粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动第二节 简谐运动的描述复习练习题

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．关于物体的简谐运动，下列说法正确的是（       ）

A．位移减小时，加速度和速度都一定减小

B．位移方向可能与速度方向相反

C．回复力方向总是与加速度方向相反

D．回复力逐渐增大，速度一定增大

2．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

3．弹簧振子在A、B间做简谐振动，O为平衡位置，A、B间的距离是20 cm，振子由A运动到B的时间是2 s，如图所示，则(　　)

A．从O→B→O振子做了一次全振动

B．振动周期为2 s，振幅是10 cm

C．从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm

D．从O开始经过2s，振子处在平衡位置

4．质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　）

A．振幅为4cm，频率为0.25Hz

B．t=1s时速度为零，但质点所受合外力最大

C．t=2s时质点具有正方向最大加速度

D．该质点的振动方程为x=2cosπt（cm）

5．某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断，下列说法正确的是（　　）

A．第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反

B．第2s末振子相对于平衡位置的位移为

C．第2s末和第4s末振子相对于平衡位置的位移不相同，瞬时速度方向相反

D．第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反

6．一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，为平衡位置，如图所示，设水平向右方向为正方向，以某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，那么，在图所示的几个振动图像中（表示振子离开平衡位置的位移），能正确反映该振子振动情况的是（       ）

A． B．

C． D．

7．如图为弹簧振子在t = 0到t = 4s内的振动图象，下列判断正确的是

A．在t = 2s时刻振子的振动方向向上

B．在t = 0到t = 1s时间内振子的速度减小，回复力增大

C．在t = 1s到t = 2s时间内振子的加速度和速度都增大

D．从t = 1s到t = 3s时间内振子的位移为零

8．质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　）

A．振幅为4 cm，频率为0.25 Hz

B．t＝1 s时速度为零，但质点所受合外力最大

C．t＝2 s时质点具有正方向最大加速度

D．该质点的振动方程为x＝2sin t（cm）

9．A、B两个简谐运动的振动图像如图所示，则有（　　）

A．A的相位比B的相位超前 B．A的相位比B的相位落后

C．A的相位比B的相位超前 D．A的相位比B的相位落后

10．如图是某振子作简谐振动的图象，以下说法中正确的是（  ）

A．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹

B．由图象可以直观地看出周期、振幅，还能知道速度、加速度、回复力及能量随时间的变化情况

C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度

D．振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向

11．如图表示一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4s时刻，质点的（　　）

A．a为正向最大 B．x为正向最大

C．x=0 D．a=0

12．如图所示为一质点做简谐运动的振动图象。则在t1和t2两个时刻这个质点具有相同的物理量是（　　）

A．加速度 B．速度 C．位移 D．回复力

13．在简谐振动中，能够分别表示物体振动快慢和强弱的一组物理量是（　　）

A．速度和位移 B．加速度和动能 C．周期和频率 D．频率和振幅

14．图(甲)所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图(乙)为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是(       )

A．在t0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置

B．在t0.1s与t0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同

C．从t 0到t0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加

D．在t0.2s与t0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同

15．两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A上下做简谐振动．在振动过程中，木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零．以下说法正确的是　　

A．在振动过程中木块A的机械能守恒 B．A做简谐振动的振幅为

C．A做简谐振动的振幅为 D．木块B对地面的最大压力是

二、填空题（共4题）

16．一弹簧振子悬挂在一列静止的火车上，振动的位移时间图线如图所示，求：

（1）t=2s时，振子的振动方向；

（2）0～2s内，振子运动的路程；

（3）若火车水平匀速行驶，每节铁轨的长度为12m，则火车速度多大时，弹簧振子受迫振动的振幅最大?

17．如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是________（选填“OC”“AC”或“CO”），从A点直接运动到C点的过程中，振子位移变________（选填“小”或“大”），速度变________（选填“小”或“大”）。

18．如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过、两点，经历时间=1s，过点后再经=1s质点第一次反向通过点．若在这两秒内质点所通过的路程是8cm，该质点的振动周期为__________，振幅为__________.

19．如图所示，光滑的水平面上放有一弹簧振子，已知小球质量，弹簧劲度系数，将小球从平衡位置向左平移，将弹簧压缩，由静止释放后小球在、间滑动，则：

（1）在、、三点中哪点小球加速度最大？此时小球加速度为多大？

（2）在、、三点中哪点小球速度最大？此时小球速度为多大？（假设整个系统具有的最大弹性势能为）

三、综合题（共4题）

20．某简谐运动的表达式为x=Asin（2πt＋π）cm。当t= s时，其离开平衡位置的位移为5 cm。试作出该简谐运动的振动图像。

21．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm．现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移，随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2．

（1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；

（2）求出小球在0~12.9s内运动的总路程和12.9s时刻的位置；

（3）小球运动到最高点时加速度的大小．

22．若想判定以下振动是不是简谐运动，请你陈述求证的思路（可以不进行定量证明），空气阻力可忽略。

（1）粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中（图1）。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。

（2）光滑圆弧面上有一个小球，把它从最低点移开一小段距离，放手后，小球以最低点为平衡位置左右振动（图2）。

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．B

2．C

3．C

4．C

5．D

6．D

7．B

8．C

9．B

10．B

11．B

12．B

13．D

14．A

15．D

16．（1）沿y轴正方向；（2）32cm；（3）时，受迫振动的振幅最大

17．     OC     小     大

18．     4s     4cm

19．（1）A点或B点，（2）O点，

20．

21．（1）（2）215cm ；0（3）5m/s2

22．

（1）如图所示

在平衡位置

平衡位置上 处时

方向向下，即回复力

设

位移为x，方向向上

是简谐振动

（2）对小球进行受力分析

重力与支持力的合力提供回复力

而且

即

是常数，位移x，即可表示为

即小球以最低点为平衡位置左右振动为简谐振动。

23．