选择性必修一2.2简谐运动的描述练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 选择性必修一2.2简谐运动的描述练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 959.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-13 05:16:26 | ||
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文档简介
选择性必修一 2.2 简谐运动的描述
一、单选题
1．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，则（ ）
A．弹簧振子的振幅为 B．弹簧振子的频率为
C．在时，振子的运动速度最大 D．在任意时间内，振子通过的路程均为
2．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），树枝在10s内上下振动了6次，鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s 内上下振动了12次。将50g的砝码換成500g的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近（ ）
A．50g B．200g C．500g D．1000g
3．如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是30cm，C为O、A之间的一点。振子从A到C运动时间是1s，从C到B运动时间是3s，则（ ）
A．从振子做了一次全振动
B．振子从C点第一次运动到关于O的对称点所用时间是2s
C．振动周期为4s，振幅是15cm
D．从O开始经过6s，振子处在平衡位置
4．如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐振动。以其平衡位置为坐标原点，竖直方向上为正方向建立坐标轴，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．振子的振幅为4cm B．在0-4s内振子做了4次全振动
C．t=1s时，振子的速度为正的最大值 D．t=1s时，振子动能最小
5．如图， 弹簧振子在 之间做简谐运动。以平衡 位置 为原点， 建立 坐标系。取 到 为正方 向， 若从振子位于 点时开始计时， 则其振动图像 为（ ）
A． B．
C． D．
6．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
7．有两个小球做简谐运动的方程为：和，下列说法不正确的是（ ）
A．它们的振幅之比1：3
B．它们的频率之比1：1
C．简谐运动1比简谐运动2相位滞后
D．当小球1在平衡位置时小球2一定也处于平衡位置
8．如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y＝0.1sin（2.5πt）m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判断正确的是（ ）
A．简谐运动的周期是1.25s
B．h＝1.8m
C．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相同
D．0.6s内物块运动的路程为0.2m
9．一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（ ）
A．0.5s B．1.0s C．1.5s D．2.0s
10．下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．振幅 B．电流强度 C．电势 D．磁感应强度
11．如图所示，半径为的圆盘边缘有一个钉子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的位置坐标随时间变化的关系式为（ ）
A． B． C． D．
12．如图，甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，则可知（ ）
A．甲加速度最小时，乙速度最小
B．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同
C．两个振子的振动频率之比
D．两个振子的振幅之比
13．在一光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两个木块，下方木块与一劲度系数为k的轻弹资相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的动摩擦因数为，这两个木块组成的系统能够作为一个整体做简谐振动，该系统的最大振幅记为A。现仅将上面的木块质量变为m，保持木块的材料和木块接触面的平整程度不变，改变后的系统仍能一起做简谐振动，则这个系统的最大振幅为（ ）
A．A B． C． D．
14．如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，A的下表面与B的上表面间的动摩擦因数为μ，弹簧的劲度系数为k。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为g，则该简谐运动的最大位移为（ ）
A． B． C． D．
15．如图所示，为一质点的振动图像，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是（ ）
A．该振动为简谐振动
B．该振动振幅为10cm
C．前0.08s内，质点发生的位移为20cm
D．0.04s末，质点的振动方向沿x轴正向
二、填空题
16．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）该振子在第时的位移为___________，该振子在前内的路程为___________。
17．一个质点经过平衡位置O，在A、B两点间做简谐运动如图甲，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，则______；第末，质点的加速度方向是______，第末，质点位置在点______与______点之间。
18．如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过a、b两点，经历时间 ，过b点后再经 质点第一次反向通过b点。O点为平衡位置，若在这两秒内质点所通过的路程是8cm，则该质点振动的振幅为__________，周期为__________，频率为__________。
19．甲物体完成15次全振动的时间内，乙物体恰好完成了3次全振动，则两个物体的周期之比为__________．
三、解答题
20．质量为m的小球被劲度系数分别是k1和k2的轻弹簧拴住，置于光滑水平面上，如图所示，此时两个弹簧均处于原长状态，记为位置O。
（1）证明：若将小球在水平方向上拉离位置O再释放，小球将做简谐运动。
（2）已知简谐运动的周期是：，其中k是回复力与位移的比例系数。求出此弹簧振子的周期。
（3）定义：振动物体出现在某区域的时间△t与观察时间t的比值，为振动物体在该区域出现的概率。那么在小球的振动过程中，当观察时间为振动周期的整数倍时，求：小球出现在位置O与右侧0.5A（A为振幅）的区域内的概率P。
21．如图所示，某质点做简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：
（1）与a位移相同的点有哪些？
（2）与b速度相同的点有哪些？
（3）质点离平衡位置的最大距离为多大？
22．如图所示，将三根粗细不同的橡皮筋绕到杯子上，做成一个“弦乐器”橡皮筋不要相互接触。分别拨动每根橡皮筋，找出哪根发出的声音音调最低，哪根发出的声音音调最高。橡皮筋振动的频率可能与哪些因素有关？与振幅有关吗？
23．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示。求：
（1）t = 0.25 × 10 - 2s时的位移；
（2）在t = 0到8.5 × 10 - 2s时间内，质点的路程、位移各多大。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．C
5．B
6．D
7．D
8．C
9．C
10．D
11．A
12．D
13．D
14．C
15．A
16． 0 505
17． 5 向右 O B
18． 4cm 4s 0.25Hz
19．1:5
20．（1）见解析；（2）；（3）
21．（1）b、e、f三点；（2）c、f；（3）2cm
22．最粗的橡皮筋；最细的橡皮筋。
23．（1）cm；（2）34cm；2cm
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，则（ ）
A．弹簧振子的振幅为 B．弹簧振子的频率为
C．在时，振子的运动速度最大 D．在任意时间内，振子通过的路程均为
2．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），树枝在10s内上下振动了6次，鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s 内上下振动了12次。将50g的砝码換成500g的砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近（ ）
A．50g B．200g C．500g D．1000g
3．如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是30cm，C为O、A之间的一点。振子从A到C运动时间是1s，从C到B运动时间是3s，则（ ）
A．从振子做了一次全振动
B．振子从C点第一次运动到关于O的对称点所用时间是2s
C．振动周期为4s，振幅是15cm
D．从O开始经过6s，振子处在平衡位置
4．如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐振动。以其平衡位置为坐标原点，竖直方向上为正方向建立坐标轴，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．振子的振幅为4cm B．在0-4s内振子做了4次全振动
C．t=1s时，振子的速度为正的最大值 D．t=1s时，振子动能最小
5．如图， 弹簧振子在 之间做简谐运动。以平衡 位置 为原点， 建立 坐标系。取 到 为正方 向， 若从振子位于 点时开始计时， 则其振动图像 为（ ）
A． B．
C． D．
6．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
7．有两个小球做简谐运动的方程为：和，下列说法不正确的是（ ）
A．它们的振幅之比1：3
B．它们的频率之比1：1
C．简谐运动1比简谐运动2相位滞后
D．当小球1在平衡位置时小球2一定也处于平衡位置
8．如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y＝0.1sin（2.5πt）m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判断正确的是（ ）
A．简谐运动的周期是1.25s
B．h＝1.8m
C．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相同
D．0.6s内物块运动的路程为0.2m
9．一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（ ）
A．0.5s B．1.0s C．1.5s D．2.0s
10．下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．振幅 B．电流强度 C．电势 D．磁感应强度
11．如图所示，半径为的圆盘边缘有一个钉子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的位置坐标随时间变化的关系式为（ ）
A． B． C． D．
12．如图，甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，则可知（ ）
A．甲加速度最小时，乙速度最小
B．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同
C．两个振子的振动频率之比
D．两个振子的振幅之比
13．在一光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两个木块，下方木块与一劲度系数为k的轻弹资相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的动摩擦因数为，这两个木块组成的系统能够作为一个整体做简谐振动，该系统的最大振幅记为A。现仅将上面的木块质量变为m，保持木块的材料和木块接触面的平整程度不变，改变后的系统仍能一起做简谐振动，则这个系统的最大振幅为（ ）
A．A B． C． D．
14．如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，A的下表面与B的上表面间的动摩擦因数为μ，弹簧的劲度系数为k。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为g，则该简谐运动的最大位移为（ ）
A． B． C． D．
15．如图所示，为一质点的振动图像，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是（ ）
A．该振动为简谐振动
B．该振动振幅为10cm
C．前0.08s内，质点发生的位移为20cm
D．0.04s末，质点的振动方向沿x轴正向
二、填空题
16．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）该振子在第时的位移为___________，该振子在前内的路程为___________。
17．一个质点经过平衡位置O，在A、B两点间做简谐运动如图甲，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，则______；第末，质点的加速度方向是______，第末，质点位置在点______与______点之间。
18．如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过a、b两点，经历时间 ，过b点后再经 质点第一次反向通过b点。O点为平衡位置，若在这两秒内质点所通过的路程是8cm，则该质点振动的振幅为__________，周期为__________，频率为__________。
19．甲物体完成15次全振动的时间内，乙物体恰好完成了3次全振动，则两个物体的周期之比为__________．
三、解答题
20．质量为m的小球被劲度系数分别是k1和k2的轻弹簧拴住，置于光滑水平面上，如图所示，此时两个弹簧均处于原长状态，记为位置O。
（1）证明：若将小球在水平方向上拉离位置O再释放，小球将做简谐运动。
（2）已知简谐运动的周期是：，其中k是回复力与位移的比例系数。求出此弹簧振子的周期。
（3）定义：振动物体出现在某区域的时间△t与观察时间t的比值，为振动物体在该区域出现的概率。那么在小球的振动过程中，当观察时间为振动周期的整数倍时，求：小球出现在位置O与右侧0.5A（A为振幅）的区域内的概率P。
21．如图所示，某质点做简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：
（1）与a位移相同的点有哪些？
（2）与b速度相同的点有哪些？
（3）质点离平衡位置的最大距离为多大？
22．如图所示，将三根粗细不同的橡皮筋绕到杯子上，做成一个“弦乐器”橡皮筋不要相互接触。分别拨动每根橡皮筋，找出哪根发出的声音音调最低，哪根发出的声音音调最高。橡皮筋振动的频率可能与哪些因素有关？与振幅有关吗？
23．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示。求：
（1）t = 0.25 × 10 - 2s时的位移；
（2）在t = 0到8.5 × 10 - 2s时间内，质点的路程、位移各多大。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．C
5．B
6．D
7．D
8．C
9．C
10．D
11．A
12．D
13．D
14．C
15．A
16． 0 505
17． 5 向右 O B
18． 4cm 4s 0.25Hz
19．1:5
20．（1）见解析；（2）；（3）
21．（1）b、e、f三点；（2）c、f；（3）2cm
22．最粗的橡皮筋；最细的橡皮筋。
23．（1）cm；（2）34cm；2cm
答案第1页，共2页
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