人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述练习题

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）

1．一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．质点振动频率是4Hz

B．第4s末质点的速度为零

C．在10s内质点经过的路程是20cm

D．t=1s和t=3s两个时刻，质点位移大小相等，方向相同

2．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

3．一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知

A．质点振动的频率为1.6Hz

B．质点的振幅为4.0cm

C．在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同

D．在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同

4．一个弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，以某一时刻作计时起点(t为0),经周期，振子具有正方向最大的加速度，那么在下图所示的几个振动图象中，正确反映振子振动情况的是

A． B．

C． D．

5．一弹簧振子沿水平方向的x轴作简谐振动，原点O为其平衡位置，在振动中某一时刻有可能出现的情况是（　　）

A．位移与速度、加速度均为负值

B．位移为负值，而速度加速度均为正值

C．位移与加速度均为正值，而速度为负值

D．位移、速度、加速度均为负值；

6．如图所示，弹簧振子在dc间振动，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动周期为(        )

A．0.6s B．0.8s C．1.0s D．1.2s

7．如图所示，弹簧振子的频率为5 Hz，让振子从B位置开始振动，并开始计时，则经过0.12 s时（　　）

A．小球位于B、O之间，运动方向向右

B．小球位于B、O之间，运动方向向左

C．小球位于C、O之间，运动方向向右

D．小球位于C、O之间，运动方向向左

8．如图甲所示，弹簧的一端与一个带孔小球连接，小球穿在光滑水平杆上，弹簧的另一端固定在竖直墙壁上.小球可在a、b两点之间做简谐运动，O点为其平衡位置.根据图乙所示小球的振动图像，可以判断（       ）

A．时刻小球运动到a点

B．时刻小球的速度为零

C．从到时间内小球从O点向b点运动

D．从到时间内小球刚好完成一次全振动

9．如图所示，振子在之间做简谐运动，是平衡位置，是的中点．已知振子经向右第一次运动到所用的时间为，经向右第一次运动到所用的时间为，以下说法正确的是（       ）

A． B． C． D．周期为

10．如图所示，质量为M的物块A上端与轻弹簧固定，弹簧劲度系数为k，下端用轻绳系住质量为m（）的木块B，期初静止，突然剪断A、B间轻绳，此后A将在竖直方向上做简谐运动，则（   ）

A．物块A做简谐运动的振幅为

B．物块A做简谐振动的振幅为

C．剪断A、B间轻绳瞬间，物块A的加速度为零

D．剪断A、B间轻绳瞬间，物块A的加速度大小为

11．如图为某简谐运动图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是(　　)

A．质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动

B．质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cm

C．质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左

D．质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在增大，方向向右

12．如图所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则

A．振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期

B．振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期

C．振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期

D．振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期

13．一弹簧振子做简谐振动，周期为T，下列叙述正确的是（　　）

A．若t时刻和时刻的位移大小相等，方向相同，则一定等于T的整数倍

B．若t时刻和时刻的动能相等，则一定等于的整数倍

C．若，则t时刻和时刻的动能一定相等

D．若，则t时刻和时刻弹簧长度一定相等

14．做简谐运动的物体，下列说法正确的是

A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同

B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同

C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍

D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅

15．某质点做简谐运动的振幅为A，周期为T，则质点在时间内的路程不可能是（　　）

A．0.5A B．0.8A C．A D．1.2A

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．喷墨打印机在打印纸张时，纸张以设定的速度匀速移动，打印喷头则随着墨盒一起沿着垂直方向根据打印文件上的信息左右移动，如图（甲）所示。某次打印时，进行如下设置：纸张规格为A4纸（宽度21cm，长度29.7cm），纵向打印，打印速度为每分钟15张，启动打印机，打出一张如图（乙）所示的图像。根据所给信息可以得出纸张移动速度v=___________cm/s，打印墨盒左右移动的频率f=___________Hz。（不计切换纸张的间隔时间）

18．如图所示，一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN = 8cm。从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动方程的表达式为x = ________cm；（向右为正方向）

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．如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像中的信息，回答下列问题：

(1)质点离开平衡位置的最大距离和频率为多少？

(2)质点在10s末的位移是多少和25s末向什么方向运动？

(3)质点在前30 s内的运动路程是多少？

21．如图所示，质量为mA=150g的平台A连接在劲度系数k=100N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，将质量为mB=50g的物块B置于A的上方，使A、B两物块一起上下振动．弹簧原长为l0=6cm，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的高度；

(2)当振幅为1cm时，B对A的最大压力；

(3)为使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多大？

22．如图所示，一根轻质弹簧的一端固定于竖直墙面上，另一端与物体C栓接，C置于光滑的水平台上，弹簧处于水平状态。物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与C相连，当C、B均处于静止状态时，绳左端与水平面的夹角θ=60°，当连接C、B的轻绳突然断开后，C做简谐运动，且当B落地时， C恰好将弹簧压缩至最短，已知两物体质量均为1kg，弹簧的劲度系数k=50N/m，g=10m/s2求

（1）C在平台上运动的振幅A；

（2）若已知C做简谐振动的周期为T，请写出B原来距地面高度h的表达式。

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．D

4．D

5．B

6．B

7．C

8．C

9．B

10．B

11．C

12．B

13．C

14．B

15．A

16．     时间（t）     平衡     位移     时间     平衡     不是

17．         

18．4cos

19．          △L-     b     变大

20．(1)20 cm，0.025Hz；(2)20 cm，负方向；(3) 60 cm

21．(1)4cm；(2)0.75N；(3)振幅不能大于2cm

22．（1）；（2）

23．