2.2 振动的描述 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

2.2 振动的描述 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.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 2.两个弹簧振子，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 3.关于机械振动，下列说法中正确的是( ) A.简谐运动是匀变速运动 B.弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大 C.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动 D.受迫振动的频率等于振动系统的固有频率 4.做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下列说法正确的是( ) 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，加速度一定为负值 D.速度不一定为负值，加速度一定为正值 5.一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s（如图）过B点后再经过质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点振动的周期是( ) A.0.5s B.1s C.2s D.4s ( 拔高提升 2 ) 6.如图所示为弹簧振子在到内的振动图像，下列判断正确的是( ) A.时，振子的振动方向向上 B.在到时间内，振子的速度减小，加速度增大 C.在到时间内，振子的加速度和速度都增大 D.在到时间内，振子的位移为零 7.一质点做简谐运动.质点的位移随时间变化的规律如图所示,则从图中可以看出( ) A.质点做简谐运动的周期为5s B.质点做简谐运动的振幅为4cm C.时,质点的加速度最大 D.时,质点沿y轴负向运动 8.如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在间做无摩擦的往复运动。则小球由B运动到O点的过程中小球的( ) A.速度增大 B.速度减小 C.速度不变 D.加速度增大 9.一质量为m，侧面积为s的正方体木块，静止漂浮在开阔的水面上，如图所示，先用力将其压入水中一段深度后（未全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下做简谐运动，则( ) A.物块的重力为简谐振动的回复力 B.撤掉外力时木块的位置即为振动的平衡位置 C.撤掉外力时木块浸没的深度，即为振幅大小 D.振动的周期大小与水的密度有关 ( 思维拓展 3 ) 10.如图，静止水面同一直线上的A、S、B为三个质点的平衡位置，它们的间距为。一滴水落在S处，形成一列向四周传播的水波（可视为简谐波），当水波的同一波峰经过A、B处时，S处的质点刚好经过平衡位置，且S、A（或B）之间只有一个波谷。已知波的周期为T，则( ) A.A、B两处质点的起振方向相反 B.此时S处质点向下振动 C.水波的波长为 D.水波的速度可能为 11.如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为，乙弹簧振子的固有频率为，当支架在受到竖直方向、频率为的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是( ) A.甲的振幅较大，且振动频率为 B.甲的振幅较大，且振动频率为 C.乙的振幅较大，且振动频率为 D.乙的振幅较大，且振动频率为 12.如图所示，弹簧振子在B、C两点之间做简谐运动，O点为振子的平衡位置，B、C两点相距16cm。自振子从左向右经过O点时开始计时，0.6s后振子首次到达C点。下列说法正确的是( ) A.该弹簧振子的振幅为16cm B.该弹簧振子的周期为0.8s C.内振子的加速度逐渐增大 D.内振子的速度方向和加速度方向始终相同 13.弹簧振子沿水平方向运动，其振动图像如图所示。下列说法正确的是( ) A.振子的周期为6s B.振子的振幅为2cm C.时，振子的加速度最大 D.时，振子的速度为0 14.如图所示，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，弹簧中心轴线与细杆平行，弹簧与细杆间无接触，小球沿杆在水平方向做简谐运动，小球在间振动，O为平衡位置，如图所示，下列说法正确的是（    ） A.小球振动的振幅等于间的距离 B.小球在位置时，动能和加速度都为零 C.小球从B到O的过程中，弹簧振子振动的机械能保持不变 D.小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能减小 15.如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C为两侧的最大位置，若振子振幅为，由B运动到C的时间为，则( ) A.振子从B到O运动过程中，弹簧振子机械能不变 B.振子从B到O运动过程中，速度和加速度均在增加 C.振子从O点再次回到O点为一次全振动 D.振子经过的路程为5cm时所用的时间一定为 答案以及解析 基础巩固 1.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。 2.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。 3.答案：B 解析：A.简谐运动的加速度周期性发生变化，不是匀变速运动，故A错误；B.弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零，势能最小，动能最大，故B正确；C.若单摆在同一平面内摆动，且偏角小于5°，可以认为该单摆的运动是简谐运动，故C错误；D.受迫振动的频率等于驱动力的频率，不一定等于振动系统的固有频率，故D错误。故选B。 4.答案：D 解析：做简谐运动的物体的位移为负值时，加速度a一定为正，速度可正可负。 5.答案：C 解析：简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到平衡位置O时间与由平衡位置O到B的时间相等，即平衡位置O到B点的时间，通过B点后再经过质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则有从B点到最大位置的时间因此，质点振动的周期是. 拔高提升 6.答案：B 解析：A.由题图可知，时，振子的振动方向向下，故A错误； B.在到时间内，振子的位移增大，速度减小，加速度增大，故B正确； C.在到时间内，振子的位移减小，加速度减小，速度增大，故C错误； D.在到时间内，振子从正向最大位移处运动到负向最大位移处，位移不为零，故D错误。 故选B。 7.答案：C 解析：A、由图像可知，质点做简谐运动的周期为4s，故A错误； B、由图像可知，质点做简谐运动的振幅为2cm，故B错误； C、时，质点处于负的最大位移处，此时加速度最大，故C正确； D、时，质点处于平衡位置，下一个时刻，质点处于y轴的正方向，故时，质点沿y轴正向运动，故D错误。 故选：C。 8.答案：A 解析：ABC、小球在B、C间做简谐运动，O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点的速度最大，根据简谐运动的对称性，可知B、C两点的速度为零，小球由B运动到O点的过程中小球的速度增大，故A正确，BC错误;D、小球由B运动到O点的过程中，回复力减小，根据牛顿第二定律，可知加速度减小，故D错误。故选:A。 9.答案：D 解析：A.物块受到的重力、浮力的合力为简谐振动的回复力，A错误； B.撤掉外力时木块的位置为最大位移处，重力与浮力等大的位置为振动的平衡位置，B错误； C.撤掉外力时木块浸没的深度与平衡位置时木块浸没的深度的差值，为振幅大小，C错误； D.以木块为研究对象，设水密度为，静止时木块浸入水中深，当木块被压入水中x后所受力如图所示 则 又 联立解得 因为 所以 即 其中，简谐运动的周期为 故振动的周期大小与水的密度有关，D正确。 故选D。 思维拓展 10.答案：D 解析：A、B两处质点的起振方向相同，均与S点起振方向相同，选项A错误； 由题意可知，此时S处质点正处于平衡位置向上振动，也可能向下振动，选项B错误； 由题意可知，可得水波的波长为，选项C错误； 水波的速度为，选项D正确。 故选D。 11.答案：B 解析：做受迫振动的物体振动时的频率等于驱动力的频率，驱动力的频率越接近物体的固有频率，振幅越大，可知甲、乙的振动频率均为，甲的振幅较大。 故选B。 12.答案：B 解析：AB.该弹簧振子的振幅为B、C两点距离的一半，即8cm，根据运动的对称性可知，该弹簧振子的周期为0.8s，故A错误，B正确； C.内振子由B点运动到O点，振子偏离平衡位置的位移减小，回复力减小，所以内振子的加速度逐渐减小，故C错误； D.内振子从O点运动到C点，振子做减速运动，它的速度方向和加速度方向相反，故D错误。 故选B。 13.答案：C 解析：AB.根据图像可知振子的周期 振子的振幅 故AB错误； C.由图可知，时，振子在最大位移处，回复力最大，振子的加速度最大，故C正确； D.由图可知时，振子的位移为零，在平衡位置处，速度最大，加速度为零，故D错误。 故选C。 14.答案：C 解析：A.小球振动的振幅等于A、O间的距离，故A错误； B.在位置时，速度为零，动能最小，位移最大，回复力最大，加速度最大，故B错误； C.振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即弹簧振子振动的机械能保持不变，故C正确； D.小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能增加，故D错误。 故选C。 15.答案：A 解析:A.振子从B到O运动过程中，弹簧的弹性势能转变成小球的动能，弹簧振子机械能守恒，保持不变，故A正确； B.振子从B到O运动过程中，速度增大，加速度减小，故B错误； C.振子从O点再次回到O点，有可能只振动了半个周期，也可能振动一个周期，故C错误； D.由题知，由B运动到C的时间为，故周期为；只有当振子从最大位移处到平衡位置处或从平衡位置到最大位移处经过的路程为时所用的时间一定为，除此之外振子经过的路程为时所用的时间不一定为，故D错误。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 $