格物学 力学外力作用下的振动

受迫振动-外力作用下的振动知识点回顾进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率57.99999999999999%

2025-06-14
受迫振动-外力作用下的振动知识点回顾进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率57.99999999999999%
1、['固有周期和固有频率', '受迫振动', '共振']

正确率60.0%某种减噪装置结构如图所示,通过装置的共振可吸收声波.已知其固有频率为$$f_{0}=\frac{6 0} {\sqrt{\sigma L}} ( \mathrm{S I}$$制$${{)}}$$,其中$${{σ}}$$为薄板单位面积的质量$${,{L}}$$为空气层的厚度.经测试发现它对频率为$${{2}{0}{0}{{H}{z}}}$$的声音减噪效果最强,若外界声波频率由$${{2}{0}{0}{{H}{z}}}$$变为$$3 0 0 \mathrm{H z},$$则(

B

A.系统振动频率为$${{2}{0}{0}{{H}{z}}}$$

B.系统振动频率为$${{3}{0}{0}{{H}{z}}}$$

C.为获得更好减噪效果,可仅增大$${{L}}$$的大小

D.为获得更好减噪效果,可仅换用$${{σ}}$$更大的薄板

2、['受迫振动', '共振']

正确率80.0%如下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,则该振动系统的固有频率最接近$${{(}{)}}$$

驱动力频率 $${{/}{H}{z}}$$ $${{3}{0}}$$ $${{4}{0}}$$ $${{5}{0}}$$ $${{6}{0}}$$ $${{7}{0}}$$ $${{8}{0}}$$
受迫振动振幅 $${{/}{c}{m}}$$ $${{1}{0}{.}{2}}$$ $${{1}{6}{.}{8}}$$ $${{2}{7}{.}{2}}$$ $${{1}{7}{.}{1}}$$ $${{1}{6}{.}{5}}$$ $${{8}{.}{3}}$$

A.$${{3}{0}{H}{z}}$$

B.$${{5}{0}{H}{z}}$$

C.$${{6}{0}{H}{z}}$$

D.$${{8}{0}{H}{z}}$$

3、['受迫振动', '共振']

正确率40.0%如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线.下列说法正确的是(

C

A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线Ⅱ是月球上的单摆共振曲线

B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行的,则两次摆长之比为$${{l}_{1}}$$∶$${{l}_{2}{=}{4}}$$∶$${{2}{5}}$$

C.图线Ⅱ若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为$${{1}{m}}$$

D.图线Ⅰ若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为$${{1}{m}}$$

4、['受迫振动', '共振', '阻尼振动']

正确率60.0%下列说法正确的是(

A

A.只有受迫振动才能发生共振现象

B.一切振动都能发生共振现象

C.只要振动受到阻力,它一定做阻尼振动

D.若振动受到阻力,它一定不能做无阻尼振动

5、['受迫振动', '共振']

正确率40.0%一根张紧的绳上悬挂着$${{4}}$$个单摆,$${{a}}$$和$${{d}}$$摆长相等,其余各摆摆长不等,如图所示,使$${{d}}$$摆开始振动,则其余三摆的振动情况是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{a}}$$摆的振幅最大

B.$${{b}}$$摆的振动周期最小

C.$${{c}}$$摆的振幅最大

D.$${{c}}$$摆的振动周期最大

6、['固有周期和固有频率', '受迫振动', '阻尼振动']

正确率80.0%下列说法中正确的是(

A

A.实际的自由振动一定是阻尼振动

B.在外力作用下的振动是受迫振动

C.阻尼振动的振幅可以保持不变

D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件有关

7、['波的形成和传播', '对简谐运动的表达式的理解', '受迫振动', '电磁振荡的产生']

正确率60.0%下列说法正确的是(

D

A.在机械波的传播过程中,质点的振动方向总是与波的传播方向垂直

B.一弹簧振子的位移$${{y}}$$随时间$${{t}}$$变化的关系式为$$y=0. 1 \operatorname{s i n} 2. 5 \pi t \ ($$国际单位制$${)}$$,在$${{0}{.}{2}{s}}$$时,振子的运动速度最大

C.在受迫振动中,驱动力的频率一定等于物体的固有频率

D.在$${{L}{C}}$$振荡电路中,当回路中的振荡电流在增大时电容器一定处于放电状态

8、['受迫振动', '共振']

正确率40.0%如图,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为$$L_{1}=2 \mathrm{m}, ~ ~ L_{2}=1. 5 \mathrm{m}$$,$$L_{3}=1 \mathrm{m}, ~ L_{4}=0. 5 \mathrm{m}$$,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为$${{2}{s}}$$的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时(

C

A.摆$${{1}}$$的周期最长

B.摆$${{2}}$$的振幅最大

C.摆$${{3}}$$的振幅最大

D.四个摆的周期不同,但振幅相等

9、['受迫振动', '共振']

正确率80.0%如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是$${{4}{H}{z}}$$。现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为$${{1}{H}{z}}$$,则把手转动的频率逐渐缓慢增大时,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.弹簧振子的振动越来越剧烈

B.弹簧振子的振动越来越弱

C.弹簧振子的振动先越来越剧烈再越来越弱

D.弹簧振子的振动先越来越弱再越来越剧烈

10、['受迫振动', '共振', '单摆']

正确率40.0%

一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线 $${{(}}$$ 振幅 $${{A}}$$ 与驱动力频率 $${{f}}$$ 的关系 $${{)}}$$ 如图所示,则不正确的 $${{(}{)}}$$

C

A.此单摆的固有周期约为$${{2}{s}}$$

B.此单摆的摆长约为$${{1}{m}}$$

C.若摆长增大,单摆的固有频率增大

D.若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动

1. 解析:减噪装置通过共振吸收声波,当外界声波频率等于固有频率 $$f_0$$ 时效果最强。题目中 $$f_0 = 200 \mathrm{Hz}$$,当外界频率变为 $$300 \mathrm{Hz}$$ 时,系统振动频率会跟随驱动力频率变化,故系统振动频率为 $$300 \mathrm{Hz}$$(B 正确)。为获得更好减噪效果,需调整 $$f_0$$ 使其接近新的外界频率。由 $$f_0 = \frac{60}{\sqrt{\sigma L}}$$ 可知,增大 $$L$$ 或增大 $$\sigma$$ 都会降低 $$f_0$$,但题目要求针对 $$300 \mathrm{Hz}$$(高于原 $$f_0$$),故需减小 $$L$$ 或减小 $$\sigma$$,因此 C 和 D 均错误。最终答案为 B。

2. 解析:受迫振动的振幅在驱动力频率接近系统固有频率时最大。表中振幅峰值出现在 $$50 \mathrm{Hz}$$,故固有频率最接近 $$50 \mathrm{Hz}$$(B 正确)。

3. 解析:共振曲线峰值对应的频率为固有频率。图线Ⅰ的峰值频率为 $$0.2 \mathrm{Hz}$$,图线Ⅱ为 $$0.5 \mathrm{Hz}$$。若图线Ⅱ为地球上的单摆,由 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$$ 可计算摆长 $$l \approx 1 \mathrm{m}$$(C 正确)。A 选项中,月球重力加速度较小,相同摆长下固有频率更低,故图线Ⅰ对应月球,A 错误。B 选项中,摆长与周期的平方成正比,$$l_1 : l_2 = (1/0.2)^2 : (1/0.5)^2 = 25 : 4$$,B 错误。D 选项中,图线Ⅰ的摆长约为 $$25 \mathrm{m}$$,D 错误。最终答案为 C。

4. 解析:共振是受迫振动的特例,当驱动力频率等于固有频率时发生(A 正确)。阻尼振动是振幅逐渐减小的振动,若阻力被补偿(如受迫振动中能量持续输入),则可能维持振幅(C 和 D 错误)。B 选项错误,因共振需要特定条件。最终答案为 A。

5. 解析:受迫振动中,与驱动力频率最接近固有频率的摆振幅最大。$$d$$ 摆振动驱动其余三摆,$$a$$ 摆与 $$d$$ 摆长相同,固有频率相同,故 $$a$$ 摆振幅最大(A 正确)。受迫振动的周期由驱动力决定,三摆周期相同(B 和 D 错误)。最终答案为 A。

6. 解析:实际振动中总存在阻力,自由振动一定是阻尼振动(A 正确)。受迫振动需周期性外力驱动,非周期性外力不形成受迫振动(B 错误)。阻尼振动振幅逐渐减小(C 错误)。受迫振动稳定后的频率等于驱动力频率,与自身条件无关(D 错误)。最终答案为 A。

7. 解析:机械波中横波质点振动方向与传播方向垂直,纵波方向平行(A 错误)。弹簧振子 $$y = 0.1 \sin 2.5\pi t$$,周期 $$T = 0.8 \mathrm{s}$$,$$t = 0.2 \mathrm{s}$$ 时位于平衡位置,速度最大(B 正确)。受迫振动中,驱动力频率不一定等于固有频率(C 错误)。$$LC$$ 振荡电路中电流增大时,电容器放电(D 正确)。最终答案为 B、D。

8. 解析:受迫振动的周期等于驱动力周期($$2 \mathrm{s}$$),与摆长无关(A 和 D 错误)。摆长 $$L_3 = 1 \mathrm{m}$$ 的固有周期 $$T = 2\pi \sqrt{L_3/g} \approx 2 \mathrm{s}$$,与驱动力周期匹配,故摆 3 振幅最大(C 正确)。最终答案为 C。

9. 解析:把手转动频率缓慢增大时,驱动力频率接近固有频率 $$4 \mathrm{Hz}$$ 时振动最剧烈,超过后振动减弱,故振动先增强后减弱(C 正确)。

10. 解析:共振曲线峰值对应固有频率 $$0.5 \mathrm{Hz}$$,故固有周期为 $$2 \mathrm{s}$$(A 正确)。由 $$T = 2\pi \sqrt{l/g}$$ 可得摆长 $$l \approx 1 \mathrm{m}$$(B 正确)。摆长增大时,固有频率减小(C 错误),共振峰左移(D 正确)。不正确的是 C。

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点