2.2振动的描述基础巩固（word版含答案）

2.2振动的描述基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法正确的是（ ）
A．周期增大为原来的2倍 B．周期减小为原来的
C．周期不变 D．以上说法都不正确
2．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．O点为原点，取向左为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（ ）
A．t＝0．2s时，振子的加速度方向向左
B．t＝1．4s时，振子的速度方向向右
C．t＝0．4s和t＝1．2s时，振子的加速度相同
D．t＝0．4s到t＝0．8s的时间内，振子的速度逐渐增大
3．一个做简谐运动的弹簧振子，周期为，振幅为，已知振子从平衡位置第一次运动到处所用的最短时间为，从最大正位移处第一次运动到所用的最短时间为，那么与的大小关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．无法判断
4．如图所示，弹簧振子以点为平衡位置在、两点之间做简谐运动，、相距。小球运动到点时开始计时，时振子第一次到达点。若弹簧振子偏离平衡位置的位移随时间的变化规律满足，则下列说法正确的是（　　）
A．周期
B．振幅
C．
D．时，小球的位移为
5．如图是某弹簧振子的振动图象，由图可知（ ）
A．振子的振幅为10cm
B．振子的周期为16s
C．第12s末振子的速度为负值，加速度为零
D．第16s末振子的加速度最大，速度为零
6．下列物理量属于矢量的是（　　）
A．振幅 B．动量变化率
C．电流强度 D．电动势
7．如图甲所示，光滑水平面上的弹簧振子。把振子由平衡位置O拉到右方的B位置后释放，使振子在B、C之间做简谐运动，图乙为其振动图像。则振子（　　）
A．振动周期为0.4s
B．在t=3s时的振动方向沿x轴负方向
C．振动频率为0.25Hz
D．从O运动到C，再次经过O点时完成一次全振动
8．如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象（x—t图），由图可推断，振动系统（　　）
A．在t1和t2时刻具有相等的动能和相同的速度 B．在t3和t4时刻具有相等的势能和相同的速度
C．在t4和t6时刻具有相同的位移和速度 D．在t1和t6时刻具有相同的速度和加速度
9．如图所示，一绝缘轻质弹簧两端连接两个带有等量正电荷的小球A、B，小球B固定在斜面上，小球A放置在光滑斜面上，初始时小球A处于静止状态，若给小球A一沿弹簧轴线方向的瞬时冲量，小球A在运动过程中，弹簧始终在弹性限度范围内。则（　　）
A．初始小球A处于静止状态时，弹簧一定处于拉伸状态
B．给小球A瞬时冲量后，小球A将在斜面上做简谐运动
C．给小球A瞬时冲量后，小球A沿斜面向上运动到最高点时，加速度方向一定沿斜面向下
D．给小球A瞬时冲量后，小球A沿斜面向上运动过程中，减小的电势能一定等于小球增加的机械能
10．如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是（　　）
A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力
B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力
C．物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力
D．物块A受重力、支持力及B对它的非恒定的摩擦力
11．如图所示，弹簧振子B上放一物体A，A与B一起做简谐运动，关于A受力正确的是
A．物体A受重力和支持力
B．物体A受重力、支持力和弹簧弹力
C．物体A受重力、支持力、摩擦力和回复力
D．物体A受的摩擦力大小和方向随时间而变化
12．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
13．如图所示，某振子在水平方向做简谐振动，为平衡位置，A、是两端最大位移处，为中点，已知振动周期为，则该振子从点运动到点的最短时间为（　　）
A． B． C． D．
14．如图所示，将可视为质点的小物块用轻弹簧悬挂于拉力传感器上，拉力传感器固定于天花板上，将小物块托起一定高度后释放，拉力传感器记录了弹簧拉力F随时间t变化的关系如图所示。以下说法正确的是
A．t0时刻弹簧弹性势能最大 B．2t0站时刻弹簧弹性势能最大
C．时刻弹簧弹力的功率为0 D．时刻物体处于超重状态
15．如图所示，光滑水平面上有一个弹簧振子，平衡位置为O，将小球拉到距离O点L处静止释放，回到平衡位置的时间为0.1s, 若将小球拉到距离O点2L处由静止释放, 回到O点的时间t为 ( )
A．t=0.1s B．t= 0.2s C．t>0.2s D．0.1S＜t＜0.2s
二、填空题（共4题）
16．一质量为m的小球，通过一根轻质弹簧悬挂在天花板上，如图所示。
（1）小球在振动过程中的回复力实际上是________。
（2）该小球的振动是否为简谐运动________？
（3）在振子向平衡位置运动的过程中（______）
A．振子所受的回复力逐渐增大
B．振子的位移逐渐增大
C．振子的速度逐渐减小
D．振子的加速度逐渐减小
17．如图所示的弹簧振子在B、C间振动，振动周期为2s，由开始振动并在O点开始计时，后振子在_______位置；若振幅为，规定O到B的方向为正方向，则该时刻位移大小为______；路程为________；该振子的振动频率为_______.
18．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）该振子简谐运动的表达式为___________；
（2） 该振子在第1000s时的位移为___________，该振子在前1001s内的路程为_________。
19．已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2，其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，m是振子的质量，莱芜第一中学的学生尚清北以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置（如图所示），图中S是光滑水平面，L是轻质弹簧，Q是带夹子的金属盒；P是固定于盒上的遮光片，利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率。
（1）实验时配备一定数量的的砝码，将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量，从而可以进行多次实验。
（2）通过实验尚清北同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据，他想利用函数图像处理这些数据，若以振子质量m为直角坐标系的横坐标，则为了简便地绘制函数图像，较准确地求得k，应以______为直角坐标系的纵坐标。
（3）若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量m0考虑在内，振动频率f的数据记录准确，利用现有的这些数据结合上述图像，能否准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k？______（填“能”或“不能”），图线上取两点（m1，）和（m2，），则可求出劲度系数k=______。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，一质量为mB=2kg的物体B放在水平地面上，一劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧，下端与物体B相连，上端与一质量为mC=1.5kg的物体C相连，在C的上方放一物体D。弹簧呈竖直状态且整体静止不动。现在突然去掉物体D后，物体C就沿竖直方向上下做简谐运动，且当物体C竖直向上运动到最高点时，物体B对地面压力刚好为零。g=10m/s2。试求：
（1）C沿竖直方向上下做简谐运动的振幅；
（2）物体D的质量。
21．粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈细铁丝（忽略细铁丝的直径），竖直浮在较大的装有水的杯中（如图）。把木筷往下按下一段距离x后放手，木筷就在水中上下振动（水的密度为，重力加速度为g，木筷的横截面积为S）。忽略运动阻力，试证明木筷在水中的运动为简谐运动。
22．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端挂一质量为m的小球，用手托住小球在弹簧原长处由静止释放，小球开始振动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，求:
（1）小球运动的振幅；
（2）小球运动到最低点时的加速度；
（3）弹簧的最大弹性势能。
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．C
2．D
3．B
4．C
5．B
6．B
7．C
8．B
9．C
10．D
11．D
12．B
13．C
14．A
15．A
16．弹簧的弹力与重力的合力 是 D
17．C -2 6 0.5
18． 0 5005
19． 能
20．（1）0.07m；（2）3.5kg
21．
如图所示
证明：取向下为正方向，将木筷往下按x之前
按下x后
令
则有
所以，木筷在水中的运动为简谐运动。
22．（1）；（2）；（3）
23．