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鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 振动的描述同步训练题
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 振动的描述同步训练题，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．某振子做简谐运动的表达式为，则该振子振动的振幅和周期为（ ）
A．2cm，1sB．2cm，2πs
C．1cm，D．以上全错
2．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
3．有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是（ ）
A．图①可作为该物体的速度v-t图象
B．图②可作为该物体的回复力F-t图象
C．图③可作为该物体的回复力F-t图象
D．图④可作为该物体的加速度a-t图象
4．如图为某物体做简谐运动的图象，在所画曲线的范围内，下列说法正确的是（ ）
A．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的回复力与0.4s时刻的回复力相同
B．0.6s、1.2s、1.4s时刻物体的速度与0.4s时刻的速度相同
C．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的动能与0.4s时刻的动能相同
D．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的加速度与0.4s时刻的加速度相同
5．如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5sin（10πt＋） cm。下列说法不正确的是（ ）
A．MN间距离为10 cm
B．振子的运动周期是0.2 s
C．t＝0时，振子位于N点
D．t＝0.05 s时，振子具有最大加速度
6．一个做简谐运动的物体，频率为25Hz，那么它从一侧最大位移的中点，振动到另一侧最大位移的中点所用的时间（ ）
A．等于0.01sB．一定小于0.01sC．可能大于0.01sD．无法确定
7．如图所示，一质量为m的木块放在质量为M的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是Ffm，在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动，为使小车能跟木块一起振动，不发生相对滑动，则简谐运动的振幅不能大于（ ）
A．B．
C．D．
8．如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．振子做简谐运动的表达式为
B．t=0.8s时，振子的速度方向沿方向
C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同
D．t=0.4s时振子在点位置，时振子在点位置
9．如图甲所示，水平的光滑杆左端固定一轻质弹簧，一个小球穿过杆与弹簧的另一端拴接，已知小球的质量为，弹簧的劲度系数为，将小球沿水平方向拉至某一位置后由静止释放，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的振动频率为
B．小球的振幅是
C．图中A点对应的时刻，小球的速度方向指向轴的负方向
D．图中A点对应的时刻，小球的加速度大小为，方向指向x轴的负方向
10．如图所示为一水平方向弹簧振子的振动图象，弹簧的劲度系数为20 N/cm，下列说法正确的是
A．在0～4 s内振子做了1.75次全振动
B．在0～4 s内振子通过的路程为35 cm
C．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向+x轴方向，且处于减速运动阶段
D．图中A点对应的时刻振子所受的弹力大小为50 N，方向指向+x方向
11．如图所示，一条轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面各处动摩擦因数相同，弹簧无形变时，物块位于O点。今先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放，物块都能运动到O点左方，设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Q1和Q2点，则Q1和Q2点（ ）
A．都在O点处
B．都在O点右方，且Q1离O点近
C．都在O点右方，且Q2离O点近
D．都在O点右方，且Q1、Q2在同一位置
12．一质点做简谐运动的图像如图所示，则该质点（ ）
A．在0.015s时，速度和加速度都沿x轴负方向
B．在第八个0.01s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大
C．在0~0.5s内，走过的路程为2m
D．在0.01s至0.03s内，速度先沿x轴负方向后沿x轴正方向，而加速度始终沿x轴正方向
13．如图所示，为一质点做简谐运动的图象，由图象可知（ ）
A．质点的运动轨迹为正弦曲线
B．在 t=0.1s 时，质点的速度最大
C．在 t=0.25s 时，质点的速度方向与位移方向相同
D．质点运动过程中，振幅为 0.2cm
14．一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为振子平衡位置，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(t =0)，经3/4 倍周期，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(x表示振子离开平衡位置的位移)，能正确反映振子振动情况的是( )
A．B．C．D．
15．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面顶端固定一劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另外一端连接一质量为m，带电为的小球P（视为质点），斜面底端固定一带电小球S，带电量为，当小球P静止时，两者相距r。现突然将小球S移走，小球P做简谐运动，已如静电力常量为k，弹簧的原长为，则（ ）
A．小球P回复力满足，式中k为静电力常量
B．小球P简谐运动的振幅为
C．简谐运动平衡位置距离斜面顶端
D．若不撤去小球S，给小球P沿斜面向下的初速度，小球P仍做简谐运动
二、填空题（共4题）
16．如图所示为一弹簧振子的振动图象，该振子简谐运动的表达式为______，该振子在前100s的路程是______cm。
17．简谐运动的能量转化
弹簧振子运动的过程就是______和______互相转化的过程．
（1）在最大位移处，______最大，______为零．
（2）在平衡位置处，______最大，______最小．
18．质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是_____
A．该质点振动的周期为0.8s
B．t＝0.2s时，质点的加速度最大
C．质点在一个周期内通过的路程为16cm
D．在t＝0和t＝0.4s时，质点所受的回复力相同
E．t＝0.3s时，质点的速度方向沿x轴的负方向
19．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端连接质量为m的小钢球。现用手把球向上托起，使球从弹簧原长处由静止释放，小球将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时，取竖直向下为正方向，小球的振动图像如图乙所示。已知重力加速度为g=10m/s2。小球在0.4s时的加速度为___________m/s2，在0~8s时间内，小球运动的路程为___________m。
三、综合题（共4题）
20．将气垫导轨倾斜放置，倾角为θ＝30°，质量为m＝5×10－2 kg的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图(a)所示．从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的x-t图象如图(b)所示，物块的振幅为A(未知)．已知弹簧振子的周期T＝2π，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，取g＝10 m/s2.
(ⅰ)求物块振动的位移表达式；
(ⅱ)若让物块振动的振幅为2cm，请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式．
21．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动．在t=0时刻，振子从OB间的P点以速度v向B点运动；在t=0.2s时刻，振子速度第一次变为-v；在t=0.5s时刻，振子速度第二次变为-v。则
（1）弹簧振子振动周期T为多少？
（2）若B、C间距离为25cm，振子在4.0s内通过的的路程l为多少？
（3）若B、C间距离为10cm，从B点开始计时，规定O到B为正方向，求弹簧振子位移表达式。
22．一位游客在重庆长寿湖边欲乘游船体验美景，当日风浪较大，游船上下浮动。若把游船的上下浮动简化为竖直方向的简谐运动，已知该简谐运动的振幅为，周期为。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。只要甲板与码头地面的高度差不超过，游客都能舒适地登船。现在以游船刚好上升到甲板与码头地面平齐为计时起点。求：
（1）游船做简谐运动的振动方程；
（2）在的时间里，游客能舒适地登船的总时间。
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．C
4．C
5．D
6．C
7．A
8．A
9．D
10．C
11．D
12．D
13．B
14．A
15．B
16． x=5sintcm 500cm
17． 动能 势能 势能 动能 动能 势能
18．ACE
19． 1.20
20．(ⅰ)x＝0.012 5cs 20t m ；(ⅱ)F＝－20x N(－0.02 m≤x≤0.02 m)
21．（1）T=1s；（2）l=200cm； （3）cm
22．（1）（m）；（2）
23．
1．某振子做简谐运动的表达式为，则该振子振动的振幅和周期为（ ）
A．2cm，1sB．2cm，2πs
C．1cm，D．以上全错
2．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
3．有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是（ ）
A．图①可作为该物体的速度v-t图象
B．图②可作为该物体的回复力F-t图象
C．图③可作为该物体的回复力F-t图象
D．图④可作为该物体的加速度a-t图象
4．如图为某物体做简谐运动的图象，在所画曲线的范围内，下列说法正确的是（ ）
A．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的回复力与0.4s时刻的回复力相同
B．0.6s、1.2s、1.4s时刻物体的速度与0.4s时刻的速度相同
C．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的动能与0.4s时刻的动能相同
D．0s、0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s时刻物体的加速度与0.4s时刻的加速度相同
5．如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5sin（10πt＋） cm。下列说法不正确的是（ ）
A．MN间距离为10 cm
B．振子的运动周期是0.2 s
C．t＝0时，振子位于N点
D．t＝0.05 s时，振子具有最大加速度
6．一个做简谐运动的物体，频率为25Hz，那么它从一侧最大位移的中点，振动到另一侧最大位移的中点所用的时间（ ）
A．等于0.01sB．一定小于0.01sC．可能大于0.01sD．无法确定
7．如图所示，一质量为m的木块放在质量为M的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是Ffm，在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动，为使小车能跟木块一起振动，不发生相对滑动，则简谐运动的振幅不能大于（ ）
A．B．
C．D．
8．如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．振子做简谐运动的表达式为
B．t=0.8s时，振子的速度方向沿方向
C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同
D．t=0.4s时振子在点位置，时振子在点位置
9．如图甲所示，水平的光滑杆左端固定一轻质弹簧，一个小球穿过杆与弹簧的另一端拴接，已知小球的质量为，弹簧的劲度系数为，将小球沿水平方向拉至某一位置后由静止释放，小球的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的振动频率为
B．小球的振幅是
C．图中A点对应的时刻，小球的速度方向指向轴的负方向
D．图中A点对应的时刻，小球的加速度大小为，方向指向x轴的负方向
10．如图所示为一水平方向弹簧振子的振动图象，弹簧的劲度系数为20 N/cm，下列说法正确的是
A．在0～4 s内振子做了1.75次全振动
B．在0～4 s内振子通过的路程为35 cm
C．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向+x轴方向，且处于减速运动阶段
D．图中A点对应的时刻振子所受的弹力大小为50 N，方向指向+x方向
11．如图所示，一条轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面各处动摩擦因数相同，弹簧无形变时，物块位于O点。今先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放，物块都能运动到O点左方，设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Q1和Q2点，则Q1和Q2点（ ）
A．都在O点处
B．都在O点右方，且Q1离O点近
C．都在O点右方，且Q2离O点近
D．都在O点右方，且Q1、Q2在同一位置
12．一质点做简谐运动的图像如图所示，则该质点（ ）
A．在0.015s时，速度和加速度都沿x轴负方向
B．在第八个0.01s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大
C．在0~0.5s内，走过的路程为2m
D．在0.01s至0.03s内，速度先沿x轴负方向后沿x轴正方向，而加速度始终沿x轴正方向
13．如图所示，为一质点做简谐运动的图象，由图象可知（ ）
A．质点的运动轨迹为正弦曲线
B．在 t=0.1s 时，质点的速度最大
C．在 t=0.25s 时，质点的速度方向与位移方向相同
D．质点运动过程中，振幅为 0.2cm
14．一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为振子平衡位置，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(t =0)，经3/4 倍周期，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(x表示振子离开平衡位置的位移)，能正确反映振子振动情况的是( )
A．B．C．D．
15．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面顶端固定一劲度系数为的绝缘轻质弹簧，弹簧另外一端连接一质量为m，带电为的小球P（视为质点），斜面底端固定一带电小球S，带电量为，当小球P静止时，两者相距r。现突然将小球S移走，小球P做简谐运动，已如静电力常量为k，弹簧的原长为，则（ ）
A．小球P回复力满足，式中k为静电力常量
B．小球P简谐运动的振幅为
C．简谐运动平衡位置距离斜面顶端
D．若不撤去小球S，给小球P沿斜面向下的初速度，小球P仍做简谐运动
二、填空题（共4题）
16．如图所示为一弹簧振子的振动图象，该振子简谐运动的表达式为______，该振子在前100s的路程是______cm。
17．简谐运动的能量转化
弹簧振子运动的过程就是______和______互相转化的过程．
（1）在最大位移处，______最大，______为零．
（2）在平衡位置处，______最大，______最小．
18．质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是_____
A．该质点振动的周期为0.8s
B．t＝0.2s时，质点的加速度最大
C．质点在一个周期内通过的路程为16cm
D．在t＝0和t＝0.4s时，质点所受的回复力相同
E．t＝0.3s时，质点的速度方向沿x轴的负方向
19．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端连接质量为m的小钢球。现用手把球向上托起，使球从弹簧原长处由静止释放，小球将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时，取竖直向下为正方向，小球的振动图像如图乙所示。已知重力加速度为g=10m/s2。小球在0.4s时的加速度为___________m/s2，在0~8s时间内，小球运动的路程为___________m。
三、综合题（共4题）
20．将气垫导轨倾斜放置，倾角为θ＝30°，质量为m＝5×10－2 kg的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图(a)所示．从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的x-t图象如图(b)所示，物块的振幅为A(未知)．已知弹簧振子的周期T＝2π，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，取g＝10 m/s2.
(ⅰ)求物块振动的位移表达式；
(ⅱ)若让物块振动的振幅为2cm，请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式．
21．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动．在t=0时刻，振子从OB间的P点以速度v向B点运动；在t=0.2s时刻，振子速度第一次变为-v；在t=0.5s时刻，振子速度第二次变为-v。则
（1）弹簧振子振动周期T为多少？
（2）若B、C间距离为25cm，振子在4.0s内通过的的路程l为多少？
（3）若B、C间距离为10cm，从B点开始计时，规定O到B为正方向，求弹簧振子位移表达式。
22．一位游客在重庆长寿湖边欲乘游船体验美景，当日风浪较大，游船上下浮动。若把游船的上下浮动简化为竖直方向的简谐运动，已知该简谐运动的振幅为，周期为。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。只要甲板与码头地面的高度差不超过，游客都能舒适地登船。现在以游船刚好上升到甲板与码头地面平齐为计时起点。求：
（1）游船做简谐运动的振动方程；
（2）在的时间里，游客能舒适地登船的总时间。
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．C
4．C
5．D
6．C
7．A
8．A
9．D
10．C
11．D
12．D
13．B
14．A
15．B
16． x=5sintcm 500cm
17． 动能 势能 势能 动能 动能 势能
18．ACE
19． 1.20
20．(ⅰ)x＝0.012 5cs 20t m ；(ⅱ)F＝－20x N(－0.02 m≤x≤0.02 m)
21．（1）T=1s；（2）l=200cm； （3）cm
22．（1）（m）；（2）
23．
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