人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述课时练习

2.2简谐运动的描述专题复习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．弹簧振子做简谐振动时，下列说法中不正确的是（       ）

A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零．

B．振子做减速运动，加速度却在增大．

C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．

D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．

2．下列关于振动的说法正确的是（　　）

A．物体的振动范围就是振幅

B．振幅是标量，它是描述振动强弱的物理量

C．物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置一次

D．物体振动的周期越长，振动系统的能量就越强

3．在内，甲振动30次，乙振动75次，则

A．甲的周期为，乙的周期为

B．甲的周期为，乙的周期为

C．甲的频率为，乙的频率为

D．甲的频率为，乙的频率为

4．如图所示，弹簧振子以点为平衡位置在、两点之间做简谐运动，、相距。小球运动到点时开始计时，时振子第一次到达点。若弹簧振子偏离平衡位置的位移随时间的变化规律满足，则下列说法正确的是（　　）

A．周期

B．振幅

C．

D．时，小球的位移为

5．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　　）

A．在t=0.2s时，振子位于A点

B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，振子的速度相同

C．从t=0到t=0.2s时间内，振子做减速运动

D．在t=0.4s时，振子有最大的加速度

6．一简谐振动的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．质点的振动频率是

B．第末质点的速度是零

C．在内质点经过的路程是

D．在和两时刻，质点位移相等

7．如图所示是一弹簧振子，设向右为正方向，O为平衡位置，则（　　）

A．A→O时，位移为负，速度为正 B．O→B时，位移为正，加速度为负

C．B→O时，位移为负，速度为正 D．O→A时，位移为负，加速度为正

8．下表中给出的是做机械振动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动周期.则下列选项中正确的是

A．若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v

B．若乙表示位移x，则甲表示相应的速度v

C．若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v

D．若丁表示位移x，则丙表示相应的速度v

9．一根自由长度为的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为的物块P．在上再放一个质量也是的物块．系统静止后，系统静止后，弹簧长度为，如图所示．如果迅速向上移去．物块将在竖直方向做简谐运动．此后，弹簧的最大长度是（       ）

A． B． C． D．

10．弹簧振子做简谐运动，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧振子的周期为，振幅是

B．时，振子的加速度方向沿+x方向

C．到的时间内，振子的速度逐渐增大

D．到的时间内，振子的动能逐渐增大

11．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为x=0.1sin2.5πt(m)，t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下，t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判断正确的是(　　)

A．h=1.7m

B．简谐运动的周期是0.4s

C．0.6s内物块运动的路程是0.2m

D．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反

12．一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子如图所示，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为1Hz，现匀速转动摇把，转速为2r/s，则（　　）

A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s

B．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s

C．转速越大，弹簧振子的振幅就越大

D．当转速为240r/min时，弹簧振子的振幅最大

13．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则下列关于质点运动的说法中正确的是

A．质点做简谐运动的振幅为5cm

B．质点做简谐运动的周期为4s

C．在t＝4s时质点的速度最大

D．在t＝4s时质点的位移最大

14．如图所示小球挂在轻质弹簧下端在上下振动，小球B在竖直平面内以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的投影总和小球重合，已知小球的质量为，小球B做圆周运动半径为，角速度为，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧的劲度系数

B．小球和小球B的运动周期不相等

C．小球在最低点的回复力大小为

D．小球做简谐运动的加速度最大值为

15．如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，现将一个质量也为m的物体C从A的正上为一定高度处由静止释放，C和A相碰后的立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　）

A．若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低

B．C和A相碰后立即减速向下运动

C．B对地面的最大弹力为

D．简谐运动的振幅为

二、填空题（共4题）

16．如下图所示，在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动，质点A振动的周期是________s；t＝8 s时，质点A的运动沿y轴的________方向(填“正”或“负”)； 在t＝3 s时，质点偏离平衡位置的位移是________cm.

17．质点以O为平衡位置做简谐运动，它离开平衡位置向最大位移处运动的过程中，经0.15s第一次通过A点，再经0.1s第二次通过A点，再经___________s第三次通过A点，此质点振动的周期等于_________s，频率等于___________Hz。

18．如图所示，振子从平衡位置O点开始向右运动，在间做简谐运动，到P点时速率第一次等于v，经过时间通过路程后，速率第二次等于v，又经过时间通过路程后，速率第三次等于v，则该振子的振动周期______，振幅______。

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）

20．一个质点在ab间做机械振动，平衡位置是O点，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，再继续运动，又经过2s它第二次经过M点，则该质点简谐运动的周期？

21．一列振幅为2m、传播速度为5的简谐横波沿x轴传播，时刻，平衡位置处于原点O的质点运动到正向最大位移处，平衡位置处于B的质点恰好通过平衡位置向方向振动。如图所示，已知；

(1)若波沿x负方向传播，波长，求波的周期；

(2)若波沿x正方向传播，波长符合：，求从至时间内B处的质点通过的路程s。

22．合成与分解是物理常用的一种研究问题的方法，如研究复杂的运动就可以将其分解成两个简单的运动来研究。请应用所学物理知识与方法，思考并解决以下问题。

（1）如图1所示，将一小球以某速度从坐标轴原点O水平抛出，两束平行光分别沿着与坐标轴平行的方向照射小球，在两个坐标轴上留下了小球的两个“影子”，影子的位移和速度描述了小球在x、y两个方向的运动。不计空气阻力的影响。则：水平方向的“影子”做什么运动；竖直方向的“影子”做什么运动？

（2）如图2所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球在沿水平x轴的光滑杆上，能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。请结合以上实验，完成：

a．求小球B的线速度大小?

b．推导出小球A的周期表达式为。

23．如图（1），弹簧振子平衡位置为O， 振子在AB间作简谐振动，在图上画出振子在B点时加速度的方向和在A时的位移．

参考答案：

1．C

2．B

3．D

4．C

5．C

6．C

7．C

8．A

9．C

10．C

11．A

12．B

13．C

14．D

15．C

16．     4     正     -10

17．     0.7     0.8     1.25

18．         

19．          △L-     b     变大

20．16s     16/3s

21．(1)28s；(2)120m

22．（1）水平方向的“影子”做匀速运动；竖直方向的“影子”做自由落体运动；（2）a．；

b．小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。

根据圆周运动周期公式，小球B的运动周期

小球B的运动周期

所以小球A的振动周期为

23．