专题130 受迫振动 阻尼振动 共振 专项训练-2026届高考物理一轮复习

专题130 受迫振动 阻尼振动 共振 一、单选题 1．做阻尼运动的弹簧振子，它的（　　） A．周期越来越小 B．位移越来越小 C．振幅越来越小 D．机械能保持不变 2．关于固有频率，下列说法正确的是（　　） A．振幅越大，固有频率越小 B．所有物体的固有频率都相同 C．物体不振动时固有频率为0 D．固有频率是由振动系统本身决定的 3．A、B 两个单摆，A 摆的固有频率为 4f，B 摆的固有频率为 f，若让它们在频率为 5f 的驱动力作用下做受迫振动，则两单摆比较（    ） A．A 摆振幅较大，振动频率为 f B．B 摆振幅较大，振动频率为 4f C．A 摆振幅较大，振动频率为 5f D．B 摆振幅较大，振动频率为 5f 4．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是（　　） A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率 B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率 C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率 D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率 5．下列说法错误的是（   ） A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 B．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小 C．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变 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 6．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 ， 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 7．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上、下振动．开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz．现匀速转动摇把，转速为240r/min．则 (　 　) A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s B．当振子稳定振动时，它的振动频率是2Hz C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大 8．做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小是，方向指向点；当它经过点时，加速度的大小是，方向指向A点。若AB之间的距离是，则它的平衡位置在（　　） A．之间，距离处 B．之间，距离A点处 C．的外侧，距离A点处 D．的外侧，距离B点处 9．提水桶跑步是一种提物障碍跑，运动员提着装满水的水桶越过障碍到达终点，运动员奔跑过程中，下列说法正确的是（　　） A．水的晃动频率与人的跑步频率相同 B．水的晃动频率小于人的跑步频率 C．人的跑步频率越小，水的晃动幅度越大 D．桶里水量越多，水晃动幅度越大 10．如图1所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图2所示，则（     ） A．此振动系统的固有频率约为0.25Hz B．此振动系统的固有频率约为3Hz C．若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变 D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 11．同一地点，甲、乙单摆在驱动力作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化的图像如图所示，下列说法正确的是（    ） A．若驱动力的频率，乙单摆振动的频率大于 B．若驱动力的频率为，乙单摆振动的频率等于 C．若驱动力的频率为，甲、乙单摆振动的振幅相同 D．若驱动力的频率为，甲单摆振动的振幅小于乙单摆的振幅 12．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（　　） A．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行（），且摆长相等，则图线I表示月球上单摆的共振曲线 B．若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆的摆长之比 C．若摆长均约为1m，则图线I是在地球上完成的 D．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线II表示的单摆的能量一定大于图线I表示的单摆的能量 13．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，则把手转动的频率逐渐缓慢增大时，下列说法中正确的是（　　） 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 14．如图甲所示装置，竖直圆盘静止时，小球竖直方向上做简谐振动的振动图像如图乙所示。竖直圆盘绕固定轴转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向运动，从而使小球从静止开始上下振动。下列说法正确的是（　　） A．若圆盘转动越快，小球振动的振幅越大 B．若圆盘以匀速转动，增大圆盘转速则小球振幅一定增大 C．若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为 D．若圆盘以匀速转动，增大圆盘转速则小球振幅一定减小 15．如图所示是一单摆做阻尼振动的图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（　　） A．速率 B．重力势能 C．机械能 D．受到的拉力 16．如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，从左至右摆长依次增加，小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则（   ） A．小球甲第一次回到释放位置时，小球丙加速度为零 B．小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙动能为零 C．小球甲、乙的振动周期之比为 D．小球丙、丁的摆长之比为 17．如图为受迫振动的演示装置，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。则（　　）    A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度一定相同 B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于 C．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量 D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的周期最大 18．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C球振动，振动达到稳定时，下列说法中不正确的是（　　）    A．A、C球振动周期相等 B．C球的振幅比B球的振幅小 C．C球的振幅比B球的振幅大 D．B、C球的振动周期相等 19．有一种工程减振装置叫作调谐质量阻尼器，是目前大跨度、大悬挑与高耸结构振动控制中应用最广泛的结构被动控制装置之一。这种装置是一个由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动控制系统，附加在需要振动控制的主结构上。主结构在外界驱动力的作用下产生振动时，会带动减振装置一起振动。当满足一定条件时，减振装置的弹性力与外来驱动力的方向相反，抵消了一部分驱动力，从而最大限度地降低主结构的振动，达到减振的效果。如图所示是调谐质量阻尼器的结构，关于调谐质量阻尼器，下列说法正确的是（　　） A．其振动频率一定与外力的频率相等 B．其振动一定是简谐运动 C．其工作原理是共振的利用 D．质量块变化时，其随驱动力振动的频率也会跟着发生变化 二、多选题 20．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 21．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（　　） A．振动的机械能逐渐转化为其他形式的能 B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 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．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，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。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。现在，在某电压下偏心轮的转速是54r/min。为了使筛子的振幅增大，则以下措施可行的是（    ） A．增大电压，提高偏心轮转速 B．降低电压，降低偏心轮转速 C．增加筛子质量，增大筛子的固有周期 D．减小筛子质量，减小筛子的固有周期 24．如图所示，在一条张紧的绳上挂7个摆，摆球质量均相同，先让A摆振动起来，则其余各摆也随之振动已知A、B、F三摆的摆长相同，则下列判断正确的是（　　） A．7个摆的固有频率都相同 B．振动稳定后7个摆的振动频率都相同 C．B、F摆的振幅最大 D．D、E摆离A摆最近，它们的振幅最大 25．轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统．某型号轿车的“车身一悬挂系统”的固有周期是，这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图，已知相邻两条减速带间的距离为，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（    ）    A．当轿车以的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为 B．轿车通过减速带的速度大小不同，车身上下振动的幅度大小可能相同 C．当轿车以的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈 D．轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《专题130 受迫振动 阻尼振动 共振》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C B B B D B A B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D A C D A C B B A AC 题号 21 22 23 24 25 答案 AD BD BD BC BC 1．C 【详解】A．弹簧振子的周期和频率是由它本身的性质决定的，即使做阻尼振动，周期和频率也不变，故A错误； BC．由题意可知，弹簧振子做阻尼运动，即振子振动的幅度逐渐减小，但不能说弹簧振子的位移越来越小，故B错误，C正确； D．根据能量守恒定律可知，由于阻力做负功，所以机械能越来越小，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】系统不受外力作用时振动的频率称为固有频率，固有频率由系统本身的性质（如质量、形状、材质等）决定，与系统的振幅以及系统是否振动无关，并且所有物体的固有频率不可能都相同，故ABC错误，D正确。 故选D。 3．C 【详解】受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大．故A、B两个单摆都做受迫振动，频率为5f，A摆固有频率接近驱动力的频率，则A的振幅较大，所以C正确，ABD错误． 4．B 【详解】AB.物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确； C.当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误； D.有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．根据可得 即在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，选项A正确，不符合题意； B．根据可知，单摆的周期与单摆的质量无关，选项B错误，符合题意； C．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能和动能相互转化，势能与动能之和保持不变，选项C正确，不符合题意； 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，选项D正确，不符合题意； 故选B. 6．B 【详解】受迫振动中，振动系统的振动频率由驱动力的频率决定，两者的频率越接近振幅越大，ACD错误；B正确。 故选B。 7．D 【详解】现匀速转动摇把转速为240r/min．知驱动力的周期T=0.25s，则f=4Hz，知振子稳定振动时，它的振动周期为0.25s，振动频率为4Hz，故AB错误；当转速减小时，驱动力的周期增大，驱动力的频率减小，接近于振子的固有频率，发生共振，振幅增大．故C错误，D正确．故选D． 【点睛】振子受迫振动的频率等于驱动力的频率，当受迫振动的频率接近于振子的固有频率时，会发生共振，振幅最大． 8．B 【详解】A、B两点加速度方向相反，故二者位于平衡位置的两侧，即它的平衡位置在AB之间； 根据 即加速度大小与弹簧的形变量成正比，由题 则 又 xA+xB=10cm 联立得 xA=4cm 故选B。 9．A 【详解】AB．由于运动员运动时，对水桶有力的作用，使水受到驱动力作用发生受迫振动，而受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，即水晃动的频率等于运动员的跑步频率，故A正确B错误； CD．结合上述，水桶里的水做受迫振动，当运动员的跑步频率接近水桶里的水的固有频率时，水晃动的幅度增大，当运动员的跑步频率等于水桶里的水的固有频率时，发生共振，水晃动的幅度达到最大，故CD错误。 故选A。 10．B 【详解】由振子的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3Hz，故B正确，A错误；振动系统的振动频率是由驱动力的频率决定的，所以若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，故C错误；共振曲线的峰值表示振子的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，故D错误． 11．D 【详解】AB．当物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力频率，A B错误； CD．固有频率与驱动力力频率越接近，振幅越大。由图可知，甲的固有频率为，乙的固有频率为。若驱动力的频率为，甲的振幅小于乙的振幅，C错误，D正确。 故选D。 12．A 【详解】A．图像中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图像可以看出，两单摆的固有频率分别为 ， 当两单摆分别在月球和地球上做受迫振动且摆长相等时，根据单摆的周期公式 变式可得 则可知，越大，越大，因此可得 又因为，由此可知图线I表示月球上单摆的共振曲线，故A正确； B．若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则相同，摆长长的频率小，根据 可得 故B错误； C．若图线I是在地球上完成的，根据 其中 解得 故C错误； D．单摆的能量除与振幅有关外，还与摆球的质量有关，故D错误。 故选A。 13．C 【详解】当驱动力的频率等于弹簧振子的固有频率时，振幅最大，所以当把手转动的频率逐渐缓慢增大时，当频率达到4Hz时，振幅最大，大于4Hz后再增大，振幅又减小，即弹簧振子的振动先越来越剧烈再越来越弱。 故选C。 14．D 【详解】A．由图乙可知小球做简谐运动的固有周期为 圆盘转动带动小球做受迫运动，当驱动力的周期接近固有周期时，小球振动的振幅增大，故若圆盘转动越快，小球振动的振幅不一定越大，故A错误； B．若圆盘以匀速转动，小球的驱动力周期为 增大圆盘转速则小球驱动力周期减小，小球振幅先增大后减小，故B错误； C．若圆盘以匀速转动，小球的驱动力周期为 故小球振动达到稳定时其振动的周期为，故C错误； D．若圆盘以匀速转动，小球的驱动力周期为 增大圆盘转速则小球驱动力周期减小，小球振幅一定减小，故D正确。 故选D。 15．A 【详解】摆球在P时刻的振幅大于N时刻的振幅，所以机械能 由于两个时刻的位移相等，所以高度相等，则重力势能相等，即 则动能 所以速率 将摆球所受重力沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解，绳子拉力和沿绳子方向的分力这两个力的合力即是法向力，沿垂直绳子方向的分力即是切向力，重力的两个分力与摆球运动速度无关，摆球速度越大，需要的法向力越大，绳子的拉力就越大，即 故选A。 16．C 【详解】根据单摆周期公式 可知 CD．设甲的周期为，根据题意可得 可得，， 可得， 根据单摆周期公式 结合 可得小球丙、丁的摆长之比 故C正确，D错误； A．小球甲第一次回到释放位置时，即经过（）时间，小球丙到达另一侧最高点，此时速度为零，位移最大，根据可知此时加速度最大，故A错误； B．根据上述分析可得 小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙振动的时间为（即）可知此时小球乙经过平衡位置，此时速度最大，动能最大，故B错误。 故选C。 17．B 【详解】A．单摆的运动具有周期性，某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小一定相等，方向有可能相反，即速度不一定相同，故A错误； B．“驱动摆”是主动摆动，其周期为 其它摆在驱动摆的作用下做受迫振动，而受迫振动的周期与外界驱动力的周期相等，即与等于驱动摆的周期，故B正确； C．驱动摆把振动形式传播给其他单摆的同时，也传播了能量，故C错误； D．根据上述，如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，由于其做受迫振动，则这个单摆的周期仍然为，故D错误。 故选B。 18．B 【详解】A．A球振动后，其周期等于A摆球的固有周期，C在A的作用下，发生受迫振动，其周期与A球摆动的周期相等，即A、C球振动周期相等，A正确，不符合题意； B．根据 由于C球的摆长与A球相等，C球的固有周期与A的驱动力的周期相等，即C球的固有频率等于A的驱动力的固有频率，可知C球在A的驱动力作用下发生了共振，振幅最大，B球没有发生共振，即C球的振幅比B球的振幅大，B错误，符合题意； C．根据上述，C球的振幅比B球的振幅大，C正确，不符合题意； D．B、C球均发生受迫振动，其周期均与A球的周期相等，即B、C球的振动周期相等，D正确，不符合题意。 故选B。 19．A 【详解】AC．因为满足一定条件时，减振装置的弹性力与外来驱动力的方向相反，抵消了一部分驱动力，可知其振动频率一定与外力的频率相等，但不是共振，选项A正确，C错误； B．其振动是受迫振动，不一定是简谐运动，选项B错误； D．驱动力振动的频率由外部振动决定，则质量块变化时，其随驱动力振动的频率不变，选项D错误。 故选A。 20．AC 【详解】A B．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，故军队士兵过桥时便步，故A正确，B错误； C．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，故C正确； D．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共振，故D错误。 故选AC。 21．AD 【详解】AD．单摆振动过程中，会不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能，故AD正确； BC．虽然单摆总的机械能在逐渐减少，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化。动能转化为势能时，动能逐渐减少，势能逐渐增加，而势能转化为动能时，势能逐渐减少，动能逐渐增加，所以不能断言后一时刻的动能（或势能）一定小于前一时刻的动能（或势能），故BC错误。 故选AD。 22．BD 【详解】因单摆做阻尼振动，阻力做功，机械能越来越小，振幅越来越小，但摆长与重力加速度不变，根据单摆的周期公式可知，单摆的振动周期不变，故BD正确，AC错误； 故选BD。 23．BD 【详解】当偏心轮的转速为54r/min时，其转动频率为 由共振曲线可知，为了使筛子的振幅增大，可以降低电压，降低偏心轮转速，即降低转动频率，使其更接近0.8Hz；或者减小筛子质量，减小筛子的固有周期，即增大筛子的固有频率，使其固有频率更接近0.9Hz。 故选BD。 24．BC 【详解】A．7个摆的摆长不完全相同，固有频率不完全相同，故A错误； B．A摆振动起来后，带动其余6个摆做受迫振动，振动稳定后7个摆的振动频率都相同，故B正确； CD．B、F摆的摆长与A摆相同，发生共振，振幅最大，故C正确，D错误。 故选BC。 25．BC 【详解】A．当轿车以的速度通过减速带时，车身上下振动的周期为 则车身上下振动的频率为 故A错误； BD．车身上下振动的频率与车身系统的固有频率越接近，车身上下振动的幅度越大，所以当轿车通过减速带的速度大小不同时，车身上下振动的幅度大小可能相同。故B正确；D错误； C．当轿车以的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为 车身系统的固有频率为 此时 所以车身发生共振，颠簸得最剧烈。故C正确。 故选BC。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $