2.6受迫振动共振常见六种题型 过关卷 -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(过关卷)
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】(受迫振动的频率判断要先找驱动源:曲轴、把手、圆盘、偏心轮的转速或周期就是驱动力的频率。稳定后系统振动频率一定等于驱动力频率,即使题中给出固有频率也只用来判断振幅大小。两振子受同一驱动时频率相同、振幅可不同;固有频率离驱动力越近的振幅越大。)
1.A、B两个单摆,A摆的固有频率为f,B摆的固有频率为4f,若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动,那么A、B两个单摆比较( )
A.A摆的振幅较大,振动频率为f
B.B摆的振幅较大,振动频率为5f
C.A摆的振幅较大,振动频率为5f
D.B摆的振幅较大,振动频率为4f
2.蜘蛛捕食是依靠昆虫落在丝网上引起的振动准确判断昆虫的方位。已知丝网固有频率,某昆虫掉落在丝网上挣扎时振动频率为
,则该昆虫落在丝网上时( )
A.增大,则丝网振幅增大 B.
减小,则丝网振幅减小
C.昆虫引起丝网振动的频率为 D.丝网和昆虫挣扎振动周期相同
3.如图所示,把两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz,乙弹簧振子的固有频率为72 Hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用下做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是( )
A.甲的振幅较大,且振动频率为8 Hz
B.甲的振幅较大,且振动频率为9 Hz
C.乙的振幅较大,且振动频率为9 Hz
D.乙的振幅较大,且振动频率为72 Hz
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4.如图所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动,T型支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中,当圆盘静止时,让小球在水中振动,其阻尼振动频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速转动,经过一段时间后,小球的振动达到稳定,下列说法正确的是( )
A.圆盘转动时,小球稳定振动周期为4s
B.圆盘转动时,小球稳定振动频率为3Hz
C.圆盘静止和转动时,小球都是做受迫振动
D.圆盘静止和转动时,小球都是做自由振动
题型二 共振条件与振幅变化分析
【解题技巧】(振幅随驱动力频率的变化是单一峰形:驱动力频率从零增大,振幅先增大后减小,峰值在固有频率处。两振子固定在同一振台上受同一驱动,一个振幅增大时另一个可能增大、减小或不变,由各自固有频率与驱动频率的距离决定。操作类问题按调整后两频率的靠近程度判断。)
1.如图为一个共振筛,筛子用四根弹簧支起来(后排的两根弹簧未画出),筛子上装有一个电动偏心轮。工作时偏心轮被电动机带动匀速转动,从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力,使筛子做受迫振动。假设偏心轮的转速与电动机的输入电压成正比,筛子的固有周期与筛子的质量成正比。已知筛子的固有周期为,偏心轮的转速为
。下列可使筛子做受迫振动的振幅增大的操作是( )
A.只适当减小筛子的质量
B.只适当减小偏心轮电动机的输入电压
C.适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压
D.适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压
2.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为f固,则( )
驱动力频率/Hz | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
受迫振动振幅/cm | 10.2 | 16.8 | 27.2 | 28.1 | 16.5 | 8.3 |
A.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 Hz
C.50 Hz<f固≤60 Hz D.以上三个都不对
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3.(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来,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.不开电动机让这个筛子自由振动时,完成20次全振动用15s;在某电压下,电动偏心轮的转速是,已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高,增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期.为使共振筛的振幅增大,以下做法正确的是
A.降低输入电压 B.提高输入电压
C.增加筛子质量 D.减小筛子质量
题型三 共振曲线的读取与应用
【解题技巧】(两条共振曲线同图比较,峰对应的横坐标各是各自的固有频率。同地两单摆由频率比得摆长比;同一单摆在不同星球,重力加速度越小固有频率越小。已知峰值频率求摆长:先换算周期,再代入单摆周期公式变形式。判断峰移动方向,抓住摆长变短频率变大、g变小频率变小即可。)
1.一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线如图所示,则( )
A.此单摆的固有频率约为
B.此单摆的摆长约为2m
C.此单摆的最大速度约为
D.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动,且单摆的固有频率增大
2.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12r/min匀速转动,增大圆盘转速则小球振幅一定增加
C.若圆盘以30r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为4s
D.若圆盘以30r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
3.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( )
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