2.6受迫振动共振常见六种题型 提高卷 -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(提高卷)
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】(提高类频率问题常与图像结合:由振动图像读周期得频率,由转速换算驱动力频率,再判断稳定后的振动频率与振幅变化。受迫振动稳定后频率必等于驱动力频率,图像中振幅最大的状态对应两者相等。判断振幅增减,只看驱动频率与固有频率的靠近程度,与驱动力大小无直接关系。)
1.关于振动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动的位移-时间图像就是振子实际运动的轨迹
B.单摆的摆球位于平衡位置时其回复力为零,所受合力也为零
C.将在北京走时准确的摆钟移到武汉,若要调准摆钟可将摆长适当增大
D.物体做受迫振动达到稳定后,物体振动频率等于驱动力频率,与物体的固有频率无关
2.关于机械振动相关的描述,下列说法正确的是( )
A.单摆的周期随摆球质量的增大而减小
B.水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能
C.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,合力也为零
D.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率
3.一钩码和一轻弹簧构成弹簧振子,可用如图甲所示的装置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。若保持把手不动,给钩码一向下的初速度,钩码便做简谐运动,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,钩码的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧振子的固有周期为8s
B.驱动力的周期为4s
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C.减小驱动力的周期,弹簧振子的振幅一定减小
D.增大驱动力的周期,弹簧振子的振幅一定减小
4.(多选)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是( )
A.当f<f0时,该振动系统的振幅随f增大而减小
B.当f>f0时,该振动系统的振幅随f减小而增大
C.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0
D.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f
题型二 共振条件与振幅变化分析
【解题技巧】(两振子同台受驱类问题是本节难点:驱动力频率连续变化时,各振子的振幅都在自己的固有频率处达到峰值,变化过程中可以同时增大、同时减小,也可以一增一减,四个不可能的说法全不成立。共振筛类操作题先写固有周期与驱动力周期的表达式,再看调整质量或电压后两者是否靠近。)
1.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,该共振筛的共振曲线如图乙所示。现在,偏心轮的转速是。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。下列说法中正确的是( )
A.此时筛子振动的频率为
B.仅增大电压,筛子的固有频率将增大
C.仅适当增大电压,筛子振动的振幅可能增大
D.仅适当减小筛子的质量,筛子振动的振幅可能增大
2.将固有频率分别为fI、fII的I、II两振子固定在同一振台上,打开振台后逐渐调大振台的驱动力频率。已知fI﹤fII,则关于两振子受迫振动的振幅AI、AII,( )
A.不可能AI、AII同时增大 B.不可能在AI增大的同时AII减小
C.不可能AI、AII同时减小 D.不可能在AI减小的同时AII增大
3.将固有频率为的振子A和固有频率为
的振子B固定在同一平台上且
,给平台提供驱动力使振子A、B同时做受迫振动,振子A的振幅为
,振子B的振幅为
,现逐渐增大驱动力的频率f,关于两振子做受迫振动的振幅,下列说法正确的是( )
A.不可能、
同时增大
B.不可能在增大的同时
减小
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C.不可能、
同时减小
D.不可能在减小的同时
增大
题型三 共振曲线的读取与应用
【解题技巧】(非常规共振曲线题抓住三条:峰值横坐标等于固有频率;峰高只反映振幅大小;曲线形状由系统本身决定。两曲线比较时,先由频率比求摆长比或重力加速度比,再判断哪条曲线属于哪个环境。星球问题把地表g换成星球g,摆长相同时g越小固有频率越小,对应峰值越靠左。)
1.如图所示为摆长为的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线,已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,地球表面的重力加速度g取
。下列说法正确的是( )
A.图线I是该星球上的单摆共振曲线
B.由图可知:频率越大,单摆的振幅越大
C.将一摆钟从地球移到该星球上,摆钟会变快
D.该星球表面的重力加速度约为
2.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.两个单摆的固有周期之比为
B.若摆长均约为1m,则图线Ⅱ是在地面上完成的
C.若两个受迫振动是在地球上同一地点进行,则两个摆长之比
D.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅱ表示月球上单摆的共振曲线
3.(多选)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是( )
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