人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述习题

2.2简谐振动的描述同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一次全振动的过程，就是振动的物体

A．从任意位置出发又回到这个位置

B．从一侧最大偏移位置运动到另一侧最大偏移位置

C．从某一位置出发又以同一运动方向回到此位置

D．从平衡位置出发又回到平衡位置

2．如右图所示，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内围绕虚线位置发生振动，图中是小球振动到的最左侧，振动周期为0.3s．在周期为0.1s的频闪光源照射下见到图像可能是（ ）

A． B． 

C． D．

3．弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　）

A．1.4s B．1.6s C．2s D．3s

4．下列运动中的质点，动能保持不变的是（　　）

A．自由落体运动 B．竖直上抛运动 C．匀速圆周运动 D．简谐振动

5．一简谐运动物体的位移x随时间t变化的关系式为x＝0.2sin (2.5πt)，位移x的单位为m，时间t的单位为s.则                                   (　　)

A．弹簧振子的振幅为0.4 m

B．弹簧振子的周期为1.25 s

C．在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零

D．在任意0.2 s时间内，振子的位移均为0.2 m

6．如图甲所示，水平光滑杆上有一弹簧振子，振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知（　　）

A．振子的振动周期等于

B．从到，振子正从点向点运动

C．在时刻，振子的位置在点

D．在时刻，振子的加速度为最大

7．根据图可知，关于一次全振动，下列说法中正确的是(　　)

A．从B经O运动到C的过程

B．从任意一点出发再回到该点的过程

C．从任意一点出发再次同方向经过该点的过程

D．从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程

8．如图所示，一个弹簧振子在AB间做简谐运动，O是平衡位置。以某时刻作为计时零点（t=0），经过周期，振子具有正方向的最大速度。那么图中的四个图像能够正确反映振子运动情况的是（ ）

A． B．

C． D．

9．如图所示，物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，弹簧的劲度系数为k，当连接A、B的绳突然剪断后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为（　　）

A． B． C． D．

10．如图为某质点做简谐运动的图像，在0~1.5s范围内，以下说法正确的是（　　）

A．该质点的振动周期为7s，振幅为4cm

B．0.4s与0.6s，物体的加速度相同，速度也相同

C．0.1s与1.3s，物体的回复力最大，动能最小

D．0.1s至0.5s这段时间，质点的位移方向和速度方向都发生了改变

11．一弹簧振子在水平面内做简谐运动的x一t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．t2=4t1

B．振子的振动方程是x=4sinπt（m）

C．振子从t2到ls时间内加速度变小，速度减小

D．振子在t1时刻和t2时刻具有相同的加速度和动能

12．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，从A到B运动时间是4s，则（　　）

A．从振了做了一次全振动

B．振动周期为4s，振幅是15cm

C．从B开始经过6s，振子通过的路程是45cm

D．从O开始经过6s，振子处在平衡位置

13．有两根完全相同的轻质弹簧，两者一端连接于O点，另外一端分别固定在相距水平天花板下两点，现在O点悬挂2kg的钩码P，等稳定后两弹簧互成且每根弹簧伸长了4cm，如图所示.然后再在钩码P下悬挂相同的钩码Q，悬挂后无初速度释放，假设整个过程没有超出弹簧限度，取，则（　　）

A．释放Q瞬间，钩码间的作用力为20N

B．下降过程中，在某位置，钩码间的作用力不可能为20N

C．下降到最低点时，钩码间的作用力为30N

D．弹簧的劲度系数为500N/m

14．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球放在弹簧上端处于静止状态，小球与弹簧未粘连，现用力F竖直向下缓慢压小球，小球向下移动x后撤去力F，小球在竖直方向上做简谐运动。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．x的最大值为

B．小球位于最低点和最高点时加速度相同

C．小球每次经过同一位置时的速度相同

D．弹簧处于原长时，小球的加速度为0

15．假设可以沿着地球的直径挖一条隧道，利用重力把乘客运送到地球的另外一端，已知地球的半径为。地表的重力加速度为，则把乘客运送到地球的另外一端所需要的时间为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．如图是弹簧振子的振动图像，用正弦函数表示振动方程为_______________．

17．从x-t图像可获取的信息

（1）振幅A、周期T（或频率f）和初相位φ0（如图所示）。

（2）某时刻振动质点离开平衡位置的___________。

（3）某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的___________大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定。

18．弹簧振子做简谐运动，通过M点时的速度为v，经1s第一次以相同的速度通过P点，又经过1s，振子第二次通过P点，振子在2s内的总路程为18cm，由已知条件可求得该弹簧振子的周期是________s，振幅是________cm。

19．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图(1)所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图(2)所示．

①刚开始计时时，振子处在     位置（填左边最大位移处或右边最大位移处），t＝17 s时振子相对平衡位置的位移是      cm，此时速度为        （填正或负）向最大．

②若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是       cm．

三、综合题（共4题）

20．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．

21．如图所示，小球A挂在轻质弹簧下端，上下振动。 小球B在竖直平面内以O为圆心做匀速圆周运动，用水平平行光照射小球B，可以观察到小球B的投影总和小球A重合。已知小球A的质量为m，小球B的角速度 ，圆周运动半径为R。求：

（1）小球A简谐运动的表达式；

（2）小球A的最大加速度a及弹簧的劲度系数k。

22．如图所示，将质量为mA = 100g 的平台 A 连接在劲度系数 k = 200N/m 的弹簧上端，弹簧下端固定在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，在 A 的上方放置mB=mA的物块 B，使 A、 B 一起上下振动，弹簧原长为5cm。A的厚度可忽略不计，g取10m/s2。求：

(1)当系统做小振幅简谐振动时，A 的平衡位置离地面 C 多高？

(2)当振幅为0.5cm时，B对A的最大压力有多大？

(3)为使B在振动中不脱离A，振幅应满足的条件。

23．一个弹簧振子做简谐运动，频率为，振幅为.当振子具有最大正向速度的瞬时开始计时，在图画出振动图像.

(        )

参考答案：

1．C

2．C

3．B

4．C

5．C

6．B

7．C

8．D

9．A

10．C

11．D

12．C

13．D

14．A

15．B

16．x=0.2sin(100πt-π/2)

17． 位移     速度

18． 4s或     9cm或3

19．左边最大位移处     0   正   4

20．A=5cm；f=10Hz．

21．（1）x=；（2）g ；

22．（1）4cm；（2）；（3）不能大于1cm。

23．