课时分层作业6 简谐运动（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

课时分层作业(六) 1．D　[理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略，小球体积忽略不计，可看成质点，不计摩擦阻力，小球一旦振动起来将不会停下来，而小球振动时，弹簧不能超出弹性限度，故D正确，A、B、C错误。] 2．D　[选项A、B、C都满足弹簧振子的条件，A、B、C不符合题意；选项D中人受空气的阻力不可忽略，且人不能看成质点，故该系统不可看成弹簧振子，D符合题意。] 3．C　[位移方向是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段，加速度方向总是指向平衡位置，而速度方向要具体看弹簧振子的运动以及正方向的规定，规定向右为正方向，A→O或O→B速度为负，O→A或B→O速度为正，所以本题正确选项为C。] 4．D　[平衡位置是振动系统不振动时，小球(振子)处于平衡状态时所在的位置，可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等，即mg＝kx，也即小球原来静止的位置，故选项D正确，A、B错误；当小球处于平衡位置时，其加速度为零，速度最大，选项C错误。] 5．B　[简谐运动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，而加速度的方向总是指向平衡位置的，故A选项错误，B选项正确；位移方向与速度方向可能相同，也可能相反，C、D选项错误。] 6．A　[简谐运动的振动图像表示质点的位移随时间变化的规律，不是运动轨迹，A错误，C正确；由图像可以判断任一时刻质点的位移和速度方向，B、D正确。本题选不正确的，故选A。] 7．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大小，位移方向为正，故试管由正向最大位移处开始运动，正确选项为D。] 8．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。] 9．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点速度相同的点为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 10．D　[由题图知，第1 s内振子远离平衡位置向正方向运动，位移与速度方向相同，故A错误；振子在第2 s末回到平衡位置，位移是0，故B错误；振子第2 s末的位移是0，第3 s末振子位于负向最大位移处，故C错误；由题图可得，第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，第1 s内远离平衡位置运动，第2 s内向着平衡位置运动，所以速度方向相反，故D正确。] 11．C　[P点处斜率为正值，故运动方向沿x轴正方向，A错误；此时x＝2.5×10-2m，由F＝kx得F＝0.5 N，方向指向平衡位置，即沿x轴负方向，B错误；这段时间内振子所经过的路程为s＝(7×5＋2.5)×10-2 m＝37.5 cm，C正确；而这段时间内的位移应为从正向最大位移处指向P点的有向线段，为2.5 cm，D错误。] 12．解析：(1)由于小球在做简谐运动，故A、B两点关于O点对称，则小球在B点的位移大小x＝OB＝OA＝10 cm＝0.1 m。 小球在B点时对其受力分析，可得FB＝kx＝ma。 解得加速度大小a＝10 m/s2。 (2)小球在O点所受合力为0，因此在O点时速度最大。小球在运动过程中机械能守恒，由A点运动到O点的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，可得EpA＝mv2， 解得v＝ m/s。 答案：(1)0.1 m　10 m/s2　(2) m/s 13．解析：弹簧振子振动的图线是简谐运动的图线，是最简单的振动；心脏每分钟跳动的次数为＝72。 答案：丙　72 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时分层作业(六)　简谐运动 题组一　弹簧振子及其运动分析 1．下列关于理想弹簧振子的说法正确的是(　　) A．任意一个弹簧和任意一个小球就可以组成理想弹簧振子 B．理想弹簧振子中的小球振动时，弹簧可以超出弹性限度 C．理想弹簧振子中小球的体积不能忽略 D．理想弹簧振子中的小球一旦振动起来就停不下来 2．下列所述振动系统不可看成弹簧振子的是(　　) 甲　　　　乙　　　　　　　丙 A．如图甲所示，竖直悬挂的轻弹簧与小铅球组成的系统 B．如图乙所示，放在光滑斜面上的铁块与轻弹簧组成的系统 C．如图丙所示，光滑水平面上，两根轻弹簧系住一个小钢球组成的系统 D．蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统 3．如图所示是一弹簧振子，设向右为正方向，O为平衡位置，则(　　) A．A→O时，位移为负，速度为正 B．O→B时，位移为正，加速度为负 C．B→O时，位移为负，速度为正 D．O→A时，位移为负，加速度为正 4．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．在小球加速度最大时的位置 D．在小球原来静止时的位置 题组二　简谐运动及其图像 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．加速度的方向总和位移的方向相反 C．位移的方向总和速度的方向相反 D．速度的方向总和位移的方向相同 6．关于简谐运动的振动图像，下列说法中不正确的是(　　) A．表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线 B．由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向 C．表示质点的位移随时间变化的规律 D．由图像可判断任一时刻质点的速度方向 7．装有沙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(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D 8．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 9．如图所示，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？ 10．某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断，下列说法正确的是(　　) A．第1 s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B．第2 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cm C．第2 s末和第3 s末振子相对于平衡位置的位移相同，但瞬时速度方向相反 D．第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，速度方向相反 11．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轴负方向 B．振子所受弹力为0.5 N，其方向沿x轴正方向 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 cm D．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 cm 12．如图所示，一个质量为m＝1 kg、有小孔的小球连接在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，该弹簧的劲度系数k＝100 N/m，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。不加任何外力时，小球静止在O点位置。现将小球向右拉至A点，然后由静止释放，小球将做简谐运动，小球向左运动的最远位置是B点。其中OA＝10 cm，小球运动到A点时弹簧的弹性势能为1 J，不计其他阻力。求： (1)小球在B点的位移大小和加速度大小； (2)小球在振动过程中的最大速度大小。 13．如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线。从三个图线可知，三个物体中，最简单的振动是图______。图乙是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8 cm/s，则此人的心率是______次/分。 声带振动的图线 甲 心脏跳动的图线　　　　弹簧振子振动的图线 乙　　　　　　　　　丙 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $