高二物理简谐运动练习题
高二物理 3-4 简谐运动 前三节练习题
简谐运动前三节综合练习1、关于机械振动的位移和平衡位置，一下说法正确的是（）A 平衡位置就是物体振动范围的的中心位置B 机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C 机械振动的物体运动路程越大，发生的位移也越大D 机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移2、简谐运动属于下列哪种性质的运动（）A 匀速运动B匀变速运动 C 非匀变速运动 D 机械振动/3、如图所示弹簧下端悬挂一个小球，上端固定，他们组成一个振动的系统，用手把钢球向上托起一定的距离，然后释放，钢球便上下振动起来，下列说法正确的是（）A 钢球的最低处为平衡位置B 钢球的最高处为平衡位置C 钢球速度为0处为平衡位置D 钢球原来静止的位置为平衡位置4、一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（）A、若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B、振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同D、振子每次通过同一位置时，加速度一定相同，速度不一定相同5、如图所示是某弹簧振子的振动图像，由图像可判断下列说法正确的是（）A、振幅是3cm/B、周期是4sC、4s末振子的速度沿x轴负方向D、第14s振子的速度最大6、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的是（）A、振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等B、振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C、振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供D、振子在运动过程中，系统的机械能守恒7、弹簧振子做简谐运动的过程中，下列说法正确的是（）A、在平衡位置时它的机械能最大/B、在最大位移时它的弹性势能最大C、从平衡位置到最大位移处它的动能减小D、从最大位移到平衡位置处它的机械能减小8、关于简谐运动物体的受力特点和运动规律，下列说法中正确的是（）A、回复力的方向总是跟离开平衡位置的位移方向相反B、速度的方向跟离开平衡位置的位移方向总是相同的C、振子越接近平衡位置，运动的越快，因而加速度越大D、振子在最大位移处，加速度最大，速度为零9、如图所示，一质点以O点位中心在AB之间做简谐运动，质点从O点开始运动，经过5s第一次经过M点，继续运动，又经过2s第二次经过M点，求质点第三次经过M点用多长时间？10、一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动，当振动平台处于什么位置时，物体对平台的正压力最大（）A、当振动平台运动到最高点的B、当振动平台向下运动过振动中心时C、当振动平台运动到最低点时D、当振动平台向上运动过振动中心时11、弹簧振子多次通过同一位置时，下述物理量变化的有（）A、位移B、速度C、加速度D、动能E、弹力12、如图所示，放在光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为m，振子以O为平衡位置，在B和C之间振动，设振子经过平衡位置时的速度为v，则它在由O→B→O→C得整个运动过程中，弹簧弹力对振子所做功的大小为（）A、2mv2B、﹣mv2/2C、3mv2D/、3mv2/213、如图所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为k1和k2，且k1=k，k2=2k，两弹簧均处于自然状态，令向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动，O为平衡位置（不计阻力），则下列判断正确的是（）A、m做简谐运动，OC=OBB、m做简谐运动，OC≠OBC、回复力F=﹣kxD、回复力F=﹣3kx14、如图所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中（）A、小球最大动能应等于mgAB、弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C、弹簧最大弹性势能等于2mgAD、小球在最低点时的弹力大于2mg15、如图为一水平弹簧振子的振动图像，由此可知（）A、在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B、在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C、在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小D、在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大16、做简谐运动的物体，当相对于平衡位置的位移为负值时（）A、速度一定为正值，加速度一定为负值B、速度一定为负值，加速度一定为正值C、速度不一定为正值，加速度一定为正值D、速度不一定为负值，加速度一定为负值17、一质点做简谐运动，图像如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况是（）A、沿负方向运动，且速度不断增大B、沿负方向运动，且位移不断增大C、沿正方向运动，且速度不断增大D、沿正方向运动，且加速度不断减小18、一简谐运动的图像如图所示，在0.1s到0.15s这段时间内（）A、加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B、加速度增大，速度变小，加速度和速度方向相反C、加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相同D、加速度减小，速度变大，加速度和速度方向相反19、一个质点做简谐运动的图像如图所示，则该质点（ ）A 、在0.035s 时速度为正值，加速度为负值B 、在0.04s 时速度最大，加速度为零C 、在0到0.01s 内，速度和加速度同向D 、在第二个0.01s 内，回复力做负功20、在光滑斜面上物块A 被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O 点，如图所示，现将A 沿斜面拉到B 点后无初速度释放，物体在BC 范围内做简谐运动，则下列正确的是（ ）A 、OB 越长，振动能量越大B 、在振动过程中，物体A 的机械能守恒C 、A 在C 点时，系统势能最大，在O 点时势能最小D 、A 在C 点时，系统势能最大，在B 点时势能最小21、一弹簧振子在振动过程中，振子经过a 、b 两点的速度相同，若它从a 到b 历时0.2s ，从b 再回到a 的最短时间为0.4s ，则振子的振动频率为（ ）A 、1HzB 、1.25HzC 、2HzD 、2.5Hz22、弹簧振子在t1时刻速度为v ，t2时刻速度也为v ，且方向相同，已知（t2—t1）小于周期T ，则（t2—t1）（v ≠0）（ ）A 、肯能大于四分之一周期B 、可能小于四分之一周期C 、一定小于四分之一周期D 、可能等于二分之一周期23、一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点，t=0时刻振子的位移x=﹣0.1m ；t=4/3s 时刻振子的位移为x=0.1m ；t=4s 时刻振子的位移x=0.1m 。
高二物理简谐运动
高二物理课时训练（015）简谐运动编制人祁凯审核人李圆圆做题人岳孝军班级＿＿＿学号＿＿＿＿姓名＿＿＿＿1.做简谐运动的物体先后运动到同一位置时，下列各物理量不同的是（）A．加速度B．速度C．动能D．势能2．一个做简谐运动的物体，每次具有相同的动能时，下列说法正确的是（）A．一定具有相同的势能B．一定具有相同的速度C．一定具有相同的加速度D．一定具有相同的位移3.（多选）下列说法正确的是（）A．做简谐运动的物体一定做机械振动B．机械振动就是简谐运动C．简谐运动就是弹簧振子的运动D．简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种4.(多选)弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手向下拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法正确的是()A.在小球运动的最低点B.在弹簧处于原长时的位置C.在小球速度最大时的位置D.在小球原来静止时的位置5.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6.一弹簧振子做简谐运动，有以下说法，其中正确的是()A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.振子每次经过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同C.振子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D.振子在平衡位置两侧对称的位置上，其速度、位移都反向7. (多选)如图乙所示为某质点做简谐运动的位移－时间图像，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是（）A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置运动B．质点在1.5 s时的位移达到最大C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大8.如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法正确的是（）A．如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线B．如果纸带不动，作出的振动图像是一条线段C．图示时刻，振子正经过平衡位置向左运动D．若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像9.如图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像（x－t图像），由图可推知，振子（）A．在t1和t3时刻具有相同的速度B．在t3和t4时刻具有相同的速度C．在t4和t6时刻具有相同的位移D．在t1和t6时刻具有相同的速度10.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（）A．小球在O位置时，动能最大，加速度最大B．小球在A、B位置时，势能最大，加速度最小C．小球从A经O到B的过程中，弹力先做正功后做负功D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小11.轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成了一个振动系统，称为竖直弹簧振子，如图甲所示。
高二物理简谐运动试题
高二物理简谐运动试题1.一弹簧振子的振动周期为0.25s，从振子由平衡位置向右运动时开始计时，则经过0.17s，振子的振动情况是（）A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．正在向左做加速运动D．正在向左做减速运动【答案】D【解析】由题意知t=0.17s处于和之间，即质点从平衡位置向左原理平衡位置振动，所以做减速运动，故选项D正确．【考点】简谐运动．2.如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图.若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时( ) A．质元Q和质元N均处于加速运动过程中B．质元Q和质元N均处于减速运动过程中C．质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中【答案】D【解析】因为质元P处于加速过程，所以质元P向平衡位置运动，由此可知波沿x轴负方向运动，所以质元Q沿y轴正方向运动，远离平衡位置，速度减小，质元N沿y轴正方向运动，靠近平衡位置，速度增大，故选项ABC错误D正确．【考点】波的传播；简谐运动中质点的振动．3.如图所示为一列简谐横波t＝0时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s。
则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为，此时刻起，质点c的振动方程是： ________________cm。
【答案】2:1 y= 15cos10πt【解析】由回复力可知；此时刻c质点位于波峰，其振幅为15cm，由图像可知波长，所以周期，所以，可知c质点的振动方程．【考点】回复力；振动方程．4.关于水平弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的是 ()．A．振动能量等于在平衡位置时振子的动能B．振动能量等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和C．振动能量保持不变D．振动能量做周期性变化【答案】ABC【解析】振动能量是振动系统的动能和势能的总和，选项B对；在平衡位置，弹性势能为零，所以振动能量等于振子的动能，选项A对；虽然振动能量中动能和势能不断相互转化，但是总和保持不变，所以选项C对、D错．5.做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x＝2sin(50πt＋)cm，则下列说法正确的是()．A．它的振幅为4 cmB．它的周期为0.02 sC．它的初相位是D．它在周期内通过的路程可能是2cm【答案】CD【解析】对照简谐运动的一般表达式x＝Asin知A＝2 cm，T＝0.04 s，φ＝，故A、B 错，C对，由表达式可以看到振动物体从到时在周期内通过路程为A，故D正确．6.电磁振荡与机械振动相比()．A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同【答案】D【解析】电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转化的过程，而机械振动是振子的动能和势能相互转化的过程，它们都是按正弦规律变化的，故D正确．7.一弹簧振子做简谐运动，在某段时间内其加速度越来越大，则在这段时间内A．振子在做匀加速运动B．振子正在向平衡位置运动C．振子的速度越来越小D．振子的速度方向与加速度方向相同【答案】C【解析】简谐运动过程中，距离平衡位置x越远，所受回复力F= -KX越大，根据牛顿第二定律，加速度越大。
人教版 高二物理 选修3-4 11.1简谐运动 试题(带解析)
11-1简谐运动一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1．下列说法中不正确的是( )A ．将单摆从地球赤道移到南(北)极，振动频率将变大B ．将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，其振动周期将变到原来的2倍C ．将单摆移至绕地球运转的人造卫星中，其振动频率将不变D ．在摆角很小的情况下，将单摆的振幅增大或减小，单摆的振动周期保持不变2．单摆的摆球做简谐运动，它经过平衡位置时正好遇到空中飘落下来的一些小雨滴，小雨滴的速度可以忽略而质量不能忽略．小雨滴均匀附着在摆球表面上，则摆球在以后的振动中有关物理量的变化情况是( )A ．最大速度不变，振幅不变，周期不变B ．最大速度会略变小，振幅会略变小，周期也略变小C ．最大速度会略变大，振幅会略变大，周期不变D ．最大速度会略变小，振幅会略变小，周期不变3．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v 1、v 2(v 1＞v 2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f 1，f 2和A 1，A 2，则( )A ．f 1＞f 2，A 1＝A 2B ．f 1＜f 2，A 1＝A 2C ．f 1＝f 2，A 1＞A 2D ．f 1＝f 2，A 1＜A 24．如图所示，质量为m 的A 和质量为M 的B 两物块用线捆在一起，B 与竖直悬挂的轻弹簧相连，它们一起在竖直方向上做简谐运动．在振动中两物块的接触面总处在竖直面内，设弹簧的劲度系数为k .当物块组振动中通过平衡位置时A 受到的静摩擦力大小为F f 0，当它们向下离开平衡位置的位移为x 时，A 受到的静摩擦力大小为F fx ，则应有( )A ．F f 0＝0B ．F f 0＝(M －m )gC ．F fx ＝mg ＋m M ＋m kxD ．F fx ＝mM ＋m kx －mg 5．我们经常见到这样的现象，正在脱水的洗衣机，脱水桶转得较快时，机身振动并不强烈，但切断电源后，某时刻t ，洗衣机机身振动反而强烈起来，随着脱水桶转速变慢，机身振动又减弱，这种现象说明( )A ．t 时刻，洗衣机惯性最大B ．洗衣机出现了故障，需维修C ．在t 时刻，转动周期等于洗衣机固有周期而发生共振D ．脱水桶衣物太多6．劲度系数为20 N/cm 的弹簧振子的振动图象如图所示，在图中A 点对应的时刻( )A ．振子所受的弹力大小为0.5 N ，方向指向x 轴负方向B ．振子的速度方向为x 轴正方向C ．在0～4 s 内振子做了1.75 次全振动D ．在0～4 s 内振子通过的路程为0.35 cm ，位移为07．细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2 摆长处有一个能挡住摆线的钉子A ，如图所示．现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放，对于以后的运动，下列说法中正确的是( )A ．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期大B ．摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C ．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D ．摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍8．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点振动频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．第4 s 末质点的速度是零D ．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同9．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( )A ．甲的振幅大于乙的振幅B ．甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D ．甲的最大速度大小乙的最大速度10．一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动，若从O 点开始计时，经过3 s 质点第一次经过M 点(如图所示)；再继续运动，又经过2 s 它第二次经过M 点；则该质点第三次经过M 点还需的时间是( )A ．8 s 或14 sB ．4 s 或8 sC ．14 s 或103 s D.103s 或8 s 二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O 点为单摆的悬点，现将小球(可视为质点)拉到A 点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC 之间来回摆动，其中B 点为运动中最低位置．∠AOB ＝∠COB ＝α，α小于10°且是未知量，图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线，且图中t ＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息(g取10 m/s2)求：(1)单摆的周期和摆长；(2)摆球质量及摆动过程中的最大速度．12．(15分)如图所示，A、B两物体的质量都为m，拉A物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k，若悬线突然断开后，A在水平面上做周期为T的简谐运动，当B落地时，A恰好将弹簧压缩到最短，求：(1)A振动时的振幅；(2)B落地时的速度．1解析：由单摆周期T ＝2πl g，南北两极处的重力加速度比赤道处大，周期变小，频率变大，A 正确；由mg ＝G Mm r 2知，从地面移至距地面高度为地球半径高度时，重力加速 度将变为原来的14，则周期变为原来的2倍，B 正确．人造卫星中的物体处于完全失重 状态，单摆不摆动，C 错误，单摆的周期与振幅无关，D 正确．答案：C2解析：小雨滴与摆球相互作用的过程动量守恒，最大速度v 会略变小．由v 2＝2gh 知， 振幅会略变小．但摆长不变，故周期不变．答案：D3解析：单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A 、B 错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C 正确、D 错误．答案：C4解析：当物块组通过平衡位置时，回复力为零，故Ff 0＝mg ，当它们向下离开平衡位置的位移为x 时，对A 、B 整体，有kx ＝(M ＋m )a ；对A ，则有Ff x －mg ＝ma ，两式联立 解得Ff x ＝mg ＋mkx M ＋m . 答案：C5解析：t 时刻机身质量不变，惯性不变，A 错．t 时刻振动强烈的根本原因是发生了共振，并非出现了故障或衣物过多，故B 、D 均错，C 正确．答案：C6解析：由图可知A 时刻在t 轴上方，位移x ＝0.25 cm ，所以弹力F ＝－kx ＝－5 N ，即弹力大小为5 N ，方向指向x 轴负方向，选项A 不正确；过A 点作图线的切线，该切线与 x 轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向为x 轴正方向，选 项B 正确．由图可知振子周期为2 s ，故0～4 s 内做了2次全振动，C 错；0～4 s 内路程为8×0.5 cm ＝4 cm ，位移为0，故D 错．答案：B7解析：由T ＝2πl g知，l 减小时T 减小，摆球摆至右侧时，摆长减小，周期变小，故A 错．因摆动中机械能守恒，故左、右两侧上升的最大高度相同，即选项B 对．由几何 知识知，摆球向右摆的最大偏角小于左侧最大偏角的两倍，故左、右两侧走过的最大弧 长不相等，故C 、D 错．答案：B8解析：由图象得T ＝4 s ，f ＝0.25 Hz ；A ＝2 cm ，选项A 错误．在第4 s 末质点处于平衡状态，速度最大，C 错误，在10 s 内质点的路程为s ＝t T ·4A ＝20 cm ，B 正确．在t ＝1 s 和t ＝3 s 的时刻，质点位移大小相等、方向相反，D 错误．答案：B9解析：由题意知，在细线末断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动的振幅是相等的，A 、B 错；两物体在平衡位置时的速度最 大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等 的，则质量大的速度小，所以C 正确、D 错误．答案：C10解析：设题图中a 、b 两点为质点振动过程的最大位移处，若开始计时时刻质点从O 点向右运动，O →M 运动过程历时3 s ，M →b →M 过程历时2 s ，显然T 4＝4 s ，T ＝16 s ．质 点第三次经过M 点还需要的时间Δt 3＝T －2＝16－2＝14 s ．若开始计时时刻质点从O 点向左运动，O →a →O →M 运动过程历时3 s ，M →b →M 运动过程历时2 s ，显然，T 2＋ T 4＝4 s ，T ＝163 s ．质点第三次再经过M 点所需要的时间Δt 3′＝T －2 s ＝163 s －2 s ＝103 s ，故C 正确．答案：C11解析：(1)由图乙可知：单摆周期T ＝0.4π s ．由公式T ＝2πl g可求得摆长l ＝0.4 m. (2)mg cos α＝F min ＝0.495 N.mg (l －l cos α)＝12mv 2m ，F max －mg ＝m v 2m l. 解得：m ＝0.05 kg, v m ≈0.283 m/s.答案：(1)0.4π s 0.4 m (2)0.05 kg 0.283 m/s12解析：(1)线断前，线的拉力F ＝mg ，设此时弹簧伸长为x 0，F cos 30°＝kx 0，得x 0＝ 3 mg 2k 线断后，在弹力作用下，A 做简谐运动的振幅为： A ＝x 0＝3mg 2k. (2)A 将弹簧压缩到最短经历的时间t 为 t ＝(12＋n )T (n ＝0,1,2…)在t 时间末B 落地，速度v 为v＝gt＝2n＋12gT(n＝0,1,2…)答案：(1)3 mg2k(2)2n＋12gT(n＝0,1,2…)。
高中物理简谐运动试题及答案
高中物理简谐运动试题及答案一、选择题1. 一个质点做简谐运动，其振动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A=0.2m，ω=2πrad/s，φ=π/3。
则该质点振动的周期为（）。
A. 0.5sB. 1sC. 2sD. 5s答案：B解析：根据振动方程x=Asin(ωt+φ)，周期T=2π/ω，代入ω=2πrad/s，可得T=2π/(2π)=1s。
2. 一个弹簧振子做简谐运动，其振幅为0.1m，周期为2s。
则该振子振动的角频率为（）。
A. π/2 rad/sB. π rad/sC. 2π rad/sD. 4π rad/s答案：B解析：根据周期T=2π/ω，代入T=2s，可得ω=2π/T=2π/2=πrad/s。
3. 一个质点做简谐运动，其振动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A=0.2m，ω=2πrad/s，φ=π/3。
则该质点振动的最大加速度为（）。
A. 0.4π m/s²B. 0.8π m/s²C. 1.6π m/s²D. 3.2π m/s²答案：C解析：根据简谐运动的加速度公式a=-Aω²sin(ωt+φ)，当sin(ωt+φ)=1时，a取最大值，即a_max=Aω²。
代入A=0.2m，ω=2πrad/s，可得a_max=0.2×(2π)²=1.6π m/s²。
4. 一个弹簧振子做简谐运动，其振幅为0.1m，周期为2s。
则该振子振动的最大速度为（）。
A. 0.1π m/sB. 0.2π m/sC. 0.4π m/sD. 0.8π m/s答案：C解析：根据简谐运动的速度公式v=Aωsin(ωt+φ)，当sin(ωt+φ)=1时，v取最大值，即v_max=Aω。
代入A=0.1m，ω=π rad/s，可得v_max=0.1×π=0.4π m/s。
二、填空题5. 一个质点做简谐运动，其振动方程为x=Asin(ωt+φ)，其中A=0.2m，ω=2πrad/s，φ=π/3。
高中物理 第十一章 机械振动 第1节 简谐运动作业高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校11.1简谐运动1.关于简谐运动下列说法正确的是( )A．简谐运动一是水平方向的运动B．所有的振动都可以看做是简谐运动C．物体做简谐运动时一可以得到正弦曲线形的轨迹线D．只要振动图像是正弦曲线，物体一做简谐运动解析：选D.物体的简谐运动并不一只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，A错．简谐运动是最简单的振动，B错．做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线，C错．物体振动的图像是正弦曲线，一是做简谐运动，D对．2.如图所示，弹簧振子以O为平衡位置，在B、C间振动，则( )A．从B→O→C→O→B为一次全振动B．从O→B→O→C→B为一次全振动C．从C→O→B→O→C为一次全振动D． OB的大小不一于OC解析：选AC.O为平衡位置，B、C为两侧最远点，则从B起经O、C、O、B 路程为振幅的4倍，即A说法对；若从O起始经B、O、C、B路程为振幅的5倍，超过一次全振动，即B说法错；若从C起经O、B、O、C路程为振幅的4倍，即C说法对；因弹簧振子的系统摩擦不考虑，所以振幅一，D错．3．物体做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则物体( ) A．在两点处的位移相同B．在两点处的速度可能相同C．在两点处的速率一相同D．在两点处的动能一相同E．在两点处的加速度一相同【解析】由于A、A′关于平衡位置对称，所以物体在A、A′点时位移大小相、方向相反；速率一相同，所以动能一相同．但速度方向可能相同也可能相反，加速度方向一相反．【答案】BCD4．如图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，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，位移为负，速度为负E．O→B，速度为负，加速度为正【解析】弹簧振子的位移是从平衡位置指向所在处的有向线段．由题意知向右为正方向，则振子在O点左侧时位移为负，在O点右侧时位移为正．速度正负的判断：如果方向向右则为正，向左则为负．B→O，位移为负，速度为正，A正确；O→C，位移为正，速度为正，B错误；C→O，位移为正，速度为负，C 错误；O→B，位移为负，速度为负，加速度为正，D、E正确．【答案】ADE5.如图所示为一个做简谐运动的弹簧振子的xt图象，在下列哪些时刻，位移和速度的方向相同( )A．1.4 s B．4.6 sC．4.2 s D．5 sE．6.2 s【解析】根据质点在下一时刻的位置来判断质点的速度方向．【答案】ACE6．一质点做简谐运动，如图所示，在0.2 s到0.3 s这段时间内质点沿________方向运动，且速度不断________．【解析】由图象可看出，在0.2 s到0.3 s这段时间内，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿着正方向由负的最大位移处向着平衡位置运动；又因为质点的速度方向是正方向，故质点做变加速运动，质点速度不断增大．【答案】正增大[能力提升]※7．如图,,当平台振动到什么位置时,A．当平台振动到最低点时B．当平台振动到最高点时C．当平台向上振动经过平衡位置时D．当平台向下振动经过平衡位置时8.如图所示，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？【解析】(1)分析图象可得a、b、e、f的位移均为1 cm.c、d点的位移都是－1 cm.故与a点位移相同的点为b、e、f三点．(2)由(1)可知，图象上的a、b、e、f点对质点运动到同一位置．图象上的c、d点对质点运动到关于O点对称的另一位置．故以上6个点的速度大小相．再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下．故与a点有相同速度的点为d和e.(3)图象上从a点到b点，对质点从正方向1 cm处先是到达2 cm处又返回到1 cm处，通过的路程为2 cm.从b点到c点，对质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm处，通过的路程也为2 cm，故从a点到c点总共通过的路程为4 cm.【答案】(1)b、e、f (2)d、e (3)4 cm9．如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P ，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P 就在纸带上画出一条振动曲线．若振动曲线如图乙所示，由图象判断下列说法正确的是( ) 甲 乙A ．振子偏离平衡位置的最大距离为10 cmB ．1 s 末到5 s 末振子的路程为40 cmC ．2 s 和4 s 末振子的位移相，运动方向也相同D ．振子在2 s 内完成一次往复性运动E ．振子在4 s 内完成一次往复性运动【解析】 由图象可知振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm ，4 s 内完成一次往复性运动，A 、E 对，D 错；1 s 末到5 s 末振子的路程是振子运动路径的总长40 cm ，故B 对；2 s 末和4 s 末振子位移均为零，位移相同，2 s 末振子向负方向运动，4 s 末振子向正方向运动，运动方向相反，故C 错误． 【答案】 ABE10.光滑的水平面上放有质量分别为m 和12m 的两木块，下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连，弹簧的另一端固在墙上，如图所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为f ，为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样振动，系统的最大位移为________．【解析】 质量分别为m 和12m 的两木块作为一个整体同步振动，两者具有共同的加速度，对于12m 物体，当两木块之间静摩擦力达最大值时其加速度达最大值2f m ，此时两木块组成的系统其加速度也达最大值2fm，弹簧弹力达最大值Fmax ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m ＋12m amax ＝3f ，此时系统的位移最大值为xmax ＝Fmax k ＝3f k .【答案】 3f k11.如图11120所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点在第2 s 末的位移是多少？ (2)质点振动过程中的最大位移为多少？ (3)在前4 s 内，质点经过的路程为多少？【解析】 (1)由xt 图象可以读出2 s 末质点的位移为零．(2)质点的最大位移在前4 s 内发生在1 s 末和3 s 末，位移大小为10 cm. (3)前4 s ，质点先朝正方向运动了距离为10 cm 的一个来回，又在负方向上运动了一个10 cm 距离的来回，故总路程为40 cm. 【答案】 (1)0 (2)10 cm (3)40 cm12．在心电图仪、地震仪仪器工作过程中，要进行振动记录，如图(甲)所示是一种常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录笔P ，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图11121(乙)所示．若匀速拉动纸带的速度为1 m/s ，作出P 的振动图象．甲 乙 【解析】题图(乙)中运动的位移值可以对不同的时刻，由x ＝vt 可知，当x ＝20 cm 时，对时间t ＝xv ＝0.2 s ，作出图象如图所示．【答案】 见解析。
高二物理【简谐运动】练习题
简谐运动考点一弹簧振子及弹簧振子的位移—时间图像1．对于做简谐运动的弹簧振子，下述选项不正确的为()A．振子通过平衡位置时，速度最大B．振子在最大位移处时，速度最大C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同B[振子经过平衡位置时速度最大，A正确；振子在最大位移处时速度最小，为零，B错误；同一位置相对于平衡位置的位移相同，C正确；动能是标量，振子经过同一位置时速度的大小相同，则动能相同，D正确．]2.(多选)如图为一个做简谐运动的弹簧振子的x-t图像，在下列哪些时刻，位移和速度的方向相同()A．1.4 s B．4.6 sC．4.2 s D．5 sE．6.2 sACE[根据质点在下一时刻的位置来判断质点的速度方向．]3．如图甲所示为一弹簧振子的振动图像，规定向右的方向为正方向，乙图中E为平衡位置，F、G为最大位移位置，试根据图像分析以下问题．甲乙(1)如图甲所示的振子振动的起始位置是________，从起始位置开始，振子向________(选填“右”或“左”)运动．(2)图甲中的O、A、B、C、D各对应图乙中的哪个位置，即O对应________，A对应________，B对应________，C对应________，D对应________．(3)在t＝2 s时，振子速度的方向与t＝0时速度的方向________(选填“相同”或“相反”)．(4)质点在前4 s内的位移等于________．[解析](1)由题图甲可知，起始位置位移为零，而位移是指由平衡位置指向振子所在位置的有向线段的长度，故起始位置应在平衡位置且向右运动．(2)O、B、D三点位移为零，对应平衡位置E，A点为正向最大位移处，对应位置为G，C点为负向最大位移处，对应位置为F.(3)t＝0时，切线斜率为正，说明振子向正方向运动，t＝2 s时，切线斜率为负，说明振子向负方向运动，则两时刻速度方向相反．(4)振子从平衡位置运动4 s，恰好又回到平衡位置，故位移为0.[答案](1)平衡位置右(2)E G E F E(3)相反(4)0考点二简谐运动及其图像4．如图，一弹性小球被水平抛出，在两个竖直且互相平行的平面间运动，小球落在地面之前的运动()A．是机械振动，但不是简谐运动B．是简谐运动，但不是机械振动C．是简谐运动，同时也是机械振动D．不是简谐运动，也不是机械振动D[该题考查振动和简谐运动的特点．机械振动具有往复的特性，可以重复地进行，小球在运动过程中，没有重复运动的路径，因此不是机械振动，当然也肯定不是简谐运动．]5．(多选)如图所示是质点做简谐运动的图像．由此可知()A．t＝0时，质点位移、速度均为零B．t＝1 s时，质点位移最大，速度为零C．t＝2 s时，质点位移为零，速度为负向最大值D．t＝4 s时，质点停止运动BC[该题考查利用图像分析位移和速度．t＝0时，速度最大，位移为零，A错误；t＝1 s时，质点位移最大，速度为零，B正确；t＝2 s时，质点经过平衡位置，位移为零，速度沿负方向最大，C正确；t＝4 s时，质点位移为零，速度最大，D错误．]6．(多选)一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知，t＝2.5 s时，质点的()A．速度沿负方向B．速度沿正方向C．质点正向平衡位置移动D．质点正远离平衡位置向最大位移处运动BC[根据振动的x-t图像可知，t＝2.5 s时位移x<0，且正在减小，对应振动情景如图所示．振子从负位移处向平衡位置运动，所以速度沿正方向且正在增大，位移沿负方向且正在减小，故B、C正确，A、D错误．]7．如图为某物体做简谐运动的图像，下列选项中正确的是()A．由P→Q位移在增大B．由P→Q速度在增大C．由M→N速度是先减小后增大D．由M→N位移始终减小A[简谐运动位移是以平衡位置为初始位置的，P→Q的过程位移在增大，速度在减小，故A项正确，B项错误；由M→N速度先增大后减小，故C项错误；M→N位移先减小后增大，故D项错误．]8．如图是某振子做简谐运动的图像，以下选项正确的是()A．因为振动图像可由实验直接得到，所以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B[振动图像表示振子位移随时间的变化规律，并不是振子实际运动轨迹，B正确，A、C错误．B点切线的方向不表示振子运动到B点时的速度方向，D 错误．]9.如图，简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图像上从a点到c点，质点经过的路程为多少？[解析](1)分析图像可得a、b、e、f的位移均为1 cm.c、d点的位移都是－1 cm.故与a点位移相同的点为b、e、f三点．(2)由(1)可知，图像上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置．图像上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置．故以上6个点的速度大小相等．再结合图像可以判断a、b、c、d、e、f 6个点的运动方向分别为正向、负向、负向、正向、正向和负向．故与a点有相同速度的点为d和e.(3)图像上从a点到b点，对应质点从正方向1 cm处先是到达2 cm处又返回到1 cm处，通过的路程为2 cm.从b点到c点，对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm处，通过的路程也为2 cm，故从a点到c点总共通过的路程为4 cm.[答案](1)b、e、f(2)d、e(3)4 cm(建议用时：15分钟)10．(多选)劲度系数为20 N/m的水平弹簧振子，它的振动图像如图所示，则图像上的P点反映出此时刻()A．弹簧振子的运动方向沿x轴正方向B．振子所受弹力为0.5 N，其方向沿x轴负方向C．由t＝0到图像上P点所示时刻振子所经过的路程为37.5 cmD．由t＝0到图像上P点所示时刻的这段时间内，振子运动的位移为2.5 cmABC[P点处斜率为正值，故运动方向沿x轴正方向，A正确；此时x＝2.5×10－2 m，由F＝kx有F＝0.5 N，方向指向平衡位置，即向负方向，B正确；由t＝0到图像上P点所示时刻振子所经过的路程为37.5 cm，而位移应为负方向2.5 cm，C正确，D错误．]11．在水平方向做简谐运动的质点，其振动图像如图所示，假设向右的方向为正方向，则物体的位移向左且速度向右的时间段是()A．0到1 s内B．1 s到2 s内C．2 s到3 s内D．3 s到4 s内D[位移向左表示位移为负值，速度向右表示速度为正值，物体正在由负的最大位移处向平衡位置移动，即3 s到4 s内，故选D.]12．装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示．将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图像可能正确的是()D[试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，开始时，试管由正向最大位移处开始运动，故正确选项为D.]13．如图所示，一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为m 的小球，弹簧的劲度系数为k ，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，则：(1)小球从放手运动到最低点，下降的高度为多少？(2)小球运动到最低点时的加速度大小为多少？[解析] (1)放手后小球到达平衡位置时，弹簧伸长了x ，则mg ＝kx ，x ＝mg k ，x 也是振动过程中球离平衡位置的最大距离，所以小球从放手运动到最低点，下降高度为2x ，即2mg k .(2)小球在最高点时只受重力，其加速度为g ，最低点和最高点对平衡位置的位移大小相等，故加速度大小相等为g .[答案] (1)2mg k (2)g。
高二物理 简谐运动的能量共振测试题
高二物理简谐运动的能量共振测试题一、选择题(每一小题6分,共54分)1.A 对做简谐运动的物体来说,当它通过平衡位置时,具有最大值的是() A .加速度B .势能C .动能D .回复力答案:C2.A 做简谐运动的物体,在运动到最大位移时,具有最大值的物理量是() A .加速度B .速度C .动能D .势能E .回复力答案:DE3.A 如果存在摩擦和空气阻力,那么任何物体的机械振动严格地讲都不是简谐运动,在振动过程中振幅、周期和机械能将( )A .振幅减小,周期减小,机械能减小B .振幅减小,周期不变,机械能减小C .振幅不变,周期减小,机械能减小D .振幅不变,周期不变,机械能减小答案:B4.A 摆动着的单摆,振幅会越来越小,对此所作的如下描绘中,正确的答案是() A .单摆做阻尼振动,在振动的过程中动能始终变小B .单摆做阻尼振动,在振动过程中机械能一定变小C .摆球向上摆动过程中,动能减小,势能增加,机械能可能不变D .摆球向上摆动过程中,增加的势能一定大于减少的动能答案:B5.A 一个水平弹簧振子,振子的质量为m ,当振子到达最大位移处时,立即给振子粘上一个质量为m 4的物体,让它们一起振动,那么( )A .振子的振幅变小B .振子的周期不变C .振子的机械能变大D .振子达到平衡位置的速度变小答案:D6.BA 、B 两个单摆,A 摆的固有频率为f ,B 摆的固有频率为4f ,假设让它们在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动,那么A 、B 两个单摆比拟( )A .A 摆的振幅较大,振动频率为fB .B 摆的振幅较大,振动频率为5fC .A 摆的振幅较大,振动频率为5fD .B 摆的振幅较大,振动频率为4f答案:B7.B 一船在海上以某速度朝东北方向行驶,正遇上自北向南的海浪,海浪每分钟拍打船体15次,船在水中振动的固有周期是6s ,为防止发生共振,以下可采用的四种措施中,最有效的是( )A .把船改向东航行,并使船速增大B .把船改向东航行,并使船速减小C.把船改向北航行,并使船速增大D.把船改向北航行,并使船速减小答案:C8.B如下关于共振的说法错误的答案是( )A.共振现象总是有害的,所以应尽量防止共振的发生B.队伍不能用整齐的步伐过桥,是为了防止产生周期性的驱动力,防止发生共振C.共振筛是通过改变驱动力的频率使它接近筛的固有频率,产生共振,提高筛除杂物的效率D.应用共振时,设法使驱动力频率跟受迫振动物体的固有频率接近或相等；防止共振危害时,设法使驱动力的频率跟受迫振动物体的固有频率相差很大答案:A9.B如下列图,在曲轴上悬挂一个弹簧振子,假设不转动把手,让振子上下振动,其振动周期为T1,现使把手以周期T2匀速转动(T2<T1),当运动稳定后那么( )A.弹簧振子振动周期为T1B.弹簧振子振动周期为2) TT(21C.要使弹簧振子振幅增大,可让把手转速减小D.要使弹簧振子振幅增大,可让把手转速增大答案:C10.B把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,筛子做自由振动时,完成10次全振动用时15s,在某电压下,电动偏心轮转速是36r/min增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量,可以增大筛子的固有周期,那么要使筛子的振幅增大,如下哪些做法是正确的( )A.提高输入电压B.降低输入电压C.增加筛子质量D.减小筛子质量答案:AC11.C如下列图,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为2Hz,然后匀速转动摇把,转速为240r/min当振子振动稳定后,振子的振动周期是( )A.0.5sB.0.25sC.2sD.4s答案:B二、填空题(每空6分,共24分)12.C如下列图,为某物体做受迫振动的共振曲线,从图中可知该物体振动的固有频率是______Hz在驱动力频率由150Hz增大到250Hz的过程中,物体振动的振幅变化趋势是______答案:200Hz,是由小到大,再由大到小13.C水平放置的弹簧振子由两个粘在一起的质量相等的物块组成,在振动过程中当弹簧拉得最长时,假设其中一个物块脱落,如此此弹簧的振幅将为原来的______倍,最大速率为原来的______倍答案:1,2三、计算题(每一小题11分,共22分)14.C 汽车沿一条起伏不平的公路行驶,路面上凸起处相隔的距离大约都是16m ,汽车的车身是装在弹簧上的,当汽车以8m /s 的速度行驶时,车身起伏振动的最强烈,如此弹簧的固有频率是多少?答案:0.5Hz15.C 如下列图是一单摆的共振曲线,该单摆的摆长约为多少?共振时单摆的振幅多大?共振时单摆摆球的最大加速度和最大速度各是多少?(g 取10m /s 2)答案:从共振曲线知,单摆的固有频率f =0.5Hz ,由lg 21f π= 得摆长1m m 5.014.3410f 4gl 2222=⨯⨯==π 发生共振时,单摆振动的振幅最大,A =8cm ,设摆线偏离竖直方向的最大偏角为θ,由机械能守恒定律得2m mv 21)cos 1(mgl =-θ 而很小时）θθθθ(2l A )2(222sin )cos 1(222≈≈=- 所以s /25m .0s /m 110108.0gl l A v m =⨯== 摆球运动到最高点时加速度最大 )s /m (8.0108.010l A ggsin a ,ma mgsin 2m m =⨯=≈==θθ。
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第十一章第1节简谐运动
班级姓名学号
一、选择题
1、下述说法中正确的是（）
A、工地上打桩的汽锤的运动是振动
B、电铃在打铃时铃锤的运动是振动
C、人走路时手的运动是振动
D、转动的砂轮的边缘上某点的运动是振动，圆心可以看作是振动中心
2、简谐振动属于哪种运动（）
A、匀速直线运动
B、匀变速直线运动
C、非匀变速运动
D、以上运动都可能
3、如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置作简谐振动，当它从C向O点运动的过程中，位移方向及其大小的变化是（）
A、向右，逐渐增大
B、向右，逐渐减小
C、向左，逐渐增大
D、向左，逐渐减小
4、一质点作简谐运动，图象如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内质
点的运动情况是（）
A、沿负方向运动，且速度不断增大
B、沿负方向运动的位移不断增大
C、沿正方向运动，且速度不断增大
D、沿正方向的加速度不断减小
二、填空题
5、一物体做简谐振动，根据物体受回复力和速度的大小的变化及方向可判定物体的运动性质，当物体指向平衡位置运动时，物体做运动，当物体背离平衡位置运动时，物体做运动。
三、计算、论述题
课本第5页3、4两题。