2.1简谐运动 训练题（含解析）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页人教版（2019）选择性必修一2.1简谐运动精选训练题一、单选题1．下列运动中可以看作机械振动的是（

）A．声带发声 B．音叉被移动C．火车沿斜坡行驶 D．秋风中树叶落下2．如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是（）A．在a点时加速度最大，速度最大B．在O点时速度最大，位移最大C．在b点时位移最大，速度最小D．在b点时加速度最大，速度最大3．如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是（）A．钢球运动的最高处为平衡位置 B．钢球运动的最低处为平衡位置C．钢球速度为零处为平衡位置 D．钢球原来静止时的位置为平衡位置4．关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是（）A．位移减小时，速度增大，加速度也增大B．位移方向总跟加速度方向相反，但跟速度方向相同C．物体远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同D．物体通过平衡位置时，回复力为零，故处于平衡状态5．对水平弹簧振子，下列说法正确的是()A．每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同B．通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值6．下列说法中正确的是（

）A．弹簧振子的运动是简谐运动B．简谐运动就是指弹簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动D．简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种7．做简谐运动的物体，在先后经过同一位置时，下列各量中可能不等的是（

）．A．加速度 B．速度 C．回复力 D．动能8．如图甲所示，为物块与轻质弹簧组成的弹簧振子，在竖直方向上做简谐运动。取竖直向上为正方向，该弹簧振子的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是（）A．时，振子向上振动B．到过程中，振子的速度增大C．和时，振子的加速度相同D．和时，振子的速度相同9．下列运动中不属于机械振动的是（

）A．树枝在风的作用下运动 B．竖直向上抛出的物体的运动C．说话时声带的运动 D．爆炸声引起窗扇的运动10．弹簧振子作简谐运动，在平衡位置O两侧A、B间振动，当时间t=0时，振子位于B点，若规定向右的方向为正方向，则下图中哪个图象表示振子相对平衡位置的位移随时间变化的关系A．A B．B C．C D．D11．某弹簧振子的振动图象如图所示．根据图象判断，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－20cmC．第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反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12．一个质点做简谐运动，其位移随时间变化的s-t图像如图。以位移的正方向为正，该质点的速度随时间变化的v-t关系图像为（）A． B． C． D．二、填空题13．被拍打的篮球上下运动不是简谐运动()14．物体在某一中心位置_________所做的_______叫做机械振动，其中心位置又称______.15．描述简谐运动特征的公式是x＝_______．自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下．若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动________（填“是”或“不是”）简谐运动．16．一质点在平衡位置O点附近做简谐运动，它离开O点向着M点运动，0.3s末第一次到达M点，又经过0.2s第二次到达M点，再经过_________s质点将第三次到达M点，若该质点由O出发在4s内通过的路程为20cm，该质点的振幅为_________cm17．如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F－t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象．(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的；(2)由图乙所示的F—t图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s；(3)结合F—t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．三、解答题18．滑板运动非常有趣。如图所示，某同学踩着滑板在弧形滑道的内壁来回滑行。滑板的这种运动可视为振动吗？若可以，它的平衡位置在哪里？19．如图，两人合作，模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线，使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于的方向水平振动，另一个人沿的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的图像。请完成这个实验，并解释：横坐标代表什么物理量？纵坐标代表什么量？为什么必须匀速拖动白纸？如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上应该怎样标出坐标的刻度？20．如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像，以竖直向上为正方向。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有多大？(2)在1.5s和2.5s两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2s末的位移是多少？在前4s内的路程是多少？21．如图所示，A、B质量分别为mA=1kg，mB=2kg，AB间用弹簧连接着，弹簧劲度系数k=100N/m，轻绳一端系在A上，另一端跨过定滑轮，B为套在轻绳上的光滑圆环，另一圆环C固定在桌边，B被C挡住而静止在C上，若开始时作用在绳子另一端的拉力F为零，此时A处于静止且刚没接触地面．现用恒定拉力F=15N拉绳子，恰能使B离开C但不能继续上升，不计摩擦且弹簧没超过弹性限度，求（1）B刚要离开C时A的加速度，并定性画出A离地面高度h随时间变化的图像．（2）若把拉力F改为F=30N，则B刚要离开C时，A的加速度和速度．22．学习了简谐运动的规律之后，请你谈一谈为什么最好用气垫导轨来做如图所示的实验。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．A【详解】A．根据机械振动的定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动；声带的振动发出声音是在其平衡位置附近的振动，A正确；BC．音叉被移动、火车沿斜坡行驶都是单方向的运动，不是在其平衡位置附近的振动，BC错误；D．秋风中树叶落下不是在其平衡位置附近作往复运动，D错误。BCD错误，A正确。故选A。2．C【详解】B．O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点时加速度为零，位移为零，速度最大，故B错误；ACD．振子在a、b两点时，位移最大，加速度最大，速度为零，故AD错误，C正确。故选C。3．D【详解】钢球在竖直方向做简谐运动，平衡位置为重力和弹簧弹力相等的位置，即钢球原来静止的位置为平衡位置，在平衡位置处速度最大，故ABC错误，D正确。故选D。4．C【详解】A．位移减小时，速度增大，加速度减小，故A错误；BC．位移方向总跟加速度方向相反；当物体远离平衡位置时，位移方向与速度方向相同，当物体靠近平衡位置时，位移方向与速度方向相反，故B错误，C正确；D．物体通过平衡位置时，回复力为零，但合外力不一定为零，所以不一定处于平衡状态，故D错误。故选C。5．A【详解】A．弹簧振子的运动具有重复性，经过任意位置（除最大位移处）速度有来回两个相反的方向，所以经过同一位置速度不一定相同，但加速度一定相同，故A正确；B．振子每次通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误；C．振子每次通过平衡位置时，加速度为零，故相同；但速度有两个相反的方向，不一定相同，故C错误；D．若位移为负值，则速度可正可负还可以为零，故D错误。故选A。6．A【详解】A．弹簧振子的运动是周期性的往返运动，属于简谐运动，故A正确；B．简谐运动并不只是弹簧振子的运动，单摆的运动也是简谐运动，故B错误；C．简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化，不是匀变速运动，故C错误；D．匀速直线运动才是机械运动中最简单、最基本的运动，故D错误.故选A。7．B【详解】AC．由F=-kx，物体每次通过同一位置时，位移一定相同，回复力也一定相同，所以回复力一定相同，根据简谐运动的特征可知，物体每次通过同一位置时，位移一定相同，加速度也一定相同，故AC错误；BD．做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，速度可能有两种方向，而速度是矢量，所以速度不一定相同，但速度大小一定相等，所以动能一定相等，故B正确，D错误。故选B。8．C【详解】A．由图象可知，时，振子处于平衡位置，速度最大，向负方向运动，即振子向下振动，故A错误；B．时，振子处于负向的最大位移处，所以到过程中，振子由平衡位置向下运动到负向的最大位移处。在平衡位置时，振子的速度最大；在最大位移处，振子的速度为0，所以振子的速度减小，故B错误；CD．在和时，振子的加速度方向竖直向下，速度方向不同：时速度竖直向上，时速度竖直向下，故C正确，D错误。故选C。9．B【详解】物体（或物体的某一部分）在某一位置附近的往复运动称为机械振动，树枝的运动、声带的运动以及窗扇的运动均是在其平衡位置附近的振动，只有竖直向上抛出的物体的运动不是在其平衡位置附近的振动。故选B。10．D【详解】简谐运动的位移是指相对平衡位置的位移，是从平衡位置到末位置的有向线段；t=0时刻，位移为正的最大值；简谐运动的位移随着时间按照余弦规律变化．故D正确，ABC错误．故选D.11．D【详解】由图知，第1s内振子远离平衡位置的向正的最大位移方向运动，位移与速度方向相同．故A错误．质点振在第2s末回到平衡位置，位移是0．故B错误．质点第2s末的位移是0，第3s末振子相对于平衡位置的位移是负的最大．故C错误．由图可得，第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，第1s内远离平衡位置运动，第2s内向着平衡位置运动，所以瞬时速度方向相反．故D正确．12．A【详解】由s-t图像可知，t=0时刻，质位于正的最大位移处，速度为零，而在时刻，恰好位于平衡位置，速度为负的最大值，在时刻，恰好位于负的最大位移处，速度刚好减为零；在时刻，又恰好回到平衡位置，速度为正的最大值。故选A。13．正确【详解】根据质点做简谐运动的条件可知，做简谐运动的条件是回复力为F=-kx，被拍打的篮球上下运动显然不是简谐运动。故此说法正确。14．

两侧

往复运动

平衡位置【详解】[1][2]物体（或物体的一部分）在某一中心位置的两侧所做的往复运动叫做机械振动；[3]中心位置又称平衡位置，即当物体不再做往复运动时，最终停下来的位置。15．

不是【详解】试题分析：简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律，其运动表达式为：，篮球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律，所以不是简谐运动．考点：简谐运动；简谐运动的回复力和能量．16．

1.4

2【详解】[1]运动过程如图所示，振子第三次通过M点需要经过的时间为；[2]质点振动周期为，故解得17．

弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力)

0.4

【详解】（1）[1]对滑块进行受力分析，滑块的合力为：弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回复力．（2）[2]由图可以看出周期为0.4s（3）[3]根据胡克定律：，振幅18．可以看成振动；弧形滑道的最低点为平衡位置。【详解】可以看成振动，在平衡位置附近的往复运动即为振动，滑板运动在弧形滑道的内壁来回滑行，以弧形滑道的最低点为平衡位置，属于振动。19．横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。【详解】笔尖振动周期一定，根据白纸上记录的完整振动图象的个数可确定出时间长短，所以白纸上横轴上的坐标代表时间，纵坐标代表笔尖离开平衡位置的位移；由x=vt可知，匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间；如果拖动白纸的速度是，在横坐标轴上运动1m用时间为即在横轴距离坐标原点位置1m处的刻度为20s，依次类推。20．(1)10cm；(2)竖直向下，竖直向下；(3)0，40cm【详解】(1)由图像上的信息，结合质点的振动过程可知：质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值，为10cm。(2)从1.5s到2s时间间隔内，质点位移x>0，且减小，因此是向平衡位置运动，即竖直向下运动；从2.5s到3s时间间隔内，位移x＜0，且|x|增大，因此是背离平衡位置运动，即竖直向下运动。(3)质点在第2s末时，处在平衡位置，因此位移为零；质点在前4s内完成一个周期性运动，其路程为4×10cm=40cm。21．（1）15m/s2，；（2）0，3m/s【详解】解：（1）B刚要离开C的时候，弹簧对B的弹力N=mBg，A的受力图如图所示，由牛顿第二定律mAg+N-F=mAaA可得aA==15m/s2A物体的运动为简谐运动，平衡位置为A所受合力为零的位置，此时弹簧的弹力为5N，弹簧处于压缩，压缩量为0.05m