2.1简谐运动 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 2.1简谐运动 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 509.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-01 08:51:34 | ||
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文档简介
2021-2022人教版（2019）高中物理选修一2.1简谐运动
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．简谐运动是下列哪一种运动（ ）
A．匀变速运动 B．匀速直线运动
C．非匀变速运动 D．匀加速直线运动
2．简谐运动属于（ ）
A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀变速运动 D．变加速运动
3．一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为振子的平衡位置，如图所示。规定向右为正方向，当振子向左运动经过O点时开始计时，则图中画出的振动图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是（ ）
A．在a点时加速度最大，速度最大
B．在O点时速度最大，位移最大
C．在b点时位移最大，速度最小
D．在b点时加速度最大，速度最大
5．下列不属于理想化模型的是（ ）
A．点电荷 B．重心 C．弹簧振子 D．电流元
6．如图甲所示，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的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0.8s，振子的速度方向向左
B．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同
D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小
7．物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（ ）
A．简谐运动中加速度与速度始终同向
B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向
C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直
D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反
8．如图所示，质点在1 s末的位移是（ ）
A．5 cm B．-5 cm C．15 cm D．0
9．下列日常生活中常见情形中不属于机械振动的是（ ）
A．水中浮标上下浮动 B．秋千的摆动
C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动
二、多选题
10．下列运动中可以看作机械振动的是（ ）
A．声带发声
B．音叉发声
C．火车沿斜坡行驶
D．秋风中树叶落下
11．下列关于弹簧振子的说法中，正确的是（ ）
A．任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B．弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度
C．弹簧振子中小球的体积不能忽略
D．弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下
12．弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法正确的是（ ）
A．在小球运动的最低点 B．在弹簧处于原长的位置
C．在小球速度最大的位置 D．在小球原来静止的位置
三、解答题
13．如图，两人合作，模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线，使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于的方向水平振动，另一个人沿的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的图像。请完成这个实验，并解释：横坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么量？为什么必须匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上应该怎样标出坐标的刻度？
14．一个质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时，质点通过B点后，再经过又第二次通过B点，求质点多久后第三次通过B点。
四、填空题
15．如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F－t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象．
(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的；
(2)由图乙所示的F—t图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s；
(3)结合F—t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．
16．弹簧振子在水平方向上做机械振动，已知振子质量为，当它的位移为时，受到的回复力，那么它的位移时，它的加速度大小为______，方向为_______.
17．某扬声器的频率为，则它能表现的声音的振动最大周期为______s，最小周期为_______s.
18．物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，周期为T.那么该物体线速度的大小为________，角速度的大小为________，转速为_______.
参考答案
1．C
【详解】
简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线，其图像的斜率既不是定值，且随t也并非均匀变化，所以简谐运动是非匀变速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【详解】
简谐运动中，加速度随时间不断变化，则属于变加速运动。
故选D。
3．B
【详解】
由题意，因为向右为正方向，且振子向左运动经过O点时开始计时，所以t=0时刻图像的斜率应为负，故B正确。
故选B。
4．C
【详解】
B．O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点时加速度为零，位移为零，速度最大，故B错误；
ACD．振子在a、b两点时，位移最大，加速度最大，速度为零，故AD错误，C正确。
故选C。
5．B
【详解】
点电荷、弹簧振子、电流元都属于理想化模型，重心运用了等效的思想方法，故B正确。
故选B。
6．A
【详解】
A．由图可知时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左，A正确；
B．振动周期，振幅，由图像函数
可知，当时，
振子在O点右侧处，B错误；
C．由图像可知和，振子分别在B、A两点，加速度大小相同，方向相反，C错误；
D．到的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大，D错误；
故选A。
7．C
【详解】
A．简谐运动中，当振子做加速运动时，加速度和速度方向相同，当做减速运动时，加速度个速度方向相反。故A错误；
B．竖直上抛运动中，上升阶段，加速度与速度方向相反。故B错误；
C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直，只改变物体的速度方向。故C正确；
D．自由落体运动中加速度与速度方向相同，均为竖直向下。故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
位移是矢量，质点在1 s末的位移方向与正方向相反，所以位移为-5 cm，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【详解】
物体做机械振动时存在某一位置、且物体在这一位置两侧往复运动，水中浮标上下浮动、秋千的摆动拨动后的琴弦均符合这一要求，表针做圆周运动，它并不是在某一位置两侧往复运动，它不属于机械振动。
故选D。
10．AB
【详解】
AB．机械运动需满足在平衡位置两侧做往复运动，满足条件的有声带发声、音叉发声，AB正确；
CD．火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下属于机械运动，CD错误。
故选AB。
11．BD
【详解】
理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略，小球体积忽略不计，可视为质点，不计摩擦阻力，小球一旦振动起来将不会停下来，而小球振动时，弹簧不能超出弹性限度。
故选BD。
12．CD
【详解】
ABD．平衡位置是振动系统不振动时小球处于平衡状态时所处的位置，可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等，即
则小球原来静止的位置是小球的平衡位置，故选项D正确，AB错误；
C．当小球处于平衡位置时，其加速度为零，速度最大，选项C正确。
故选CD。
13．横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。
【详解】
笔尖振动周期一定，根据白纸上记录的完整振动图象的个数可确定出时间长短，所以白纸上横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；由x=vt可知，匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上运动1m用时间为
即在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。
14．
【详解】
根据简谐运动的对称性和题意，可画出答图，其中M、N点所在位置为质点的最大位移处
则
故质点第三次通过B点还需要的时间
15．弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力) 0.4
【详解】
（1）[1]对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．
（2）[2]由图可以看出周期为0.4s
（3）[3]根据胡克定律：
，
振幅
16．4 +x
【详解】
[1]根据回复力公式：
根据牛顿第二定律：
解得加速度大小：
[2]根据回复力公式：
可知回复力的方向与位移方向相反，所以方向为方向
17．0.1
【详解】
[1]根据周期与频率的关系：
[2]根据周期与频率的关系：
18．
【详解】
[1]根据线速度的定义：
[2]根据角速度的定义：
[3]转速与周期的关系可知：
试卷第2 22页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．简谐运动是下列哪一种运动（ ）
A．匀变速运动 B．匀速直线运动
C．非匀变速运动 D．匀加速直线运动
2．简谐运动属于（ ）
A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀变速运动 D．变加速运动
3．一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为振子的平衡位置，如图所示。规定向右为正方向，当振子向左运动经过O点时开始计时，则图中画出的振动图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是（ ）
A．在a点时加速度最大，速度最大
B．在O点时速度最大，位移最大
C．在b点时位移最大，速度最小
D．在b点时加速度最大，速度最大
5．下列不属于理想化模型的是（ ）
A．点电荷 B．重心 C．弹簧振子 D．电流元
6．如图甲所示，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的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0.8s，振子的速度方向向左
B．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处
C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同
D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小
7．物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（ ）
A．简谐运动中加速度与速度始终同向
B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向
C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直
D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反
8．如图所示，质点在1 s末的位移是（ ）
A．5 cm B．-5 cm C．15 cm D．0
9．下列日常生活中常见情形中不属于机械振动的是（ ）
A．水中浮标上下浮动 B．秋千的摆动
C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动
二、多选题
10．下列运动中可以看作机械振动的是（ ）
A．声带发声
B．音叉发声
C．火车沿斜坡行驶
D．秋风中树叶落下
11．下列关于弹簧振子的说法中，正确的是（ ）
A．任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B．弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度
C．弹簧振子中小球的体积不能忽略
D．弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下
12．弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法正确的是（ ）
A．在小球运动的最低点 B．在弹簧处于原长的位置
C．在小球速度最大的位置 D．在小球原来静止的位置
三、解答题
13．如图，两人合作，模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线，使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于的方向水平振动，另一个人沿的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的图像。请完成这个实验，并解释：横坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么量？为什么必须匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上应该怎样标出坐标的刻度？
14．一个质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时，质点通过B点后，再经过又第二次通过B点，求质点多久后第三次通过B点。
四、填空题
15．如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F－t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象．
(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的；
(2)由图乙所示的F—t图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s；
(3)结合F—t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．
16．弹簧振子在水平方向上做机械振动，已知振子质量为，当它的位移为时，受到的回复力，那么它的位移时，它的加速度大小为______，方向为_______.
17．某扬声器的频率为，则它能表现的声音的振动最大周期为______s，最小周期为_______s.
18．物体沿半径为r的圆周做匀速圆周运动，周期为T.那么该物体线速度的大小为________，角速度的大小为________，转速为_______.
参考答案
1．C
【详解】
简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线，其图像的斜率既不是定值，且随t也并非均匀变化，所以简谐运动是非匀变速运动，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【详解】
简谐运动中，加速度随时间不断变化，则属于变加速运动。
故选D。
3．B
【详解】
由题意，因为向右为正方向，且振子向左运动经过O点时开始计时，所以t=0时刻图像的斜率应为负，故B正确。
故选B。
4．C
【详解】
B．O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点时加速度为零，位移为零，速度最大，故B错误；
ACD．振子在a、b两点时，位移最大，加速度最大，速度为零，故AD错误，C正确。
故选C。
5．B
【详解】
点电荷、弹簧振子、电流元都属于理想化模型，重心运用了等效的思想方法，故B正确。
故选B。
6．A
【详解】
A．由图可知时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左，A正确；
B．振动周期，振幅，由图像函数
可知，当时，
振子在O点右侧处，B错误；
C．由图像可知和，振子分别在B、A两点，加速度大小相同，方向相反，C错误；
D．到的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大，D错误；
故选A。
7．C
【详解】
A．简谐运动中，当振子做加速运动时，加速度和速度方向相同，当做减速运动时，加速度个速度方向相反。故A错误；
B．竖直上抛运动中，上升阶段，加速度与速度方向相反。故B错误；
C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直，只改变物体的速度方向。故C正确；
D．自由落体运动中加速度与速度方向相同，均为竖直向下。故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
位移是矢量，质点在1 s末的位移方向与正方向相反，所以位移为-5 cm，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【详解】
物体做机械振动时存在某一位置、且物体在这一位置两侧往复运动，水中浮标上下浮动、秋千的摆动拨动后的琴弦均符合这一要求，表针做圆周运动，它并不是在某一位置两侧往复运动，它不属于机械振动。
故选D。
10．AB
【详解】
AB．机械运动需满足在平衡位置两侧做往复运动，满足条件的有声带发声、音叉发声，AB正确；
CD．火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下属于机械运动，CD错误。
故选AB。
11．BD
【详解】
理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略，小球体积忽略不计，可视为质点，不计摩擦阻力，小球一旦振动起来将不会停下来，而小球振动时，弹簧不能超出弹性限度。
故选BD。
12．CD
【详解】
ABD．平衡位置是振动系统不振动时小球处于平衡状态时所处的位置，可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等，即
则小球原来静止的位置是小球的平衡位置，故选项D正确，AB错误；
C．当小球处于平衡位置时，其加速度为零，速度最大，选项C正确。
故选CD。
13．横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。
【详解】
笔尖振动周期一定，根据白纸上记录的完整振动图象的个数可确定出时间长短，所以白纸上横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；由x=vt可知，匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上运动1m用时间为
即在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。
14．
【详解】
根据简谐运动的对称性和题意，可画出答图，其中M、N点所在位置为质点的最大位移处
则
故质点第三次通过B点还需要的时间
15．弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力) 0.4
【详解】
（1）[1]对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．
（2）[2]由图可以看出周期为0.4s
（3）[3]根据胡克定律：
，
振幅
16．4 +x
【详解】
[1]根据回复力公式：
根据牛顿第二定律：
解得加速度大小：
[2]根据回复力公式：
可知回复力的方向与位移方向相反，所以方向为方向
17．0.1
【详解】
[1]根据周期与频率的关系：
[2]根据周期与频率的关系：
18．
【详解】
[1]根据线速度的定义：
[2]根据角速度的定义：
[3]转速与周期的关系可知：
试卷第2 22页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页