2.2简谐运动的描述 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 | 2.2简谐运动的描述 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 | 162.2KB | ||
| 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 09:29:41 | ||
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文档简介
2021-2022人教版（2019）高中物理选修一
2.2简谐运动的描述
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
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
2．一个弹簧振子放在光滑的水平桌面上，第一次把它从平衡位置拉开距离为d，释放后做简谐运动，振动频率为f；第二次把它从平衡位置拉开距离为3d，释放后仍做简谐运动，其振动频率为f2.则f1∶f2等于（ ）
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．∶1
3．简谐运动中反映物体振动快慢的物理量是（ ）
A．周期 B．回复力 C．振幅 D．位移
4．下列关于简谐振动的说法错误的是（ ）
A．物体在1个周期内通过的路程是4个振幅
B．物体在个周期内通过的路程是2个振幅
C．物体在个周期内通过的路程是6个振幅
D．物体在个周期内通过的路程是1个振幅
5．弹簧振子的周期为0.2秒，在振动过程中从平衡位置开始计时，振子肯定不在平衡位置的时刻是（ ）
A．0.3秒 B．0.4秒 C．0.5秒 D．0.55秒
6．如图所示，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。若BC为16cm，则小球在两个周期通过的路程为（ ）
A．16cm B．8cm C．64cm D．32cm
7．描述物体振动强弱的是（ ）
A．频率 B．回复力 C．速度 D．振幅
8．质点做机械振动，描述振动快慢的物理量是（ ）
A．回复力 B．振幅 C．频率 D．位移
9．如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．t1至t2时刻质点完成一次全振动
B．t1至t3时刻质点完成一次全振动
C．t1至t4时刻质点完成一次全振动
D．t2至t4时刻质点完成一次全振动
二、多选题
10．一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是（ ）
A．振子的质量越大，则该弹簧振子系统的机械能越大
B．已知振动周期为T，若Δt＝T，则在t时刻和（t＋Δt）时刻振子运动的加速度一定相同
C．若t时刻和（t＋Δt）时刻弹簧的长度相等，则Δt一定为振动周期的整数倍
D．振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等
11．一质点做简谐运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该图像是从平衡位置开始计时画出的 B．t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
C．t2时刻振子的位移最大 D．t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
12．如图所示为弹簧振子P在0~4s内的振动图象，从t＝0开始（ ）
A．再过1s，该振子的位移是正方向最大
B．再过1s，该振子的速度方向沿正方向
C．再过1s，该振子的加速度方向沿正方向
D．再过1s，该振子的加速度最大
三、解答题
13．弹簧振子从平衡位置拉长1厘米放手后开始振动，振动频率为2Hz，求：
(1)弹簧振子的振幅；
(2)1秒内振子走过的路程。
14．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2s时，振子速度第一次变为-v；在t＝0.5s时，振子速度第二次变为-v。
（1）求弹簧振子振动周期T；
（2）若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.0s内通过的路程；
（3）若B、C之间的距离为25cm，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象。
15．如图是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像所提供的信息，回答下列问题：
（1）质点的振幅有多大？频率有多大？
（2）质点在第2s末的位移是多少？在前2s内走过的路程是多少？
16．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式；
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移、加速度、速度各是怎样变化的；
（3）该振子在前100s的总位移是多少；路程是多少。
参考答案
1．C
【详解】
弹簧振子的周期公式为
故周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
:弹簧振子的振动周期公式
m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数．同一个弹簧振子m和k样，所以两种情况下周期相同，频率与周期互为倒数，故频率之比为1:1。
故选C。
3．A
【详解】
简谐运动中，周期表示物体完成一次全振动的时间，故能反映振动快慢。
故选A。
4．D
【详解】
A．物体在1个周期内通过的路程是4个振幅，故A正确，与题意不符；
B．根据简谐运动的对称性，物体在个周期内通过的路程是2个振幅。故B正确，与题意不符；
C．根据简谐运动的对称性，物体在个周期内通过的路程是6个振幅。故C正确，与题意不符；
D．物体只有从特殊位置开始计时在个周期内通过的路程才是1个振幅。故D错误，与题意相符。
故选D。
5．D
【详解】
弹簧振子的周期为0.2秒，在振动过程中从平衡位置开始计时，每经过半个周期过平衡位置一次，所以
由于0.55s不是0.1的整数倍，所以肯定不在平衡位置的时刻是0.55秒。
故选D。
6．C
【详解】
若BC为16cm，则振幅为8cm，则小球在两个周期通过的路程为 。
故选C。
7．D
【详解】
描述物体振动强弱的是振幅。
故选D。
8．C
【详解】
质点做机械振动，描述振动快慢的物理量是频率。
故选C。
9．C
【详解】
一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。
故选C。
10．BD
【详解】
A．同一振动系统，振幅越大则机械能越大，而振幅与周期、振子质量及频率等均无关，故A错误；
B．若Δt＝T，则在t时刻和（t＋Δt）时刻振子的位移相同，加速度也相同，故B正确；
C．从平衡位置再回到平衡位置，经历的时间最少为，弹簧的长度相等，故C错误；
D．关于平衡位置对称的两个位置，振子的动能相等，弹簧的长度不等，故D正确。
故选BD。
11．CD
【详解】
A.由图像可知t=0时刻x=A，所以该图像是从正向最大位移处开始计时画出的，故A错误；
BD．图像切线斜率的正负表示速度方向，由此可知t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运动，t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动，故B错误，D正确；
C. t2时刻振子位于负向最大位移处，故C正确。
故选CD。
12．AD
【详解】
A．由图知，周期T=4s，当再过1s时，则其位移是正方向最大，故A正确；
BCD．再过1s时，该质点位于正向最大位移处，速度为零，加速度为
为负方向最大，故BC错误，D正确；
故选AD。
13．(1)1cm；(2)8cm
【详解】
(1)振幅为偏离平衡位置的最大距离，即A=1cm。
(2)由题意知，周期T=0.5s，每个周期的路程为4A，1s为2个周期，振子走过的路程为8cm。
14．（1）1.0s；（2）200cm；（3）x＝12.5sin（2πt）cm；图见解析
【详解】
（1）弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得
T＝0.5×2s＝1.0s
（2）若B、C之间距离为25cm，则振幅
A＝×25cm＝12.5cm
振子4.0s内通过的路程
s＝×4×12.5cm＝200cm
（3）根据x＝Asinωt，A＝12.5cm，ω＝＝2πrad/s
得
x＝12.5sin（2πt）cm
振动图象如图所示
15．（1）6cm，；（2）6cm，12cm
【详解】
（1）质点的振幅是
周期为
则频率为
（2）质点在第2s末的位移是6cm
在前2s内即半个周期内走过的路程是
16．（1）x=5sin0.5πt cm；（2）位移负向逐渐增大，速度减小，加速度逐渐增大；（3）0，5m
【详解】
（1）弹簧振子的振幅A=5cm，周期为T=4s，则
ω==0.5πrad/s
故该振子简谐运动的表达式为
x=Asinωt=5sin0.5πt cm
（2）第2s末到第3s末这段时间内，据图可知，振子的位移负向逐渐增大，速度减小，加速度逐渐增大；当3s末时，振子的位移最大，加速度最大，速度为零；
（3）该振子在前100s的全振动次数为
次
而振子在一个周期内通过的路程是4A，所以振子在前100s的总路程是
s=25×4A=100×5cm=500cm=5m
总位移为0
试卷第2 22页，总3 33页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页
2.2简谐运动的描述
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
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
2．一个弹簧振子放在光滑的水平桌面上，第一次把它从平衡位置拉开距离为d，释放后做简谐运动，振动频率为f；第二次把它从平衡位置拉开距离为3d，释放后仍做简谐运动，其振动频率为f2.则f1∶f2等于（ ）
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．∶1
3．简谐运动中反映物体振动快慢的物理量是（ ）
A．周期 B．回复力 C．振幅 D．位移
4．下列关于简谐振动的说法错误的是（ ）
A．物体在1个周期内通过的路程是4个振幅
B．物体在个周期内通过的路程是2个振幅
C．物体在个周期内通过的路程是6个振幅
D．物体在个周期内通过的路程是1个振幅
5．弹簧振子的周期为0.2秒，在振动过程中从平衡位置开始计时，振子肯定不在平衡位置的时刻是（ ）
A．0.3秒 B．0.4秒 C．0.5秒 D．0.55秒
6．如图所示，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。若BC为16cm，则小球在两个周期通过的路程为（ ）
A．16cm B．8cm C．64cm D．32cm
7．描述物体振动强弱的是（ ）
A．频率 B．回复力 C．速度 D．振幅
8．质点做机械振动，描述振动快慢的物理量是（ ）
A．回复力 B．振幅 C．频率 D．位移
9．如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．t1至t2时刻质点完成一次全振动
B．t1至t3时刻质点完成一次全振动
C．t1至t4时刻质点完成一次全振动
D．t2至t4时刻质点完成一次全振动
二、多选题
10．一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是（ ）
A．振子的质量越大，则该弹簧振子系统的机械能越大
B．已知振动周期为T，若Δt＝T，则在t时刻和（t＋Δt）时刻振子运动的加速度一定相同
C．若t时刻和（t＋Δt）时刻弹簧的长度相等，则Δt一定为振动周期的整数倍
D．振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等
11．一质点做简谐运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该图像是从平衡位置开始计时画出的 B．t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
C．t2时刻振子的位移最大 D．t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
12．如图所示为弹簧振子P在0~4s内的振动图象，从t＝0开始（ ）
A．再过1s，该振子的位移是正方向最大
B．再过1s，该振子的速度方向沿正方向
C．再过1s，该振子的加速度方向沿正方向
D．再过1s，该振子的加速度最大
三、解答题
13．弹簧振子从平衡位置拉长1厘米放手后开始振动，振动频率为2Hz，求：
(1)弹簧振子的振幅；
(2)1秒内振子走过的路程。
14．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2s时，振子速度第一次变为-v；在t＝0.5s时，振子速度第二次变为-v。
（1）求弹簧振子振动周期T；
（2）若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.0s内通过的路程；
（3）若B、C之间的距离为25cm，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象。
15．如图是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像所提供的信息，回答下列问题：
（1）质点的振幅有多大？频率有多大？
（2）质点在第2s末的位移是多少？在前2s内走过的路程是多少？
16．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式；
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移、加速度、速度各是怎样变化的；
（3）该振子在前100s的总位移是多少；路程是多少。
参考答案
1．C
【详解】
弹簧振子的周期公式为
故周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
:弹簧振子的振动周期公式
m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数．同一个弹簧振子m和k样，所以两种情况下周期相同，频率与周期互为倒数，故频率之比为1:1。
故选C。
3．A
【详解】
简谐运动中，周期表示物体完成一次全振动的时间，故能反映振动快慢。
故选A。
4．D
【详解】
A．物体在1个周期内通过的路程是4个振幅，故A正确，与题意不符；
B．根据简谐运动的对称性，物体在个周期内通过的路程是2个振幅。故B正确，与题意不符；
C．根据简谐运动的对称性，物体在个周期内通过的路程是6个振幅。故C正确，与题意不符；
D．物体只有从特殊位置开始计时在个周期内通过的路程才是1个振幅。故D错误，与题意相符。
故选D。
5．D
【详解】
弹簧振子的周期为0.2秒，在振动过程中从平衡位置开始计时，每经过半个周期过平衡位置一次，所以
由于0.55s不是0.1的整数倍，所以肯定不在平衡位置的时刻是0.55秒。
故选D。
6．C
【详解】
若BC为16cm，则振幅为8cm，则小球在两个周期通过的路程为 。
故选C。
7．D
【详解】
描述物体振动强弱的是振幅。
故选D。
8．C
【详解】
质点做机械振动，描述振动快慢的物理量是频率。
故选C。
9．C
【详解】
一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。
故选C。
10．BD
【详解】
A．同一振动系统，振幅越大则机械能越大，而振幅与周期、振子质量及频率等均无关，故A错误；
B．若Δt＝T，则在t时刻和（t＋Δt）时刻振子的位移相同，加速度也相同，故B正确；
C．从平衡位置再回到平衡位置，经历的时间最少为，弹簧的长度相等，故C错误；
D．关于平衡位置对称的两个位置，振子的动能相等，弹簧的长度不等，故D正确。
故选BD。
11．CD
【详解】
A.由图像可知t=0时刻x=A，所以该图像是从正向最大位移处开始计时画出的，故A错误；
BD．图像切线斜率的正负表示速度方向，由此可知t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运动，t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动，故B错误，D正确；
C. t2时刻振子位于负向最大位移处，故C正确。
故选CD。
12．AD
【详解】
A．由图知，周期T=4s，当再过1s时，则其位移是正方向最大，故A正确；
BCD．再过1s时，该质点位于正向最大位移处，速度为零，加速度为
为负方向最大，故BC错误，D正确；
故选AD。
13．(1)1cm；(2)8cm
【详解】
(1)振幅为偏离平衡位置的最大距离，即A=1cm。
(2)由题意知，周期T=0.5s，每个周期的路程为4A，1s为2个周期，振子走过的路程为8cm。
14．（1）1.0s；（2）200cm；（3）x＝12.5sin（2πt）cm；图见解析
【详解】
（1）弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得
T＝0.5×2s＝1.0s
（2）若B、C之间距离为25cm，则振幅
A＝×25cm＝12.5cm
振子4.0s内通过的路程
s＝×4×12.5cm＝200cm
（3）根据x＝Asinωt，A＝12.5cm，ω＝＝2πrad/s
得
x＝12.5sin（2πt）cm
振动图象如图所示
15．（1）6cm，；（2）6cm，12cm
【详解】
（1）质点的振幅是
周期为
则频率为
（2）质点在第2s末的位移是6cm
在前2s内即半个周期内走过的路程是
16．（1）x=5sin0.5πt cm；（2）位移负向逐渐增大，速度减小，加速度逐渐增大；（3）0，5m
【详解】
（1）弹簧振子的振幅A=5cm，周期为T=4s，则
ω==0.5πrad/s
故该振子简谐运动的表达式为
x=Asinωt=5sin0.5πt cm
（2）第2s末到第3s末这段时间内，据图可知，振子的位移负向逐渐增大，速度减小，加速度逐渐增大；当3s末时，振子的位移最大，加速度最大，速度为零；
（3）该振子在前100s的全振动次数为
次
而振子在一个周期内通过的路程是4A，所以振子在前100s的总路程是
s=25×4A=100×5cm=500cm=5m
总位移为0
试卷第2 22页，总3 33页
答案第1 11页，总2 22页
答案第1 11页，总2 22页