2.2简谐运动的描述基础巩固（word版含答案）

2.2简谐运动的描述基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端挂在天花板上，O点为弹簧自然伸长时下端点的位置．当在弹簧下端挂钩上挂一质量为m的砝码后，砝码开始由O位置起做简谐运动，它振动到下面最低点位置A距O点的距离为l0，则(　　)
A．振动的振幅为l0
B．振幅为
C．平衡位置在O点
D．平衡位置在OA中点B的上方某一点
2．简谐运动的物体，在返回平衡位置过程中，变大的物理量是
A．动能 B．回复力 C．位移 D．机械能
3．一次全振动的过程，就是振动的物体
A．从任意位置出发又回到这个位置
B．从一侧最大偏移位置运动到另一侧最大偏移位置
C．从某一位置出发又以同一运动方向回到此位置
D．从平衡位置出发又回到平衡位置
4．水平放置的弹簧振子先后以振幅4A和2A振动,振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2,则( ).
A．v1=2v2 B．2v1=v2 C． D．v1=v2
5．盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动.其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期和的关系为
A． B．
C． D．
6．关于振动物体的平衡位置，下列说法中不正确的是(　　)．
A．加速度改变方向的位置
B．回复力为零的位置
C．速度最大的位置
D．加速度最大的位置
7．如图所示，质点在平衡位置O点两侧做简谐运动在它从平衡位置出发，向端点A处运动过程中经0.15s第一次经过M点，再经0.1s第二次经过M点，则该质点的振动频率为（　　）
A．0.8Hz B．1Hz C．1.25Hz D．1.5Hz
8．如图是光滑水平面上的一个弹簧振子．把振子由平衡位置O拉到右方位置B，再放开，它就沿着水平面在B、C之间不停地振动，振动周期是0.4 s．若在振子由C向B运动经O点时开始计时，则t＝0.15 s时(　　)
A．振子正从C向O运动
B．振子正从O向B运动
C．振子正从O向C运动
D．振子正从B向O运动
9．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧振子的周期为2 s
B．弹簧振子的振幅为10 cm
C．t=17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cm
D．2.5 s时振子正在向x轴正方向运动
10．如图，在一直立的光滑管内放置一劲度系数为k的轻质弹簧，管口上方O点与弹簧上端初位置A的距离为h，一质量为m的小球从O点由静止下落，压缩弹簧至最低点D，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。小球自O点下落到最低点D的过程中，下列说法中正确的是 （ ）
A．小球最大速度的位置随h的变化而变化 B．小球的最大速度与h无关
C．小球的最大加速度大于重力加速度 D．弹簧的最大压缩量与h成正比
11．如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是（　　）
A．时，振子经过O点向左运动 B．时，振子在O点右侧2.5cm处
C．和时，振子的速度相同 D．时，振子的动能最大
12．一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过质点第一次经过M点，再继续运动，又经过它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点再需要的时间可能是（　　）
A． B． C． D．
13．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．t=0.8s时，振子的速度方向向右
B．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C．t=0.4s到t=1.2s的时间内，振子的加速度方向相同
D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度先增大后减小
14．如图所示，木块在水中沿竖直方向做简谐运动。运动过程木块受到的合力F和动能Ek随相对平衡位置的位移x、运动的速度v和相对平衡位置的位移x随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
15．如图所示，一端固定于天花板上的一轻弹簧，下端悬挂了质量均为m的A、B两物体，平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动。已知弹簧的劲度系数为k，则下列说法中正确的是（　　）
A．细线剪断瞬间A的加速度为0
B．A运动到最高点时弹簧弹力为mg
C．A运动到最高点时，A的加速度为g
D．A振动的振幅为
二、填空题（共4题）
16．频率：周期的_____叫作振动的频率，数值等于单位时间内完成___的次数，用f表示。在国际单位制中，频率的单位是_________，简称赫，符号是_____。
17．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则质点做简谐运动的振幅为_________cm；周期为__________s
18．喷墨打印机在打印纸张时，纸张以设定的速度匀速移动，打印喷头则随着墨盒一起沿着垂直方向根据打印文件上的信息左右移动，如图（甲）所示。某次打印时，进行如下设置：纸张规格为A4纸（宽度21cm，长度29.7cm），纵向打印，打印速度为每分钟15张，启动打印机，打出一张如图（乙）所示的图像。根据所给信息可以得出纸张移动速度v=___________cm/s，打印墨盒左右移动的频率f=___________Hz。（不计切换纸张的间隔时间）
19．将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的小球，将小球向下拉离平衡位置后松开，小球上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以小球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。重力加速度取g。则
（1）小球做简谐运动的周期T=_______．
（2）为验证小球振动周期T与质量m的关系，需多次改变m值并测得相应的T值，并通过作图法得到周期与质量的关系．在实验过程中：
① 若在弹性限度内，弹簧的最大伸长量为Δ L，则实验时最大振幅A为_______；
② 用停表测量周期T，在图示的哪个位置作为计时的开始与终止更好？_______（选填 “（a）”、“（b）”或“（c）”）
（3）为方便用作图法处理数据，横坐标表示m，纵坐标表示T2。借助以上图象，也可以用以测量弹簧的劲度系数，若某同学在测量过程中，误将49次全振动记为50次，那么测得的劲度系数将_______（填“变大” “变小”或“不变”）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距30cm。小球经过O点向右运动时开始计时，经过0.4s第一次回到O点。
(1)写出小球的振动方程；
(2)求1.0s内小球通过的路程及1.0s末小球的位移大小。
21．如图所示，一轻质弹簧的上端固定在倾角为30°的光滑斜面顶部，下端栓接小物块A，A通过一段细线与小物块B相连，系统静止时B恰位于斜面的中点．将细线烧断，发现当B运动到斜面底端时，A刚好第三次到达最高点．已知B的质量m=2kg，弹簧的劲度系数k=100N/m，斜面长为L=5m，且始终保持静止状态，重力加速度g=10m/s2．
（1）试证明烧断细线后小物块A做简谐运动；
（2）求小物块A振动的振幅A；
（3）求小物块A振动的周期T．
22．分析如图所示的弹簧振子在一次振动中的运动情况，填好下表。
振子的运动
位移的方向、大小
速度的方向、大小
23．一个弹簧振子做简谐运动，频率为，振幅为.当振子具有最大正向速度的瞬时开始计时，在图画出振动图像.
（________）
参考答案
1．B
2．A
3．C
4．A
5．A
6．D
7．C
8．D
9．B
10．C
11．D
12．B
13．B
14．C
15．C
16．倒数 全振动 赫兹 Hz
17．10 8
18．
19． △L- b 变大
20．(1) ；(2)0.75m，0.15m
21．（1）A受到的合外力总是与物块的位移成反比,所以A做简谐振动；
（2）
（3）
22．
弹簧振子在一次振动中的运动情况如图；
振子的运动
位移的方向、大小 向右减小 向左增大 向左减小 向右增大
速度的方向、大小 向左增大 向左减小 向右增大 向右减小
23．