2.1 简谐运动 分层练习 -2025--2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

2.1 简谐运动 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 拔高提升：进阶训练，聚焦核心，提炼重难 思维拓展：情景构建，素养提升，高阶训练 ( 基础巩固 1 ) 1.做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( ) A.位移 B.速度 C.加速度 D.回复力 2.关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A.物体位移方向总和速度方向相反 B.物体位移方向与回复力方向相反 C.物体到达平衡位置时，速度为零 D.物体在平衡位置时，合力一定为零 3.关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A.加速度方向总和位移方向相同 B.平衡位置就是回复力为零的位置 C.物体到达平衡位置时，合力一定为零 D.速度方向总和回复力方向相同 4.简谐运动的振动图像是( ) A.抛物线 B.直线 C.正弦曲线 D.双曲线 5.关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A.位移的方向总指向平衡位置 B.加速度方向总和位移方向相反 C.位移方向总和速度方向相反 D.速度方向跟位移方向相同 ( 拔高提升 2 ) 6.下列关于简谐运动回复力的说法正确的是( ) A.回复力是使物体回到平衡位置的力 B.回复力可以是恒力 C.回复力的方向总是跟物体离开平衡位置的位移方向相同 D.回复力的方向总是跟物体的速度方向相反 7.关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A.简谐运动是最基本的振动 B.所有的振动都可以看作简谐运动 C.简谐运动一定是水平方向的运动 D.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线 8.做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过同一位置时，下列物理量可能不相同的是( ) A.动能 B.速度 C.弹簧的弹性势能 D.回复力 9.如图所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。当注射器摆动时，沿着垂直于摆动方向匀速拖动木板，注射器在木板上留下墨汁图样。则注射器通过( ) A.B点时向左摆动 B.C点时的速度最大 C.A点时的回复力最大 D.D点时的加速度最大 ( 思维拓展 3 ) 10.一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内( ) A.振子的速度越来越大 B.振子正在向平衡位置运动 C.振子的速度方向与加速度方向一致 D.以上说法都不正确 11.为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法( ) A.振幅适当加大 B.摆长适当加长 C.摆球质量增大 D.将单摆从上海移到北京 12.两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为8f，若它们均在频率为9f的驱动力作用下做受迫振动，则( ) A.振子甲的振幅较大，振动频率为f B.振子乙的振幅较大，振动频率为9f C.振子甲的振幅较大，振动频率为9f D.振子乙的振幅较大，振动频率为8f 13.光滑圆弧面上有一个小球，小球静止时位于C点，把小球从C点移至A点由静止释放，放手后小球开始在A、E之间来回运动，B、D分别为圆弧AC、CE的中点，圆弧AE远小于圆弧半径，不计空气阻力，则下列说法正确的是( ) A.小球在B点的速度一定与其在D点的速度等大同向 B.小球在B点的加速度一定与其在D点的加速度等大反向 C.小球由A点运动到B点的时间可能与其由B点运动到C点的时间相同 D.小球运动到C点时的加速度大小不为0 14.如图所示，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动。在小球运动到O的过程中，小球的( ) A.速度不断增大，加速度不断增大 B.速度不断减小，加速度不断增大 C.速度不断增大，加速度不断减小 D.速度不断减小，加速度不断减小 15.如图所示，弹簧振子在光滑的水平杆上做简谐运动，是最大位移处，O是平衡位置。下列说法中正确的是( ) A.振子在两点处加速度相同 B.振子由a向O运动时，加速度方向与速度方向相同 C.振子由O向b运动时，速度和加速度越来越大 D.振子由O向a运动时，回复力与加速度方向相反 16.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点.从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度.能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是( ) A. B. C. D. 答案以及解析 基础巩固 1.答案：B 解析：A.振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误; B.由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确; C.加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误; D.回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误。 故选:B。 2.答案：B 解析：物体的位移方向与速度方向可能相同，也可能相反，但一定与回复力方向相反，A错误、B正确；做简谐运动的物体在平衡位置的速度最大，C错误；物体到达平衡位置时，合力不一定为零，例如单堃，D错误。 3.答案：B 解析：A.回复力、加速度方向与位移方向始终相反，A错误； B.平衡位置的加速度为零，回复力为零，B正确； C.物体到达平衡位置时，合力不一定为零，例如单摆，C错误； D.远离平衡位置过程中，速度方向与回复力方向相反；靠近平衡位置过程中，速度方向与回复力方向相同，D错误。 故选B。 4.答案：C 解析：简谐运动的振动方程为 简谐运动的振动图像是正弦曲线。 故选C。 5.答案：B 解析：简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动中位移的方向总是背离平衡位置的，故A选项错误；加速度的方向总是指向平衡位置的，即和位移方向相反，故B选项正确；位移方向与速度方向可能相同，也可能相反.故C、D选项错误. 拔高提升 6.答案：A 解析：AB.回复力是做简谐运动的物体所受到的指向平衡位置的力，由可知，回复力是变力，故A正确，B错误;CD.回复力的方向总是指向平衡位置，跟物体离开平衡位置的位移方向相反，可能跟物体的速度方向相反，也可能跟物体的速度方向相同，故CD错误。故选A. 7.答案：A 解析：A.简谐运动是最基本的振动，选项A正确； B.并非所有的振动都可以看作简谐运动，只有当回复力满足时才是简谐振动，选项B错误； C.简谐运动不一定是水平方向的运动，可以是任意方向的运动，选项C错误； D.物体做简谐运动时振动图像是正弦或者余弦线，并不是运动轨迹是正弦曲线，选项D错误。 故选A。 8.答案：B 解析：A.动能是标量，振子经过同一位置时速度大小相同，动能相同，故A错误；B.速度是矢量，同一位置时速度方向可能相反（如往返经过该点），故B正确；C.弹性势能由形变量决定，同一位置形变量相同，弹性势能相同，故C错误；D.回复力，同一位置时回复力大小和方向均相同，故D错误。故选B。 9.答案：D 解析：A.同侧法可知，过B点时向右摆动，故A错误；B.图像可知过C点时位移最大，速度最小，故B错误；C.图像可知A点是平衡位置点，回复力最小，故C错误；D.图像可知过D点时位移最大，回复力最大，加速度最大，故D正确。故选D。 思维拓展 10.答案：D 解析：AB.弹簧振子的加速度数值越来越大，即位移数值越来越大，故振子正在远离平衡位置，速度越来越小，AB错误;CD.振子的速度越来越小，可知振子的速度方向与加速度方向相反，C错误，D正确。故选D。 11.答案：B 解析：根据单摆的周期公式可知为使简谐运动单摆的周期变长，可以适当增加摆长L或减小重力加速度g，而上海的纬度比北京的纬度低，所以将单摆从上海移到北京会使g增大。综上所述可知ACD错误，B正确。故选B。 12.答案：B 解析：由题可知，甲乙都受迫振动，它们的频率等于驱动力的频率9f，乙的固有频率为8f，与驱动力频率9f较近，振幅最大，故B正确，ACD错误。 故选B。 13.答案：D 解析：A.圆弧AE远小于圆弧半径，小球可以看做简谐运动，根据运动的对称性可知小球在B点的速度与其在D点的速度大小一定相等，方向不相同（沿圆轨迹切线方向），故A错误；B.小球圆弧AE中做变速圆周运动，根据对称性可知，小球在B点的加速度一定与其在D点的加速度大小相等、方向不同（不共线），故B错误；C.小球从A点到C点的过程中，小球做加速运动，所以小球由A点运动到B点的时间大于由B点运动到C点的时间，故C错误；D.小球做圆周运动，运动到C点时，有向心加速度，以加速度大小不为0，故D正确。故选D。 14.答案：C 解析：无论是小球从左边还是从右边运动到O的过程中，弹簧的弹力对小球都是做正功，小球的速度变大，回复力减小，则根据可知，加速度减小。故C正确，ABD错误。 故选C。 15.答案：B 解析：A.振子在两点处回复力大小相同，加速度大小相同，方向相反，故A错误； B.振子由a向O运动时，加速度方向与速度方向相同，方向均向右，故B正确； C.振子由O向b运动时，速度越来越小，加速度越来越大，故C错误； D.振子由O向a运动时，回复力与加速度方向相同，方向均向右，故D错误。 故选B。 16.答案：A 解析：某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确，BCD错误. 学科网（北京）股份有限公司 $