2.1简谐运动及其图像同步练习(Word版含答案)

2.1简谐运动及其图像同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．下列运动属于机械振动的是（　 　）
①乒乓球在地面上的自由来回上下运动
②弹簧振子在竖直方向的上下运动
③秋千在空中的来回运动
④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
2．在弹簧振子做简谐运动的过程中，当振子从最大位移处向平衡位置运动时，下列说法中正确的是（　　）
A．加速度逐渐减小，速度也逐渐减小
B．是匀加速运动
C．加速度与速度的方向都与位移的方向相反
D．回复力逐渐增加，速度也逐渐增加
3．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
4．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　　）
A．在t=0.6s时，振子位于B点
B．从t=0到t=0.2s时间内，振子的动能逐渐增大
C．在t=0.1s与t=0.7s两个时刻，振子的速度方向相反
D．在t=0.4s时，振子正在向左运动且速度最大
5．一个质点做简谐运动，它的振动图像如图中的曲线部分所示，则（　　）
A．有向线段OA是质点在t1时刻的位移
B．有向线段OA在t轴上的投影是质点在t1时刻的位移
C．有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时刻的位移
D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
6．做简谐运动的物体先后运动到同一位置时，下列各物理量不同的是（　　）
A．加速度 B．速度 C．动能 D．势能
7．简谐运动是下列哪一种运动（　　）
A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀变速运动
D．变加速运动
8．一个质点做简谐运动，其振动图像如图所示，由图像可知（　　）
A．质点振动的振幅随时间变化
B．质点振动的频率为4Hz
C．在t=2.5s时，质点离开平衡位置运动
D．在t=4s时，质点受到的回复力为最大值
9．质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　）
A．振幅为4 cm，频率为0.25 Hz
B．t＝1 s时速度为零，但质点所受合外力最大
C．t＝2 s时质点具有正方向最大加速度
D．该质点的振动方程为x＝2sin t（cm）
10．一个质量为的小球和弹簧的劲度系数为k的弹簧组成竖直方向的弹簧振子，振动周期最接近于（　　）
A． B． C． D．
11．一弹簧振子沿轴振动，振幅为，振子的平衡位置位于轴上的点。图1中的、、、为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向。图2给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图线，下面说法正确的是（　　）
（a）若规定状态时，则图象为① （b）若规定状态时，则图象为②
（c）若规定状态时，则图象为③ （d）若规定状态时，则图象为④
A．ab B．bc C．ad D．bd
12．某弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示。若t1、t2时刻振子所处的位置关于平衡位置对称，则下列说法正确的是（　　）
A．t1、t2时刻，振子的速度大小相等、方向相反
B．t1、t2时刻，振子的加速度大小相等、方向相反
C．t1至t2这段时间，振子和弹簧组成的系统机械能先变小后变大
D．t1至t2这段时间，振子的动能先变小后变大
13．如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则P做简谐运动的表达式为（　　）
A．
B．
C．
D．
14．如图甲所示，水平的光滑杆左端固定一轻质弹簧，一个小球穿过杆与弹簧的另一端拴接，已知小球的质量为，弹簧的劲度系数为，将小球沿水平方向拉至某一位置后由静止释放，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的振动频率为
B．小球的振幅是
C．图中A点对应的时刻，小球的速度方向指向轴的负方向
D．图中A点对应的时刻，小球的加速度大小为，方向指向x轴的负方向
15．如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为，周期为。在波的传播方向上，后一质点比前一质点滞后开始振动。时，x轴上距e点的某质点第一次到达最高点，则（　　）
A．该机械波在弹性介质中的传播速度为
B．图中相邻质点间距离为
C．当a点经过的路程为时，h点经过的路程为
D．当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方
二、填空题（共4题）
16．如图所示为水平放置的两个弹簧振子a和b的振动图像，已知两个振子质量之比为mA :mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA： TB=______；它们的最大加速度之比为aA:aB=______。
17．机械振动：物体或者___________在一个位置附近所做的___________运动，叫做机械振动。
18．某简谐运动的位移与时间关系表示为：x＝0.1sin cm，由此可知该振动的振幅是______cm，频率是________Hz，零时刻振动物体的初相位为________．
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）
20．一水平弹簧振子的振幅，周期．当时，振子经过处，向负方向运动，写出弹簧振子的简谐运动表达式。
21．在探究受迫振动的实验中，先让弹簧振子上下自由振动，测得它的振动周期为，然后匀速转动曲轴的把手使弹簧振子做受迫振动，问：把手的转速多大时，振子的振幅最大？
22．如图所示是物体做简谐运动的振动图像，它的振幅、周期、频率、角频率各是多少？写出位移随时间变化的表达式，并指出初相的数值。
23．如图所示为一弹簧振子的振动图象，求：
（1）该振子简谐运动的表达式；
（2）该振子在前的位移是多少；路程是多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．D
5．C
6．B
7．D
8．D
9．C
10．D
11．C
12．B
13．B
14．D
15．C
16． 2︰3 9︰2
17． 物体的一部分 往复
18．0.1　50　
19． △L- b 变大
20．
21．
22．A=10cm；T=0.4s；f=2.5Hz；；；
23．（1）；（2）-5cm，方向为负，
答案第1页，共2页