2.1简谐运动 同步练习（Word版含答案）

2.1简谐运动同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．关于简谐运动的下述各物理量，说法正确的是（　　）
A．振幅是由平衡位置指向最大位移处的矢量 B．周期和频率的乘积为一常量
C．振幅越大，周期越长 D．振幅越小，频率越大
2．如图1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，取向左为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，则由图可知（　　）
A．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处
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．A、B两个简谐运动的振动图像如图所示，则有（　　）
A．A的相位比B的相位超前 B．A的相位比B的相位落后
C．A的相位比B的相位超前 D．A的相位比B的相位落后
4．一个质点做简谐振动的振动图像如图所示，则该质点在3.5s时的
A．速度为负，位移为正
B．速度为负，位移为负
C．速度为负，加速度为正
试卷第1页，共3页
D．速度为正，加速度为负
5．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．质点振动的频率为4 Hz
B．在10s内质点经过的路程是20 cm
C．在5s末，质点的速度为零，加速度最大
D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是cm
6．一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图所示。a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，且b、d关于平衡位置对称，则下列说法正确的是（　　）
A．质点做简谐运动的方程为
B．质点在位置b与位置d时速度大小相等，方向相同
C．质点从位置a到c和从位置b到d所用时间不相等
D．质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等
7．如图为弹簧振子的振动图象，由此可知（ ）
A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小
C．在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大
8．如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为，振子的质量为，白纸移动速度为，弹簧弹性势能的表达式，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是（　　）
A．该弹簧振子的振幅为 B．该弹簧振子的周期为
C．该弹簧振子的最大加速度为 D．该弹簧振子的最大速度为
9．如图所示，甲质点在x1轴上做简谐运动，O1为其平衡位置，A1、B1为其所能达到的最远处。乙质点沿x2轴从A2点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知A1O1=A2O2，甲、乙两质点分别经过O1、O2时速率相等，设甲质点从A1运动到O1的时间为t1，乙质点从A2运动到O2的时间为t2，则（　　）
A．t1=t2 B．t1>t2
C．t110．卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是（　　）
A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大
B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力等于货物重力
C．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小
D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力
11．如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点(t＝0)，此时振子正向负方向运动，加速度为零．那么以下四个振动图象中能正确反映振动情况的是(　　)
A． B． C． D．
12．弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．在第5 s末，振子的速度最大且沿方向
B．在第5 s末，振子的位移最大且沿方向
C．在第5 s末，振子的加速度最大且沿方向
D．在内，振子通过的路程为8cm
13．如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1 s，质点通过B点后再经过1 s又第2次通过B点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm．则质点的振动周期和振幅分别为
A．3 s,8cm B．4 s,6cm
C．s,2cm D．3s,2 cm
14．如图所示，竖直轻质弹性绳上端固定，原长状态时下端在P点。现取来一块带有小孔的薄板，使小孔处在P点，并将绳下端穿过小孔悬挂一个质量为m的小球，小球静止时位于O点。现将小球拉至与O点等高的A点静止释放，B为A点的对称点，不计一切阻力且弹性绳始终遵循胡克定律。则关于小球释放之后的运动，下列说法正确的是（　　）
A．小球将沿直线在A、B之间来回运动
B．小球将沿曲线在A、B之间来回运动
C．小球经过P点正下方时绳子拉力大于mg
D．小球的运动不是简谐运动
15．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系式为x=Asinωt，图象如图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A．弹簧在第ls末与第5s末的长度相同
B．简谐运动的圆频率ω="π/4" rad/s
C．第3s末弹簧振子的位移大小为A
D．第3s末至第5s末弹簧振子的速度方向都相同
二、填空题（共4题）
16．弹簧振子的位移—时间图像（x－t图像）
（1）用横坐标表示振子运动的______，纵坐标表示振子离开____位置的位移（x），描绘出的图像就是_____随_____变化的图像，即x－t图像，如图所示。
（2）振子的位移：振子相对_____位置的位移。
（3）图像的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它______（选填“是”或“不是”）振子的运动轨迹。
17．弹簧振子
（1）机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的_____运动，简称振动。
（2）弹簧振子：_____和弹簧组成的系统。
18．一质点沿x轴做简谐运动，其运动学方程为。时，质点的位移为；时，质点的位移为。则质点振动的初相值为______，最大周期值为______。
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．如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：
（1）该弹簧振子振动的振幅、周期各是多少；
（2）该弹簧振子简谐运动的表达式；
21．竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸．当振子上下振动时，以水平向左速度v=10m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图所示，求振子振动的振幅和频率．
22．如图所示，一个竖直弹簧连着一个质量为M的木块，木块上放一质量为m的小铁块。现使整个装置在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，在整个过程中小铁块恰好不脱离木块。
（1）求弹簧的劲度系数k。
（2）整个装置在运动的过程中，求弹簧长度最短时，小铁块对木块的压力。
23．O点是弹簧振子的平衡位置，在图上标出振子在B点的振动位移和在A点的加速度。
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．D
5．A
6．B
7．B
8．C
9．C
10．B
11．D
12．C
13．B
14．A
15．A
16． 时间（t） 平衡 位移 时间 平衡 不是
17． 往复 小球（或物体）
18． 或
19． △L- b 变大
20．（1）；；（2）
21．A=5cm；f=10Hz．
22．（1）；（2） 2mg，方向竖直向下
23．
答案第1页，共2页