2.6 受迫振动 共振【分层作业】-【鼎力课堂】2025-2026学年高二上学期物理同步精编备课与分层练（人教版选择性必修第一册）

**基本信息** 分层覆盖阻尼振动、受迫振动、共振核心知识点，从概念辨析到实际应用梯度递进，强化物理观念与科学思维，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|阻尼振动周期与振幅、受迫振动频率特性|以单摆模型为载体（题1-4），通过现象辨析巩固振动基本概念| |综合应用|共振条件、共振曲线分析|结合图像（题5-8）考查固有频率与驱动力频率关系，培养科学推理能力| |拓展迁移|共振的实际应用|联系减速带（题7）、大桥晃动（题9）等生活情境，体现科学态度与社会责任|

鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 选择性必修第一册(人教版) 第6节 受迫振动 共振 （分层作业） 一、阻尼振动 1．一个用细线悬挂的金属小球做简谐运动，摆长保持不变。现将小球换成大小不变，质量更大的另一金属小球，由于空气阻力等影响，小球摆动到最低点时的速度明显减小。不考虑阻力对周期的影响，则该单摆振动的（　　） A．周期变大，振幅不变 B．周期变小，振幅变小 C．周期不变，振幅变小 D．周期不变，振幅不变 2．如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图像，下列说法正确的是（　　） A．P点动能小于N点动能 B．P点动能等于N点动能 C．P点势能小于N点势能 D．P点势能等于N点势能 二、受迫振动 3．如图所示为某同学用轻质细线悬挂小球做成的单摆，在周期性推力作用下使小球做受迫振动，则（　　） A．推力频率越大，单摆振幅越大 B．推力频率越小，单摆振幅越小 C．小球做受迫振动的频率由推力频率决定 D．小球做受迫振动的频率由自身固有频率决定 4．用声波发生器对着一玻璃杯子产生频率为f1的声波，杯子未被声波震碎。将声波发生器产生的声波频率调整为f2时，杯子被声波震碎了。下列说法中正确的是（　　） A．杯子被震碎与声波的衍射现象有关 B．当声波的频率为f1时，杯子没有振动 C．当声波的频率为f1时，杯子振动的频率为f2 D．轻敲一下杯子，它振动的频率为f2 三、共振 5．一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0.5Hz B．此单摆的摆长约为0.8m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 6．如图所示，三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球，下端固定在一平板上。当平板固定时，杆越长，小球振动的周期越大。现对平板施加周期性驱动力，使平板左右振动并带动各小球振动，稳定后观察到B球的振动幅度最大。则关于稳定后各小球的振动情况，下列说法正确的是（    ） A．小球B振动周期最大 B．只有小球B的振动周期与平板振动周期相同 C．三个小球的振动周期均与平板振动周期相同 D．若缓慢增大驱动力的频率，则可以观察到C球的振动幅度变大 7．为保障校园周边交通安全，学校门口的水平道路上常设置减速带，强制车辆减速慢行，避免因车速过快引发安全事故。如图所示，某学校门口水平路面上有两道减速带，间距为1m。一辆汽车低速匀速通过减速带时，会受到周期性驱动力作用，已知该车车身悬挂系统（由车身与轮轴间的弹簧及避震器组成）的固有频率为3Hz，则下列说法正确的是（　　） A．汽车行驶的速度越大，颠簸得越厉害 B．汽车行驶的速度越小，颠簸得越厉害 C．当汽车以3m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 D．当汽车以4m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 8．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲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，曲杆给弹簧振子驱动力，使弹簧振子做受迫振动。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，给弹簧振子一向下的初速度，弹簧振子便做简谐运动，振动图像如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，弹簧振子的振动图像如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后弹簧振子振动的振幅，则（　　） A．由乙图线可知 B．由乙图线可知 C．当时，弹簧振子做受迫振动的振幅最小 D．当时，弹簧振子做受迫振动的振幅最大 9．右图为某大桥发生晃动，桥面呈波浪形翻滚。在风力远没有达到台风级别的情况下，下列说法正确的是（　　） A．大桥的固有频率会随驱动力的频率改变而改变 B．驱动力过大而引发了共振 C．大桥固有频率偏小而引发了共振 D．大桥的固有频率与驱动力频率相等而发生了共振 10．下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率增大 C．发生稳定干涉的两列波，振动减弱点经过半个周期仍为振动减弱点 D．如图所示，使摆球1偏离平衡位置后释放，稳定后摆球3的振幅最大 11．人拿装有水的水杯走路时，有时杯里的水会荡得厉害，甚至从杯中溅出来.如图所示，人拿水杯（含水）走路时的固有频率约，下列说法正确的是（   ） A．无论走路快慢，都会出现水剧烈晃动的现象 B．当走路的步伐频率接近时，易引发共振，使水的晃动幅度增大 C．水溅出是因为水杯的固有频率远大于走路的频率 D．若加快走路速度，步伐频率降低，更易与固有频率匹配引发共振 12．如图甲所示，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，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72r/min。下列说法正确的是（　　） A．此时，共振筛的振动频率为0.8Hz B．若使筛子的振幅增大，可以减小筛子质量 C．若使筛子的振幅增大，可以增大电压 D．此时，筛子振动的周期为1.2s 13．有、两个单摆，其共振曲线（振幅与驱动频率）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若驱动力频率为，则两单摆都能发生共振 B．若驱动力频率为，则两单摆都能发生共振 C．若将两单摆系在同一水平绳上，拉开单摆使其在竖直面内摆动，则单摆不能与之发生共振 D．若将两单摆系在同一水平绳上，拉开单摆使其在竖直面内摆动，则单摆能与之发生共振 14．某款风铃由不同长度的金属管组成，当微风吹过时，金属管会振动发出清脆悦耳的声音。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．金属管的振动频率等于风力频率 B．风力频率越高，金属管振动幅度越大 C．各金属管固有频率相同，振动周期相等 D．金属管做受迫振动时，无回复力作用 15．飞力士棒是一种能加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒由握柄、负重头和PVC软杆连接而成，可以使用双手进行驱动，棒的固有频率为，如图所示。则（　　） A．使用者用力越大，飞力士棒振动越快 B．无论手振动的频率如何，飞力士棒振动的频率始终为 C．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大 D．驱动该飞力士棒与每秒钟振动10次相比，每秒钟振动5次时棒子的振幅更大 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 选择性必修第一册(人教版) 第6节 受迫振动 共振 （分层作业） 一、阻尼振动 1．一个用细线悬挂的金属小球做简谐运动，摆长保持不变。现将小球换成大小不变，质量更大的另一金属小球，由于空气阻力等影响，小球摆动到最低点时的速度明显减小。不考虑阻力对周期的影响，则该单摆振动的（　　） A．周期变大，振幅不变 B．周期变小，振幅变小 C．周期不变，振幅变小 D．周期不变，振幅不变 【答案】C 【详解】单摆的周期公式为，周期仅与摆长、当地重力加速度有关，与摆球质量、振幅均无关，本题摆长不变、重力加速度不变，因此周期不变。 振幅为摆球偏离平衡位置的最大位移，反映振动的能量强弱；若无空气阻力，则摆球在最低点的动能转化为最高点的重力势能，由，可得最大上升高度，与质量无关，但是题目明确由于阻力影响最低点速度明显减小，因此最大上升高度减小，即振幅变小。 故选C。 2．如图所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图像，下列说法正确的是（　　） A．P点动能小于N点动能 B．P点动能等于N点动能 C．P点势能小于N点势能 D．P点势能等于N点势能 【答案】D 【详解】由图可知，单摆的振幅逐渐减小，机械能不守恒（减小），又P和N相对平衡位置的位移大小相等，说明P和N是等高的两个点，故重力势能相同，但因为摆球先通过P点，后通过N点，则P点动能大于N点动能。故选D。 二、受迫振动 3．如图所示为某同学用轻质细线悬挂小球做成的单摆，在周期性推力作用下使小球做受迫振动，则（　　） A．推力频率越大，单摆振幅越大 B．推力频率越小，单摆振幅越小 C．小球做受迫振动的频率由推力频率决定 D．小球做受迫振动的频率由自身固有频率决定 【答案】C 【详解】CD．小球做受迫振动，振动的频率等于驱动力的频率，即由推力的频率决定，故C正确，D错误； AB．当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动系统发生共振现象，此时振动系统的振幅最大，当驱动力的频率小于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅变大；当驱动力的频率大于固有频率时，随着驱动力频率增大，振幅变小，故AB错误。 故选C。 4．用声波发生器对着一玻璃杯子产生频率为f1的声波，杯子未被声波震碎。将声波发生器产生的声波频率调整为f2时，杯子被声波震碎了。下列说法中正确的是（　　） A．杯子被震碎与声波的衍射现象有关 B．当声波的频率为f1时，杯子没有振动 C．当声波的频率为f1时，杯子振动的频率为f2 D．轻敲一下杯子，它振动的频率为f2 【答案】D 【详解】A．杯子被震碎的原因是，当声波频率等于杯子的固有频率时，发生共振，振幅最大，从而导致破裂，与衍射现象无关，故A错误； BC．声波传播到杯子，会引起杯子发生受迫振动，杯子振动的频率与声波的频率相同，故BC错误； D．声波频率调整为f2时，杯子被声波震碎了，可知发生共振现象，杯子的固有频率为f2，轻敲一下杯子，杯子接下来将以其固有频率振动，故D正确。 故D正确。 三、共振 5．一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0.5Hz B．此单摆的摆长约为0.8m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 【答案】A 【详解】A．由共振曲线可知，当驱动力频率为0.5 Hz时振幅最大，此时产生共振现象，故单摆的固有频率，故A正确； B．单摆的周期为 根据单摆的周期公式 解得此单摆的摆长为，故B错误； CD．根据单摆的周期公式可知，摆长增大时，单摆的周期增大，固有频率减小，产生共振的驱动频率也减小，共振曲线的峰将向左移动，故CD错误。 故选A。 6．如图所示，三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球，下端固定在一平板上。当平板固定时，杆越长，小球振动的周期越大。现对平板施加周期性驱动力，使平板左右振动并带动各小球振动，稳定后观察到B球的振动幅度最大。则关于稳定后各小球的振动情况，下列说法正确的是（    ） A．小球B振动周期最大 B．只有小球B的振动周期与平板振动周期相同 C．三个小球的振动周期均与平板振动周期相同 D．若缓慢增大驱动力的频率，则可以观察到C球的振动幅度变大 【答案】C 【详解】ABC．根据题目描述，小球B的振动幅度最大，这表明小球B的固有周期与平板振动周期相同或相近，即小球B处于共振状态。三个小球的振动周期与振动振幅无关，等于平板振动的周期，故AB错误，C正确； D．若缓慢增大驱动力频率，即减小了驱动力的周期，由于平板固定时，杆越长，小球振动的周期越大，则小球A的固有周期最小，所以小球A的振动幅度变大，故D错误。故选C。 7．为保障校园周边交通安全，学校门口的水平道路上常设置减速带，强制车辆减速慢行，避免因车速过快引发安全事故。如图所示，某学校门口水平路面上有两道减速带，间距为1m。一辆汽车低速匀速通过减速带时，会受到周期性驱动力作用，已知该车车身悬挂系统（由车身与轮轴间的弹簧及避震器组成）的固有频率为3Hz，则下列说法正确的是（　　） A．汽车行驶的速度越大，颠簸得越厉害 B．汽车行驶的速度越小，颠簸得越厉害 C．当汽车以3m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 D．当汽车以4m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 【答案】C 【详解】CD．由可知，汽车的固有周期为 则汽车的速度 即当速度为3m/s时，汽车达到共振颠簸的最厉害，故C正确，D错误。 AB．当汽车速度越接近3m/s时，驱动力的周期越接近车身悬挂系统的固有周期，颠簸得越厉害，故AB错误； 故选C。 8．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲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，曲杆给弹簧振子驱动力，使弹簧振子做受迫振动。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，给弹簧振子一向下的初速度，弹簧振子便做简谐运动，振动图像如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，弹簧振子的振动图像如图丙所示。若用表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后弹簧振子振动的振幅，则（　　） A．由乙图线可知 B．由乙图线可知 C．当时，弹簧振子做受迫振动的振幅最小 D．当时，弹簧振子做受迫振动的振幅最大 【答案】A 【详解】AB．由乙图线可知，A正确，B错误； CD．当驱动力的频率等于振子的固有频率时会产生共振，此时弹簧振子的振幅最大，即当时，弹簧振子做受迫振动的振幅最大，CD错误。 故选A。 9．右图为某大桥发生晃动，桥面呈波浪形翻滚。在风力远没有达到台风级别的情况下，下列说法正确的是（　　） A．大桥的固有频率会随驱动力的频率改变而改变 B．驱动力过大而引发了共振 C．大桥固有频率偏小而引发了共振 D．大桥的固有频率与驱动力频率相等而发生了共振 【答案】D 【详解】A．大桥的固有频率由大桥本身决定，与驱动力的频率无关，A错误； BCD．只有当大桥的固有频率与驱动力频率相等时才会发生共振，驱动力过大或者大桥固有频率偏小都不一定发生共振，D正确，BC错误。 故选D。 10．下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率增大 C．发生稳定干涉的两列波，振动减弱点经过半个周期仍为振动减弱点 D．如图所示，使摆球1偏离平衡位置后释放，稳定后摆球3的振幅最大 【答案】C 【详解】A．水能是通过水循环（降水、径流等）持续补充的能源，属于可再生能源，故A错误。 B．根据多普勒效应，声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率减小，B错误； C．发生稳定干涉的两列波，振动减弱点只与位置有关，振动减弱点经过半个周期仍为振动减弱点，C正确； D．如图所示，使摆球1偏离平衡位置后释放，因摆球１和摆球４摆长相等，固有周期相等，可知稳定后摆球４与摆球１发生共振，则摆球４的振幅最大，D错误。 故选C。 11．人拿装有水的水杯走路时，有时杯里的水会荡得厉害，甚至从杯中溅出来.如图所示，人拿水杯（含水）走路时的固有频率约，下列说法正确的是（   ） A．无论走路快慢，都会出现水剧烈晃动的现象 B．当走路的步伐频率接近时，易引发共振，使水的晃动幅度增大 C．水溅出是因为水杯的固有频率远大于走路的频率 D．若加快走路速度，步伐频率降低，更易与固有频率匹配引发共振 【答案】B 【详解】AB．当人走路时，水杯做受迫振动，当走路的步伐频率接近水杯的固有频率时，易引发共振，使水的晃动幅度增大，出现水剧烈晃动的现象，A错误，B正确； C．水杯的固有频率远大于走路的频率时，水杯中的水不会发生共振，水不会溅出，C错误； D．若加快走路速度，步伐频率降低，远离水杯的固有频率，反而不易与固有频率匹配引发共振，D错误。 故选B。 12．如图甲所示，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，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72r/min。下列说法正确的是（　　） A．此时，共振筛的振动频率为0.8Hz B．若使筛子的振幅增大，可以减小筛子质量 C．若使筛子的振幅增大，可以增大电压 D．此时，筛子振动的周期为1.2s 【答案】B 【详解】A．筛子做受迫振动，则筛子振动的频率等于偏心轮转动的频率，大小为，故A错误； B．根据题意可知，减小筛子的质量，筛子的固有周期随之减小，固有频率增大，则固有频率和驱动力频率的差值变小，可以使筛子振幅增大，故B正确； C．仅增大偏心轮的电压，提高偏心轮的转速，偏心轮的频率增大，则固有频率和驱动力频率的差值变大，筛子振幅减小，故C错误； D．由于筛子振动的频率为1.2Hz，则筛子振动的周期为，故D错误。 故选B。 13．有、两个单摆，其共振曲线（振幅与驱动频率）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若驱动力频率为，则两单摆都能发生共振 B．若驱动力频率为，则两单摆都能发生共振 C．若将两单摆系在同一水平绳上，拉开单摆使其在竖直面内摆动，则单摆不能与之发生共振 D．若将两单摆系在同一水平绳上，拉开单摆使其在竖直面内摆动，则单摆能与之发生共振 【答案】C 【详解】AB．由题图可知，若驱动力频率为，单摆发生共振，单摆不能发生共振；若驱动力频率为，单摆不能发生共振，单摆发生共振；故AB错误； CD．若将两单摆系在同一水平绳上，拉开单摆使其在竖直面内摆动，由于单摆的振动频率不等于单摆的固有频率，所以单摆不能与之发生共振，故C正确，D错误。 故选C。 14．某款风铃由不同长度的金属管组成，当微风吹过时，金属管会振动发出清脆悦耳的声音。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．金属管的振动频率等于风力频率 B．风力频率越高，金属管振动幅度越大 C．各金属管固有频率相同，振动周期相等 D．金属管做受迫振动时，无回复力作用 【答案】A 【详解】A．物体做受迫振动时，其振动频率始终等于驱动力的频率，故金属管做受迫振动的振动频率等于风力频率，A正确； B．金属管振动幅度大小主要取决于风力频率与金属管固有频率是否接近。只有当风力频率接近金属管固有频率时，才会发生共振，振动幅度才会显著增大，并非风力频率越高，振动幅度就越大，B错误； C．不同长度的金属管，由于结构参数不同，其固有频率也不同。振动周期和频率互为倒数，各管的振动周期并不相等，C错误； D．只要是机械振动就一定存在回复力，金属管振动时，其自身的弹性以及重力等因素会形成促使其回到平衡位置的力，即回复力，D错误。 故选A。 15．飞力士棒是一种能加强躯干肌肉功能的训练器材。标准型飞力士棒由握柄、负重头和PVC软杆连接而成，可以使用双手进行驱动，棒的固有频率为，如图所示。则（　　） A．使用者用力越大，飞力士棒振动越快 B．无论手振动的频率如何，飞力士棒振动的频率始终为 C．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大 D．驱动该飞力士棒与每秒钟振动10次相比，每秒钟振动5次时棒子的振幅更大 【答案】D 【详解】A．飞力士棒振动的快慢由振动频率决定，与使用者用力大小无关，故A错误； B．飞力士棒发生的是受迫振动，其振动频率等于外界驱动力的频率，可知，飞力士棒振动的频率不一定为，故B错误； C．棒的固有频率为，若手振动的频率大于，随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度变小，故C错误； D．驱动该飞力士棒每秒钟振动10次时，频率为10Hz，每秒钟振动5次时，频率为5Hz，此时棒子发生共振，振幅最大，可知，驱动该飞力士棒与每秒钟振动10次相比，每秒钟振动5次时棒子的振幅更大，故D正确。故选D。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $