2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：受迫振动和共振

试卷更新日期：2022-11-05 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 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 $f_{0} = \frac{60}{\sqrt{σ L}}$ （ $S I$ 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 $200 H z$ 的声音减噪效果最强，若外界声波频率由 $200 H z$ 变为 $300 H z$ ，则（）

A、系统振动频率为 $200 H z$ B、系统振动频率为 $300 H z$ 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

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2. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中，当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动频率约为0.75Hz。现使圆盘由静止开始缓慢加速转动，直至以0.8s的周期匀速转动稳定下来，在此过程中，下列说法正确的是（）

A、圆盘静止和转动时，小球都是做受迫振动 B、最终稳定时小球的振动频率为0.75Hz C、小球的振幅与圆盘转速无关 D、小球的振幅先增大，后减小

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3. 据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。声音的共振称为共鸣，振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图像如图所示，请根据图像分析把铜盘磨薄的目的是（）

A、改变铜盘固有振动的振幅 B、改变铜盘固有振动的周期 C、改变皇宫敲钟引起的空气振动的强度 D、改变皇宫敲钟引起的空气振动的频率

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4. 飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根弹性杆两端带有负重（图甲），某型号的飞力士棒固有频率为4.5Hz，某人用手振动该飞力士棒进行康复训练（图乙），则下列说法正确的是（）

A、使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大 B、手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大 C、手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大 D、当手每分钟振动270次时，飞力士棒振动最弱

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5. 图甲为研究单摆共振现象的装置，其中A、B、C小球摆长相同，D、E球摆长如图甲所示，五个小球均可视为质点。图乙为A小球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像，所有小球静止后，将A小球拉开一个小角度释放（可视为单摆运动），则其余小球中（）

A、D小球摆动时振幅最大 B、B、C小球将发生共振现象 C、几个小球摆动周期将逐渐减小 D、E小球的 $A - f$ 图像的峰值与乙图中峰值相比应向左移

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6. 据新闻报道，某地在 $100 m$ 的路面上设置了41条减速带，非但没有带来安全，反而给群众的正常出行造成了极大的影响。假设减速带均匀设置，某汽车的固有频率为 $1.5 H z$ 。当该汽车匀速通过减速带时（）

A、当车速为 $3.75 m / s$ 时，汽车最颠簸 B、汽车的行驶速度越快，颠簸越厉害 C、当车速为 $10 m / s$ 时，汽车的固有频率变为 $4 H z$ D、当车速为 $10 m / s$ 时，汽车的振动频率为 $1.5 H z$

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7. 如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为 $75 H z$ ，乙弹簧振子的固有频率为 $18 H z$ ，当支架在受到竖直方向、频率为 $20 H z$ 的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是（）

A、甲的振幅较大，且振动频率为 $75 H z$ B、甲的振幅较大，且振动频率为 $20 H z$ C、乙的振幅较大，且振动频率为 $18 H z$ D、乙的振幅较大，且振动频率为 $20 H z$

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8. 匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。如图所示，为某同学设计的“减震器”原理示意图，他用弹簧连接一金属球组成“弹簧振子”悬挂在车厢内，金属球下方固定一块强磁铁（不考虑磁铁对金属球振动周期的影响）。当列车上下剧烈振动时，该“减震器”会使列车振幅减小。下列说法正确的是（）

A、“弹簧振子”的金属球振动幅度与车速无关 B、“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同 C、“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效果越好 D、若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，能起到相同的减振效果

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二、多选题

9. 如图所示，A、B、C、D四个单摆的摆长分别为L、2L、L、 $\frac{L}{2}$ ，摆球的质量分别为2m、2m、m、 $\frac{m}{2}$ ，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来，通过水平细线迫使B、C、D也振动起来，则下列说法正确的是（）

A、B，C，D中B的摆长最长，振幅最大 B、B，C，D中C的振幅最大 C、B，C，D中因D的质量最小，故其振幅是最大的 D、A，B，C，D四个单摆的周期均相同

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10. 如图甲所示的弹簧振子，做简谐振动从某一时刻开始计时，规定竖直向上为正方向，弹簧对小球的弹力与运动时间的关系如图乙所示，重力加速度为g，根据图像所给的信息分析，下列说法正确的是（）

A、乙图从小球处在平衡位置开始计时 B、小球的质量为 $\frac{F_{2}}{g}$ C、简谐振动的周期为 $\frac{4}{5} t_{0}$ D、弹簧对小球弹力的最小值为 $2 F_{1} - F_{2}$

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11. 下列说法中正确的是（）

A、观看3D电影时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识 B、军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 C、手机上网时用的wifi信号属于无线电波 D、红光由空气进入水中，波长变长 E、分别用绿光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽

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12. 我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象。固定在同一振动片上的两根完全相同的细杆周期性的击打水面，可看作两个频率完全相同的波源。这两波源发出的波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。其可简化为图乙所示，振动片以周期T做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样。若以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直。除C点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在C点左侧距C点最近的为D点。已知半圆直径为d， $∠ D B A = 37 °$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，则（）

A、水波的波长为 $\frac{d}{5}$ B、水波的波长为 $\frac{d}{4}$ C、水波的传播速度为 $\frac{d}{5 T}$ D、若减小振动片振动的周期，D点可能为振幅最小的点

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13. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图（a）所示。该共振筛的共振曲线如图（b）所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。某电压下断电后，发现筛了的振动幅度先越来越大后越来越小，下列说法正确的是（）

A、该电压下偏心轮的转速有可能是 $54 r / m i n$ B、该电压下偏心轮的转速有可能是 $45 r / m i n$ C、该电压下，增加筛子的质量可使筛子的振幅增大 D、筛子的质量不变的情况下，将电动偏心轮的电压增加，可使筛子的振幅减小

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14. 很多高层建筑都会安装减震耗能阻尼器，用来控制强风或地震导致的振动。台北101大楼使用的阻尼器是重达660吨的调谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反方向摆动，会使大楼摆动的幅度减小。关于调谐质量阻尼器下列说法正确的是（）

A、阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同 B、阻尼器与大楼摆动幅度相同 C、阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反 D、阻尼器摆动幅度不受风力大小影响

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三、填空题

15. 我国东北地区，果农为了提高采摘松子的效率，使用如图所示振动器，将振动器固定在树干上，机车带动振动器振动树干，使松果落下、为了使采摘效果更好，针对不同树干，（填“需要”或“不需要”）调整振动频率；针对同一树干，随着振动器频率的增加，树干振动的幅度（填“一定”或“不一定”）增大。

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16. 火车在铁轨上运行时，车轮每接触到两根钢轨的接头处就受到一次撞击，而使车厢在弹簧上上下振动。若铁轨上每根钢轨的长为12.6m，车厢与弹簧组成的系统的固有周期为0.63s，则当车轮与铁轨撞击的周期（选填“大于”“小于”或“等于”）0.63s时，车厢的振动最强烈，此时火车速为km/h。

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