2.6 受迫振动 共振 分层作业-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

2.6 受迫振动 共振 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 1．（2026高二下·惠来月考）下列关于共振和受迫振动说法正确的是（　　） A．驱动力的频率由受迫振动的物体的频率决定 B．受迫振动时的频率与固有频率有关 C．共振时受迫振动的振幅最大 D．共振现象都是有害的 【答案】C 【解析】解：A. 驱动力的频率由外界动力装置本身的属性决定，受迫振动物体的振动频率跟随驱动力频率变化，而非驱动力频率由物体决定，A 错误。 B. 受迫振动达到稳定状态后，振动频率等于驱动力的频率，与物体自身的固有频率没有关联，B 错误。 C. 当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，系统发生共振，此时受迫振动的振幅达到最大值，C 正确。 D. 共振现象并非全部有害，例如共振筛、乐器的共鸣箱都是对共振的有益利用，只有桥梁共振坍塌等属于有害情况，D 错误。 故答案为：C 2．（2026高二下·台州期中）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 【解析】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。 故答案为：C。 3．（2025·江苏模拟）某电视节目上一男子表演“狮吼功”——用声音震碎玻璃杯。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　） A．声音频率越低越容易震碎玻璃杯 B．声音频率越高越容易震碎玻璃杯 C．需要很大的音量才能震碎玻璃杯 D．在适当的频率下无需很大的音量就能震碎玻璃杯 【答案】D 【解析】A、B ：能否震碎玻璃杯，关键不是声音频率的高低，而是声音频率是否等于玻璃杯的固有频率，因此频率越低或越高都不是决定因素，A、B错误； C：即使音量不大，只要频率与玻璃杯的固有频率匹配，发生共振时玻璃杯的振幅也会足够大而碎裂，因此“需要很大的音量”不是必要条件，C错误； D：当声音频率与玻璃杯的固有频率相同时，玻璃杯会发生共振，振幅急剧增大，此时无需很大的音量就能震碎玻璃杯，D正确。 故答案为：D。 （多选）4．（2025高二下·柳城期中）如图所示，在张紧的水平绳上挂5个摆，已知甲、乙、丙的摆长相等，丁最长，戊最短。现让乙摆在垂直纸面的方向振动起来，其余各摆也随之振动，待振动稳定后，下列说法正确的是（　　） A．戊摆的固有频率最大 B．戊摆的振动频率最大 C．5个摆的振动幅度都相等 D．甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大 【答案】A,D 【解析】A．根据单摆周期公式，可知戊摆的固有周期最小，固有频率最大，故A正确； B．让乙摆在垂直纸面的方向振动起来，其余各摆也随之振动，振动稳定后，所有摆的振动频率都与乙摆的振动频率相等，故B错误； CD．甲、丙的摆长与乙的摆长相等，即固有频率与驱动力频率相等，发生共振，振幅最大，故甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大，故C错误，D正确。 故选AD。 【B组拓展提升】 5．（2025高二下·浙江月考）如图为一单摆的共振曲线，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的固有周期为2s B．该单摆的摆长约为2m C．将该单摆从地球搬到月球上，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大 D．若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大 【答案】A 【解析】A． 共振条件是驱动力频率等于固有频率，从图中可以看出固有频率为f=0.5Hz， 所以固有周期为，故A正确； B．根据单摆固有周期公式可知，则有，所以代入数据可解得摆长约为1m，B错误。 C． 将该单摆移至月球上，重力加速度变小，由单摆周期公式知T变大，所以固有频率减小，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，故C错误； D． 单摆摆长增大，T增大，固有频率减小，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，故D错误。 故选：A。 （多选）6．（2025·武昌模拟）如图所示是单摆做阻尼振动的位移-时间图像。分析图像，下列说法正确的是（　　） A．阻尼振动的周期不变 B．阻尼振动的周期增大 C．摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能 D．摆球在P时刻的动能等于Q时刻的动能 【答案】A,C 【解析】AB．如图所示，阻尼振动中，根据摆球的位置坐标可以得出摆球的振幅逐渐减小，根据周期公式可得由于摆长不变所以振动过程中周期不变，A正确，B错误； C．摆球在P时刻的位移大小等于Q时刻的位移大小，高度相同，根据重力势能的表达式可以得出摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能，C正确； D．图像的斜率表示摆球的速度，由于摆球在P时刻的斜率大于Q时刻的斜率，所以摆球在P时刻的速度大于Q时刻的速度，根据可知摆球在P时刻的动能大于Q时刻的动能，D错误。 故选AC。 7．（2025高二下·浙江期中）飞力士棒（Flexi-bar）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4.5Hz，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4.5Hz 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．驱动该飞力士棒每分钟振动270次与每分钟振动400次相比，棒子的振幅更大。 【答案】D 【解析】A．使用者用力越大，飞力士棒振动不一定越快，只有当使用者振动越快，则棒振动的才越快，A错误； B．飞力士棒在手的作用下做受迫振动，则棒振动的频率应该等于手振动的频率，不是始终为4.5Hz，B错误； CD．当手振动的频率等于棒的固有频率时，会产生共振，此时棒的振幅最大，即随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度不一定变大，驱动该飞力士棒每分钟振动270次，即频率为4.5Hz，每分钟振动400次即频率约为6.7Hz，可知棒每分钟振动270次棒子的振幅更大，C错误，D正确。 故答案为：D。 8．（2025高二下·浙江月考）图甲所示是一个共振筛，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。若当前偏心轮的转速是。下列说法正确的是（　　） A．当前共振筛的振动频率是 B．减小电压，可使筛子振幅增大 C．增加筛子质量，可使筛子振幅增大 D．减小筛子质量，可使共振曲线峰值频率减小 【答案】B 【解析】解题关键是能够根据图像得出筛子的固有频率，当偏心轮的频率与筛子的固有频率相同，即共振时，可以使筛子的振幅最大。A．由题意可知，偏心轮的转速是，则周期为 则有偏心轮的频率为 A错误； B．由题图乙可知，筛子的固有频率为0.8Hz，仅减小电压，可降低偏心轮转速，偏心轮频率减小，则由偏心轮产生的驱动力的频率减小，偏心轮产生的驱动力的频率会接近0.8Hz，可使筛子的振幅增大，B正确； C．增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则筛子的固有频率减小，小于0.8Hz，则有偏离1.2Hz更多，不可以使筛子振幅增大，C错误； D．减小筛子质量，可减小筛子的固有周期，则筛子的固有频率增大，可使共振曲线峰值频率增大，D错误。 故选B。 【C组综合拓展】 9．（2025高二上·慈溪期末）一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，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形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小球振动时的周期始终是4s B．到小球运动方向向上，且动能增大 C．若圆盘以60r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s D．若圆盘以10r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大 【答案】D 【解析】本题主要考查了简谐运动的回复力和能量的相关知识点，根据图像得出位移的变化，从而分析出回复力的变化，同时结合共振的知识点完成分析。A．小球做受迫振动时，频率等于驱动力频率，周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期4s，故A错误； B．t=2s 到 t=3s小球从平衡位置向最高点振动，如果规定向上为正方向，则运动方向向上，动能减小，故B错误； C．若圆盘以60r/min匀速转动，则驱动力周期为1s，小球振动达到稳定时其振动的周期等于驱动的周期1s，故C错误； D．由图可知，小球振动的固有周期为4s，若圆盘正以10r/min匀速转动时，则驱动力周期为6s，欲使小球振幅增加则要减小驱动力的周期，可使圆盘转速适当增大，故D正确。 故选D。 10．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，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，振动图线如图乙所示。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丙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（　　） A．由图线可知T＝4s B．由图线可知T0＝8s C．当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，y很小 D．当T在8s附近时，y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，y很小 【答案】C 【解析】AB.图像乙是砝码自由振动时的图像，故由图像乙可知，砝码的固有周期为 图像丙是砝码做受迫振动时的图像，根据物体做受迫振动的周期等于驱动力的周期，可知驱动力的周期为 AB不符合题意； CD.当物体的固有周期等于驱动力的周期时，物体会发生共振，振动最为剧烈，振幅最大，故当T在4s附近时，振幅显著增大，当T比4s小很多或大得很多时，y很小，D不符合题意，C符合题意。 故答案为：C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.6 受迫振动 共振 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 1．（2026高二下·惠来月考）下列关于共振和受迫振动说法正确的是（　　） A．驱动力的频率由受迫振动的物体的频率决定 B．受迫振动时的频率与固有频率有关 C．共振时受迫振动的振幅最大 D．共振现象都是有害的 2．（2026高二下·台州期中）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 3．（2025·江苏模拟）某电视节目上一男子表演“狮吼功”——用声音震碎玻璃杯。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　） A．声音频率越低越容易震碎玻璃杯 B．声音频率越高越容易震碎玻璃杯 C．需要很大的音量才能震碎玻璃杯 D．在适当的频率下无需很大的音量就能震碎玻璃杯 （多选）4．（2025高二下·柳城期中）如图所示，在张紧的水平绳上挂5个摆，已知甲、乙、丙的摆长相等，丁最长，戊最短。现让乙摆在垂直纸面的方向振动起来，其余各摆也随之振动，待振动稳定后，下列说法正确的是（　　） A．戊摆的固有频率最大 B．戊摆的振动频率最大 C．5个摆的振动幅度都相等 D．甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大 【B组拓展提升】 5．（2025高二下·浙江月考）如图为一单摆的共振曲线，下列说法正确的是（　　） A．该单摆的固有周期为2s B．该单摆的摆长约为2m C．将该单摆从地球搬到月球上，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大 D．若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大 （多选）6．（2025·武昌模拟）如图所示是单摆做阻尼振动的位移-时间图像。分析图像，下列说法正确的是（　　） A．阻尼振动的周期不变 B．阻尼振动的周期增大 C．摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能 D．摆球在P时刻的动能等于Q时刻的动能 7．（2025高二下·浙江期中）飞力士棒（Flexi-bar）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4.5Hz，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4.5Hz 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．驱动该飞力士棒每分钟振动270次与每分钟振动400次相比，棒子的振幅更大。 8．（2025高二下·浙江月考）图甲所示是一个共振筛，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。若当前偏心轮的转速是。下列说法正确的是（　　） A．当前共振筛的振动频率是 B．减小电压，可使筛子振幅增大 C．增加筛子质量，可使筛子振幅增大 D．减小筛子质量，可使共振曲线峰值频率减小 【C组综合拓展】 9．（2025高二上·慈溪期末）一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，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形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．小球振动时的周期始终是4s B．到小球运动方向向上，且动能增大 C．若圆盘以60r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s D．若圆盘以10r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大 10．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，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，振动图线如图乙所示。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丙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（　　） A．由图线可知T＝4s B．由图线可知T0＝8s C．当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，y很小 D．当T在8s附近时，y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，y很小 学科网（北京）股份有限公司 $