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【2022届】高考物理选择题专项练习集：受迫振动 共振及其常见的应用(深圳特供)
一、单项选择题（共17小题；共68分）
1. 随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。当叶片转动后，手机就跟着振动起来。其中叶片的形状是图中的
A. B.
C. D.
2. 部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因是
A. 减轻对桥的压力，避免产生回声
B. 减小对桥、雪山的冲量
C. 避免使桥、使雪山发生共振
D. 使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散的能量减少
3. 下列说法正确的是
A.
图中，使摆球 先摆动，摆球 ， 接着做受迫振动，则三个摆的振动周期相等
B.
图示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C.
图示为双缝干涉示意图，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越大
D.
图中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮
4. 铁轨上每根钢轨长 ，若支持车厢的弹簧固有频率是 ，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害
A. B. C. D.
5. 如果把人作为一个有弹性的整体来看，在水平方向的固有频率约为 ，竖直方向的固有频率约为 。为保障操作员的安全与健康，有关部门作出规定：用手操作的各类振动机械的频率应满足一定条件。根据以上提供的信息，下列条件规定合理的是
A. 各类振动机械的频率必须小于
B. 各类振动机械的频率必须大于
C. 各类振动机械的频率应在
D. 各类振动机械的频率应在
6. 下列说法正确的是
A. 若把一个在平原地区走时准确的摆钟搬到高原上去，则走时会变快
B. 物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大
C. “美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的相同，说明声波从一种介质进入另一种介质频率不变
D. 两列机械波相遇时，在相遇的区域一定会出现稳定的干涉现象
7. 振动物体都有它自己的固有频率，实验表明，做受迫振动的物体，在它的固有频率等于或接近于驱动力的频率时，振幅最大，这就是共振现象，如果固有频率和驱动力的频率相差较大时，那么受迫振动的振幅就小，下表记录了某受迫振动的物体振幅随驱动力频率变化的关系，则该振动物体的固有频率
A. 一定在 到 的范围内 B. 一定等于
C. 一定在 到 的范围内 D. 一定在 到 的范围内
8. 一单摆做阻尼振动，则在振动过程中
A. 振幅越来越小，周期也越来越小 B. 振幅越来越小，周期不变
C. 通过某一位置时，机械能始终不变 D. 机械能不守恒，频率减小
9. 某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图所示的共振曲线。横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅。已知重力加速度为 ，下列说法中正确的是
A. 由图中数据可以估算出单摆的摆长
B. 由图中数据可以估算出摆球的质量
C. 由图中数据可以估算出摆球的最大动能
D. 如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰将向右移动
10. 如图所示是单摆做阻尼运动的位移—时间图线，下列说法中正确的是
A. 摆球在 与 时刻的势能相等
B. 摆球在 与 时刻的动能相等
C. 摆球在 与 时刻的机械能相等
D. 摆球在 时刻的机械能小于 时刻的机械能
11. 两个弹簧振子，甲的固有频率是 ，乙的固有频率是 ，若它们均在频率是 的驱动力作用下做受迫振动，则振动稳定后
A. 甲的振幅较大，振动频率是
B. 乙的振幅较大，振动频率是
C. 甲的振幅较大，振动频率是
D. 乙的振幅较大，振动频率是
12. 如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是 。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 ，则把手转动的频率为
A. B. C. D.
13. 某振动系统的固有频率为 ，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为 。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是
A. 当 时，该振动系统的振幅随 增大而减小
B. 当 时，该振动系统的振幅随 减小而增大
C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于
D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率大于
14. 一洗衣机正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是
A. 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大
B. 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小
C. 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率
D. 增大洗衣机正常工作时的频率，洗衣机振动更加越剧烈
15. 下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为 ，则
A. B.
C. D. 以上三项都不对
16. 下列说法正确的是
A. 摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确
B. 挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
C. 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
D. 部队要齐步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌
17. 实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为 。将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是
A. 操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大
B. 操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波
C. 操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率
D. 操作人员一定要将声波发生器发出的声波频率调到
二、双项选择题（共10小题；共40分）
18. 如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上， 是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是
A. 其他各摆的振动周期与 摆的相同
B. 其他各摆的振幅都相等
C. 其他各摆的振幅不同， 摆的振幅最大
D. 其他各摆的振动周期不同， 摆周期最大
19. 若空气阻力不可忽略，单摆在偏角很小的摆动中，总是减小的物理量为
A. 振幅 B. 位移 C. 周期 D. 机械能
20. 年 月 日上午 时，四川雅安地区发生了 级大地震灾害，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，在发生地震时，下列说法正确的是
A. 所有建筑物振动周期相同
B. 所有建筑物振幅相同
C. 建筑物的振动周期由其固有周期决定
D. 所有建筑物均做受迫振动
21. 如图所示，当 振动起来后，通过水平挂绳迫使 、 振动，下列说法正确的是
A. ，， 三个单摆的周期均相同 B. 只有 ， 二个的周期相同
C. 的振动振幅比 小 D. ，， 三个振幅均相等
22. 一单摆做阻尼振动，则在振动过程中
A. 振幅越来越小，周期也越来越小
B. 振幅越来越小，周期不变
C. 在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变
D. 在振动过程中，机械能不守恒
23. 如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆 振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆 、 振动，则下列说法正确的是
A. 只有 、 摆振动周期相等
B. 摆的振幅比 摆小
C. 摆的振幅比 摆大
D. 、 、 三摆的振动周期相等
24. 一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如下图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图（）所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图（）所示。若用 表示弹簧振子的固有频率 表示驱动力的频率，则
A. 由图线可知
B. 由图线可知
C. 由图线可知砝码做受迫振动的周期为
D. 由图线可知，缓慢增大把手转动速度至 ，稳定后砝码振动的振幅也将增大
25. 如图所示为一个弹簧振子做受迫振动时振幅与驱动力频率之间的关系图象，由图可知
A. 振子振动频率为 时，它处于共振状态
B. 驱动力频率为 时，振子振动频率为
C. 若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是
D. 振子做自由振动的频率可以为 、 、
26. 如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上， 是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是
A. 其他各摆的振动周期与 摆的相同
B. 其他各摆的振幅都相等
C. 其他各摆的振幅不同， 摆的振幅最大
D. 其他各摆的振动周期不同， 摆的周期最大
27. 如图所示，把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上有一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成 次全振动用时 ，在某电压下，电动偏心轮转速是 。已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的
A. 提高输入电压 B. 降低输入电压 C. 增加筛子质量 D. 减小筛子质量
三、多项选择题（共3小题；共12分）
28. 关于阻尼振动，以下说法中正确的是
A. 机械能不断减小 B. 动能不断减小
C. 振幅不断减小 D. 一定不是简谐运动
29. 某振动系统的固有频率为 ，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为 。若驱动力的振幅保持不变，则下列说法正确的是
A. 当 时，该振动系统的振幅随 增大而减小
B. 当 时，该振动系统的振幅随 减小而增大
C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于
D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于
E. 当 时，该振动系统一定发生共振
30. 下列说法中正确的是
A. 某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关
B. 某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关
C. 某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率
D. 某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动
答案
第一部分
1. A
【解析】手机做受迫振动。
2. C
【解析】部队过桥时若齐步走会给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌事故；
登山运动员登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选 C。
3. A
4. C
【解析】列车的固有周期 ，当列车在长 的轨道上运行的时间为 时，车厢发生共振，振幅最大，所以：
。
5. B
【解析】用手操作的各类振动机械时，与其靠近或密切接触的人一定要做受迫振动，如果设备的振动频率接近人体的振动频率，则人体的各部分将做较剧烈的振动，造成对人体的损伤。因此，对于用手操作的机械振动频率必须要大于 ，以保障人体健康，故ACD错误，B正确。故选B。
6. C
【解析】从平原到高原海拔变高，重力加速度变小，根据单摆的周期公式 可知，周期变大，走时变慢，故A错误；物体做受迫振动时，当驱动力的频率等于物体的固有频率时发生共振，振幅最大，只知道增大驱动力的频率，不知道固有频率情况，无法判断振幅如何变化，故B错误；机械波的频率只与振源有关，振源频率不变，波的频率就不变，故C正确；频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，才会出现稳定的干涉现象，故D错误。故选C。
7. D
【解析】D正确、从共振曲线可以看出，在驱动力的频率等于或接近固有频率时，振幅显著增大；表格中当驱动力频率为 时，振幅最大，说明固有频率在 左右，即可能在 到 之间，也可能在 到 之间。
8. B
【解析】A 项错误，B 项正确、因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小，而单摆振动过程中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的。
C 、 D 项错、又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，即振动的机械能在减少，但频率不变。
9. A
【解析】A正确、从单摆的共振曲线可以得出单摆的固有频率，单摆的固有频率等于振幅最大时的驱动力的频率，根据单摆的频率可以计算出单摆的周期，根据单摆的周期公式可以算出单摆的摆长；
B 、C错误、从单摆的周期无法计算出单摆的摆球质量和摆球的最大动能，选项；
D错误、如果增大单摆的摆长，单摆的周期增大，频率减小，曲线的峰将向左移动。
10. A
【解析】由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定， 、 两时刻位移大小相同，所以关于平衡位置对称，所以势能相等，A正确；
由于系统机械能在减少， 、 势能相同，则 处动能大于 处动能，所以B、C、 D错，故正确答案为A。
11. B
【解析】振动稳定后，受迫振动的频率等于驱动力频率，选项A、D错；
由于乙的固有频率更接近驱动力频率，所以乙的振幅较大，选项B对，C错。
12. A
【解析】转动把手后，弹簧振子开始做受迫振动，受迫振动是按照外界驱动力的频率振动的，既然振子稳定后的振动频率为 ，则把手转动的频率即为 。
13. B
【解析】由共振条件及共振曲线可知：驱动力频率 越接近振动系统的固有频率 ，振幅越大，故知当 时，振幅随 的增大而增大，选项A错误；当 时，振幅随 的增大而减小，随 的减小而增大，选项B正确；系统振动稳定时，振动频率等于驱动力频率 ，与固有频率 无关，选项C、D错误。
14. A
【解析】洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振。此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，所以正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大。故A正确。
15. C
【解析】
从图所示的共振曲线，可判断出 与 相差越大，受迫振动的振幅越小；
与 越接近，受迫振动的振幅越大.并从中看出 越接近 ，振幅的变化越慢.
比较各组数据知 在 范围内时，振幅变化最小，因此，，即C选项正确.
16. B
17. D
【解析】通过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员一定要将声波发生器发出的声彼频率调到 ，故 D 选项正确。
第二部分
18. A， C
【解析】受迫振动的周期都应等于驱动力的周期 摆的周期 。 、 两摆为双线摆，其等效摆长相等，则 摆的固有周期与驱动力的周期相同，所以 摆的振幅最大， 、 、 三个摆的固有周期偏离驱动力的周期各不相同，所以它们振动的振幅各不相同。
19. A， D
【解析】有空气阻力时，振动为阻尼振动，振幅不断减小，机械能也不断减小.在平衡位置，位移为零，而后位移增大，直至动能为零时位移达到最大，然后位移又减小到零，所以位移不是一直减小。根据单摆周期公式 ， 、 不变，则 不变，故选项A、D正确。
20. A， D
【解析】地面上的所有建筑物都在同一驱动力下做受迫振动，它们的振动周期都与驱动力的周期相同，与其固有周期无关，故A、D正确，C错误；
由于不同的建筑物固有周期不尽相同，所以做受迫振动时，它们的振幅不一定相同，B错误。
21. A， C
22. B， D
【解析】因单摆做阻尼振动，所以振幅越来越小，机械能越来越小，振动周期不变。
23. C， D
【解析】当单摆 振动起来后，单摆 、 做受迫振动，做受迫振动的物体的固有周期（或频率）等于驱动力的周期（或频率），选项A错误而D正确；
当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C正确而B错误.
24. C， D
【解析】由图（）可知，，，故A错误；
由图（）可知，，，故B错误，C正确；
当 ，
可知驱动频率在逐渐增大，当与固有频率相等时，砝码将出现共振，振幅最大，故D正确。
25. A， B
【解析】由题意可知，当驱动力的频率变化时，做受迫振动物体的振幅也在变化，当驱动力频率为 时，受迫振动的振幅最大，即发生共振现象，故 A 选项正确；
受迫振动的频率等于驱动力的频率，B 选项正确；
若撤去外力，物体自由振动的频率为其固有频率，应为 ，故 C、D 选项错误。
26. A， C
【解析】受迫振动的周期都应等于驱动力的周期（ 摆的周期）。
、 两摆为双线摆，其等效摆长相等，， 摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由于 摆的固有周期与驱动力（ 摆）的周期相同，所以 摆的振幅最大， 、 、 三个摆的固有周期偏离驱动力（ 摆）的周期，且各不相同，所以它们振动的振幅各不相同，选 A、C。
27. A， C
【解析】在题设条件下，筛子振动的固有周期 ，电动偏心轮的转动周期（对筛子来说是驱动力的周期）。
要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：
第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；
第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大，故选 A、C。
第三部分
28. A， C， D
【解析】阻尼振动是振幅不断减小的振动，故阻尼振动一定不是简谐运动，而振幅是振动能量的标志，故阻尼振动中机械能也不断减小，但动能在振动过程中是不断变化的，无法比较其大小。故正确答案为ACD。
29. B， D， E
30. A， B， C
【解析】物体做自由振动时，振动频率为固有频率，与振幅无关，故 A 正确；
物体做受迫振动时，振动频率总等于驱动力的频率，故 B 正确；
物体发生共振时，说明驱动力的频率等于物体的固有频率，故 C 正确；
物体发生共振时，同样会受到阻力作用而发生阻尼振动，故 D 错误。
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