率有关，振幅与固有频率无关
B．若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为 4∶1
C．若两单摆摆长相同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比
为4∶1
D．周期为 2 s 的单摆叫作秒摆，在地面附近，秒摆的摆长约为 2 m
【答案】B　【解析】做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，由驱动力的频率
决定，与物体固有频率无关，当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，发
生共振，A错误；由图像可知，甲、乙两个单摆的固有频率之比为 1∶2，则由 T＝＝2π 可
知，l＝，则若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为 4∶1；若两单摆摆长相
同放在不同的地点，则甲、乙两单摆所处两地的重力加速度之比为 1∶4，B正确，C错误；
周期为 2 s 的单摆叫作秒摆，在地面附近，秒摆的摆长约为 l＝≈1 m，D错误．
8．(多选)(2020 年恩施检测)如图所示，一摆长为 25 cm 的单摆悬挂在驱动轴上，可通
过摇动手柄驱使单摆摆动，当摇动频率从 0逐渐增加到 5 Hz 时，会发现(　　)
A．单摆始终按其固有频率振动
B．单摆振动频率逐渐增加
C．单摆振幅先增大后减小
D．单摆振幅逐渐增加
【答案】BC　【解析】根据单摆周期公式 T＝2π，单摆固有频率 f0＝，代入解得f0＝
Hz≈1 Hz，受迫振动的频率等于驱动力的频率，当摇动频率从 0逐渐增加到 5 Hz 时，则单
摆的振动频率也从0逐渐增加到 5 Hz，由小逐渐变大，故 A错误，B正确；当摇动频率 f
等于单摆的固有频率 f0时，系统达到共振，振幅最大，故单摆的振幅先增大后减小，C正
确，D错误．
9．(2020 年宁波期末)为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路
面稍微拱起以达到车辆减速的目的．如果某路面上的一排减速带的间距为 1.5 m，一辆固有
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