2.1 简谐运动同步练习 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．关于单摆，以下说法中正确的是（ ）. A．单摆振动不一定是简谐运动 B．最大摆角大于 5°时才算单摆 C．秒摆的周期正好是 1s D．单摆的回复力就是重力和绳子拉力的合力 2．关于简谐振动的加速度，下列说法正确的是 A．大小与位移成正比,方向周期变化一次 B．大小不变,方向始终指向平衡位置 C．大小与位移成正比,方向始终指向平衡位置 D．大小变化是均匀的,方向一周期变化一次 3．如图所示为一弹簧振子，O 为平衡位置，以向右为正方向，则振子在 B、C 之间振动时（ A． B � O 位移为负、速度为正 B． O � C 位移为正、速度为负 C． C � O 位移为负、速度为正 D． O � B 位移为正、速度为负 4．如图所示是某振子做简谐运动的图像，以下说法正确的是（　　） A．因为振动图像可由实验直接得到，所以振动图像就是振子实际运动的轨迹 B．振动图像反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹 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 点时的速度方向即该点的切线方向 5．质点所受的力 F 随时间 t 变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知 t=0 时，质点的速度为 零，则下列判断中正确的是（　　） A．0、t2、t4 时刻质点的加速度最大 B．t2 时刻质点的动能最大 C．t4 时刻质点回到出发点 D．质点做简谐运动 6．如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的 A、B 之间做往复运动，O 为平衡位置，下列说法正确的是（　 ） A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用 B．振子由 O 向 B 运动过程中，回复力的方向指向平衡位置 C．振子由 A 向 O 运动过程中，回复力逐渐增大 D．小球在往复运动过程中机械能守恒 7．一做简谐运动的弹簧振子，其质量为 m，最大速率为 v0。若从某时刻算起，在半个周期内，合外力（　 ） A．做功一定为 0 1 C．做功一定是 2 mv02 B．做功一定不为 0 1 D．做功可能是 0 到 2 mv02 之间的某一个值 8．如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知（　　） A．在 0.1s 时，振子的动能最小 B．在 0.2s 时，振子具有最大势能 C．在 0.35s 时，振子加速度方向为正方向 D．在 0.4s 时，位移为零，所以振动能量为零 9．弹簧振子在振动中通过平衡位置时（　　） A．速度最大 B．回复力最大 C．位移最大 D．加速度最大 10．下列说法正确的是(　　) A．法拉第发现了电流磁效应，奥斯特发现了电磁感应现象 B．变压器工作原理是利用互感现象 C．简谐运动的平衡位置就是合力为零的位置 D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律 11．匀速圆周运动是（　　） A．匀速运动 B．匀变速运动 C．变加速运动 D．简谐运动 12．关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是（ ） A．位移减少时，加速度减少，速度也减少 B．位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向跟位移方向 相同 D．物体向负方向运动时，加速度方向跟速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向跟速度方向相反 13．某弹簧振子如图所示，其中 A、B 均为振子偏离平衡位置的最大位移处，O 为平衡位置。在振子由 O 向 A 运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．振子偏离平衡位置的位移方向向左 B．振子偏离平衡位置的位移正在减小 C．弹簧的弹性势能正在减小 D．振子的速度正在减小 14．下列日常生活中常见情形中不属于机械振动的是（ ） A．水中浮标上下浮动 B．秋千的摆动 C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动 15．一个弹簧振子在 A、B 间做简谐运动，O 点为振子的平衡位置，如图所示。规定向右为正方向，当振 子向左运动经过 O 点时开始计时，则图中画出的振动图像正确的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题（共 4 题） 16．弹簧振子 （1）机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的_____运动，简称振动。 （2）弹簧振子：_____和弹簧组成的系统。 17．简谐运动的运动特征：靠近平衡位置时，x 减小，v___________；远离平衡位置时，x 都增大， v___________ 18．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________． 19．请同学们判定以下甲、乙、丙三个振动，其中_________（选填甲或乙或丙，可能多选也可能单选） 是简谐振动。 ① 把图甲中倾角为  的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，小球的往复运动 ② 粗细均匀的一条木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的筒中。把木筷往上提起一小段距离后放手，木 筷就在水中上下振动 ③ 光滑圆弧面上有一个小球，把它从最低点移开很小很小一小段距离，放手后，小球以最低点为平衡位置 左右振动。 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示，轻弹簧上面固定一质量为 m 的小球，小球在竖直方向上做简谐运动，振幅为 A，运动过程 的最高点弹簧正好为原长，则小球在振动过程中，由哪些力提供回复力？平衡位置在哪里？ 21．两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为 k1、k2，它们与一个质量为 m 的小球组成弹簧振子，静止 时，两弹簧均处于原长，如图所示．试证明弹簧振子做的运动是简谐运动． 22．劲度为 k 的轻弹簧上端固定一只质量为 m 的小球，向下压小球后释放，使小球开始作简谐运动。该过 程弹簧对水平面的最大压力是 1.6mg。求： （1）小球作简谐运动的振幅 A 是多大？ （2）当小球运动到最高点时，小球对弹簧的弹力大小和方向如何？ 23．如图所示为一弹簧振子在 A、C 间振动，图中黑点为振子球心的位置。 (1)画出振子位于 C 点时离开平衡位置 O 的位移； (2)标出振子位于 A 点时加速度的方向。 参考答案： 1．A 2．C 3．A 4．B 5．B 6．B 7．A 8．B 9．A 10．B 11．C 12．C 13．D 14．D 15．B 16． 往复 小球（或物体） 17． 增大 减小 18． 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 F1  F2 2k 19．甲乙丙 20． 小球振动过程中振幅为 A，且运动过程中的最高点时弹簧刚好为原长，则重力和弹力的合力提供回复力。 小球处于受力平衡位置时加速度为零，速度有最大值，即简谐运动的平衡位置在小球重力与弹簧弹力大小 相等的位置。 21． 以平衡位置为坐标原点建立坐标轴，设左右两边弹簧的弹力分别为 F1、F2，振子在平衡位置时 F 合＝F1＋ F2＝0，当振子离开平衡位置时，因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的力．设离开平衡位置的正 位移为 x，则振子所受的合力为 F＝－(k1x＋k2x)＝－(k1＋k2)x＝－kx，所以，弹簧振子的运动为简谐运动． 22．（1） 0.6mg ；（2） 0.4mg ，方向向上 k 23 ． (1) ； (2)