2.6 受迫振动共振常见六种题型 基础卷 -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 共振常见六种题型(基础卷)
题型一 受迫振动的频率与驱动力
题型二 共振条件与振幅变化分析
题型三 共振曲线的读取与应用
题型四 绳上摆与共振演示
题型五 生活中的受迫振动与共振
题型六 受迫振动与共振的综合计算
题型一 受迫振动的频率与驱动力
【解题技巧】(受迫振动稳定后,振动频率只由驱动力的频率决定,与固有频率无关;驱动力周期是多久,振动周期就是多久。做题先分清三个频率:固有频率由系统本身决定,驱动力频率由驱动源决定,实际振动频率永远等于后者。涉及曲轴、把手、圆盘转速的,先把转速换成频率再判断。)
1.2026年4月,全球首个纳米级微振动实验室在我国雄安正式投运。实验中,科研人员对精密光学组件施加可控周期性驱动力,使组件做稳定受迫振动。下列说法正确的是( )
A.组件稳定振动的频率由自身固有频率决定
B.增大周期性驱动力的频率,组件振幅一定变大
C.驱动力频率等于组件固有频率时,组件振幅最大
D.组件做受迫振动的振幅恒定,与驱动力频率无关
2.如图所示,在曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让振子自由上下振动,测得其频率为2 Hz,然后以60 r/min的转速匀速转动摇把,当振子振动稳定时,它的振动周期为( )
A.0.25 s B.0.5 s C.1 s D.2 s
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3.如图所示,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为2Hz,然后以4Hz的频率匀速转动摇把,当振子振动稳定后,振子的振动频率是( )
A.2 Hz B.4Hz C.6 Hz D.8 Hz
4.如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4Hz,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1Hz,则把手转动的频率为( )
A.1Hz B.3Hz C.4Hz D.5 Hz
题型二 共振条件与振幅变化分析
【解题技巧】(共振的条件是驱动力频率等于固有频率,此时振幅最大。驱动力频率越接近固有频率,振幅越大;偏离越远,振幅越小。判断操作类问题,先分别写出调整后的驱动力频率与固有频率,再比较两者是靠近还是远离。共振曲线的峰值位置对应固有频率,读图先看峰值横坐标。)
1.如图所示为一自制的偏心轮振动筛的简易图,振动筛安装在两弹簧上,偏心轮不转动时,让振动筛自由振动,测得其频率为;启动电动机,偏心轮转动,改变偏心轮的转速,让偏心轮的转速从零缓慢增加到
,在此过程中( )
A.振动筛振动频率始终为 B.振动筛振动的振幅一直减小
C.振动筛振动的振幅先增大后减小 D.振动筛振动的振幅先减小后增大
2.把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一
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个共振筛,如图所示。筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15 s。在某电压下,电动偏心轮转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大,下列做法正确的是( )
A.提高输入电压 B.降低输入电压
C.减小筛子质量 D.以上说法均不正确
3.如图所示是物体受迫振动的共振曲线,该共振曲线表示了物体( )
A.在不同时刻的振幅
B.在不同时刻的位移
C.在不同频率的驱动力下的振幅
D.在不同频率的驱动力下的位移
题型三 共振曲线的读取与应用
【解题技巧】(共振曲线的横轴是驱动力频率,纵轴是稳定振动的振幅,峰值对应的频率等于固有频率。由峰值频率可求单摆摆长或重力加速度:先由频率算周期,再代入单摆周期公式。摆长变短则固有频率变大,峰值右移;重力加速度变小,固有频率变小,峰值左移。逐项核对峰的移动方向即可。)
1.一个单摆在广州的地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅与驱动力频率
的关系图像)如图所示,则下列说法正确的是( )
A.受迫振动的频率与固有频率有关
B.只要驱动力够大,也可以发生共振现象
C.若单摆的摆长增大,则图像的峰值向左移
D.若将单摆从广州移到北京,则图像的峰值向左移
2.一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则下列说法正确的是
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