高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动第二节 简谐运动的描述测试题

2.2简谐运动的描述同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图，小球通过弹簧悬挂于天花板上，平衡时，小球停在O点．P点位于O点正下方，cm．将小球拉至P点并由静止释放，小球在竖直方向上做以O点为对称中心的机械振动，完成10次全振动的时间为10s，则小球的振动周期T和振幅A分别为（　　）

A．s，cm B．s，cm

C．s，cm D．s，cm

2．简谐运动的平衡位置是指（ ）

A．速度为零的位置 B．回复力为零的位置

C．加速度为零的位置 D．位移最大的位置

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0.4s，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． B．1s C． D．2.4s

4．光滑的水平面叠放有质量分别为和的两木块，下方木块与一劲度系数为的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为，为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（       ）

A． B． C． D．

5．有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的判断正确的是（选项中v、F、a、Ek分别表示物体的速度、受到的回复力、加速度和动能）（　　）

A．甲可作为该物体的v－t图像 B．乙可作为该物体的F－t图像

C．丙可作为该物体的a－t图像 D．丁可作为该物体的Ek－t图像

6．如图所示，弹簧振子在B、C两点间做无摩擦的往复运动，O是振子的平衡位置．则振子(        )

A．从B向O运动过程中速度一直变小

B．从O向C运动过程中速度一直变小

C．从B经过O向C运动过程中速度一直变小

D．从C经过O向B运动过程中速度一直变小

7．一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．的时间内，质点的位移方向和加速度方向均为负

B．到的过程中，质点的速度大小和加速度大小均增大

C．到的过程中，质点的位移大小和加速度大小均增大

D．的时间内，质点的位移方向和速度方向均为正

8．水平弹簧振子做简谐运动，轨迹上有A、B两点，已知振子位于A、B两点的动能EA＜EB，且A、B两点的位移方向相同。关于振子通过A、B两点的加速度aA、aB和速度vA、vB一定有（　　）

A．aA＞aB，且方向相同

B．aA＜aB，且方向相反

C．vA＞vB，且方向相同

D．vA＜vB，且方向相同

9．对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列图中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

10．如图所示，轻质弹簧下挂重力为400N的物体A，轻质弹簧伸长了4cm，再在物体A的下端用细线挂上重力为100N的物体B，弹簧均在弹性限度内。A、B两物体均静止后，将连接A、B两物体的细线剪断，则A在竖直面内做简谐运动，A运动到最高点时弹簧的形变量的大小为（　　）

A．1cm B．2cm C．3cm D．4cm

11．一个质点做简谐运动的振动图象（图象）如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．质点振动频率是4Hz

B．在4s内质点经过的路程是8cm

C．第4末质点的速度是零

D．在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同

12．现有一水平的弹簧振子，在某两点间运动，振动图像如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．这两点间的距离为2cm

B．从0.5s时刻起，19s内振子通过的路程是38cm

C．1.5s时刻与2.5s时刻，振子速度相同，加速度相同

D．0.5s时刻与5.5s时刻，振子速度等大反向，弹簧长度相等

13．做简谐运动的物体，经过A点时，回复力大小是4N，方向指向B点．当它经过B点时，回复力大小是6N，方向指向A点，若AB之间的距离是10cm，则平衡位置在

A．AB的中点

B．AB两点之间，距A点4cm

C．AB两点之间，距A点6cm

D．AB两点之外，距A点4cm

14．A、B两个完全一样的弹簧振子，把A振子移到A的平衡位置右边10cm，把B振子移到B的平衡位置右边5cm，然后同时放手，那么（　　）

A．A、B运动的方向总是相同的 B．A、B运动的方向总是相反的

C．A、B运动的方向有时相同、有时相反 D．无法判断A、B运动的方向的关系

15．质量为kg的小球静止在O点，现用手竖直向上托起小球至A点，使弹簧处于原长状态，如图甲所示。时放手，小球在竖直方向上A、B之间运动，其位移x随时间t的变化如图乙所示，g取，下列说法正确的是（　　）

A．小球在时速度向上

B．小球在时加速度向下

C．小球从A到B过程中，弹簧的弹性势能一直增大

D．该弹簧的劲度系数为100N/cm

二、填空题（共4题）

16．表示：相位的大小为_______，其中φ是t＝0时的相位，叫初相位，或初相。

17．如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图像，此时质点A位于波峰，已知波的传播速度为2m/s，则从t=0到t=2.5s的时间内，质点A通过的路程是______cm；在t=0.5s末，质点A的位移是_______cm。

18．有一弹簧振子在水平方向上的B、C两点之间做简谐运动，已知B、C两点的距离为，振子在内完成了10次全振动，则振子的周期为_______s。若从振子经过平衡位置时开始计时（），经过周期振子有正向最大加度，则振子的振动方程为_______。

19．已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2，其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，m是振子的质量，莱芜第一中学的学生尚清北以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置（如图所示），图中S是光滑水平面，L是轻质弹簧，Q是带夹子的金属盒；P是固定于盒上的遮光片，利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率。

（1）实验时配备一定数量的的砝码，将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量，从而可以进行多次实验。

（2）通过实验尚清北同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据，他想利用函数图像处理这些数据，若以振子质量m为直角坐标系的横坐标，则为了简便地绘制函数图像，较准确地求得k，应以______为直角坐标系的纵坐标。

（3）若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量m0考虑在内，振动频率f的数据记录准确，利用现有的这些数据结合上述图像，能否准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k？______（填“能”或“不能”），图线上取两点（m1，）和（m2，），则可求出劲度系数k=______。

三、综合题（共4题）

20．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，时刻振子的位移；时刻；时刻，振子在和时的运动方向相同。已知振子的周期大于，求振子的周期和振幅。

21．如图所示是某同学设计的测量物体质量的装置，其中P是光滑水平面，N是质量为M的带夹子的金属盒，金属盒两端分别连接轻质弹簧；Q是固定于盒子上的遮光片，利用它和光电计时器能测量金属盒振动时的频率．已知弹簧振子做简谐运动时的周期T＝2π，其中m是振子的质量，k 是常数．当空盒振动时，测得振动频率为f1；把一物体夹在盒中，并使其振动时，测得频率为f2.你认为这套装置能测量物体的质量吗？如果不能，请说明理由；若能，请求出被测物体的质量．

22．如图所示有一下端固定的轻弹簧，原长时上端位于O0点，质量为m的小物块P（可视为质点）与轻弹簧上端相连，且只能在竖直方向上运动。当物体静止时，物体下降到O1点，测得弹簧被压缩了x0。现用一外力将物体拉至O0点上方O2点，轻轻释放后，物块将开始做简谐运动，已知O0O2两点间距离x0，当地重力加速度为g。求：

(1)物块过O1点时的速度v1是多大？

(2)若物块达到O3点（图中没有标出）时，物块对弹簧的压力最大，则最大压力是重力的几倍？

(3)从O2点到O3点过程中弹性势能变化了多少？

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．A

2．B

3．A

4．B

5．C

6．B

7．C

8．A

9．C

10．C

11．B

12．D

13．B

14．A

15．C

16．ωt＋φ

17．     50     0

18．     0.2    

19．          能    

20．4s，0.2m

21．能；m＝M

22．(1)2；(2)3倍；(3)4mgx0

23．