2.1 简谐运动 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

2.1 简谐运动 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律，这样的运动叫做简谐运动。根据图中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是（　　） A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 2．简谐运动是下列哪一种运动（   ） A．匀变速运动 B．匀速直线运动 C．非匀变速运动 D．匀加速直线运动 3．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 4．物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动，如果撤去其中的一个力而保持其余的力的大小方向都不变，则物体可能做（　　） A．匀速直线运动 B．简谐运动 C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动 5．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．在小球位移最大时的位置 D．在小球原来静止时的位置 6．水平弹簧振子做简谐运动经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点，平衡位置为O点，下面有关A、B两点的位置关系正确的是（  ） A． B． C． D． 二、多选题 7．下列运动中属于机械振动的是（　　） A．人说话时声带的振动 B．钟摆的摆动 C．匀速圆周运动 D．竖直向上抛出的物体的运动 8．在图中，当振子由A向O（平衡位置）运动时，下列说法正确的是（    ） A．振子的位移在减小 B．振子的运动方向向左 C．振子的位移方向向左 D．振子的位移在增大 9．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A点和A'点的位移相同 B．在两点处的速度可能相同 C．在两点处的加速度可能相同 D．在两点处的动能一定相同 三、填空题 10．物体在某一中心位置 所做的 叫做机械振动，其中心位置又称 . 11．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，速度 （填“可能”或“一定”）不同，加速度 （填“可能”或“一定”）相同。 四、解答题 12．如图所示，将两个劲度系数分别为 k1 和 k2的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的两端固定，中间接一质 量为 m 的小球，此时两弹簧均处于原长．现将小球沿杆拉开一段距离后松开，小球以O 为平衡位置往复运动，试证明，小球所做的运动是简谐运动．   试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2.1 简谐运动 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C B C D C AB AB BD 1．C 【详解】根据题意，振动图象与正弦函数图象相似的①③的运动符合简谐运动的特征，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．C 【详解】简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线，其图像的斜率既不是定值，且随t也并非均匀变化，所以简谐运动是非匀变速运动，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．B 【详解】A．根据牛顿第二定律F=ma知，加速度与合外力成正比，则由图可知，0、t2、t4时刻质点受到的合外力为零，则质点的加速度为零，故A错误； B．分析质点的运动情况：0-t2时间内，做加速运动；在t2-t4时间内沿原方向做减速运动，则知t2时刻质点的速度最大，动能最大，故B正确； C．根据质点的受力情况可知，质点0-t2时间内，做加速运动；在t2-t4时间内沿原方向做减速运动，在t4时刻速度为零，所以质点做单向直线运动，t4时刻质点不可能回到出发点，故C错误； D．做简谐运动的质点受到的合外力为F=-kx，质点在某一位置来回运动，而此质点做单方向的直线运动，不是做简谐运动，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动，如果撤去其中的一个力而保持其余的力的大小方向都不变，则其他力的合力保持不变，物体的加速度保持不变，如果加速度方向与物体的速度方向在同一直线上，则物体可能做匀变速直线运动；如果加速度方向与物体的速度方向不在同一直线上，则物体可能做匀变速曲线运动。 故选C。 5．D 【详解】ABD．平衡位置是振动系统不振动时，小球（振子）处于平衡状态时所处的位置，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，AB错误，D正确； C．当小球处于平衡位置时，位移是零，在小球位移最大时，加速度最大，C错误。 故选D。 6．C 【详解】简谐运动中加速度的方向总是指向平衡位置，所以振子经过A点时的加速度指向B也要指向O，振子经过B点时的加速度方向既要指向A也要指向O，则A、B应该是分布在平衡位置O的两侧；简谐运动中振子偏离平衡位置越远加速度越大，因此B点距离平衡位置更远一些。 故选C。 7．AB 【详解】物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动；圆周运动和竖直上抛运动都没有平衡位置，不是机械振动，故AB正确，CD错误。 故选AB。 8．AB 【详解】简谐运动的位移是相对平衡位置O而言的，不是相对运动的起点，由于振子在O点右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，运动方向向左，位移不断减小，故AB正确，ＣD错误； 故选AB。 9．BD 【详解】A．根据简谐运动的特点可知，关于平衡位置的对称点，物体的位移大小相等，但方向相反，故A错误； B．关于平衡位置的对称点，物体的速度大小相等，方向可以相同，也可以相反，故B正确； C．关于平衡位置的对称点，物体的加速度大小相等，但方向相反，故C错误； D．由于动能只跟速度的大小有关，与方向无关，而两点处速度大小相等，故动能一定相同，故D正确。 故选BD。 10． 两侧 往复运动 平衡位置 【详解】[1][2]物体（或物体的一部分）在某一中心位置的两侧所做的往复运动叫做机械振动； [3]中心位置又称平衡位置，即当物体不再做往复运动时，最终停下来的位置。 11． 可能 一定 【详解】[1] 做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，速度可能有两种方向，而速度是矢量，所以速度可能不同。 [2] 根据简谐运动的特征 物体每次通过同一位置时，位移一定相同，加速度也一定相同。 12．，即小球的运动时简谐运动 【详解】当小球向右运动到任意位置C，离开O的位移为x，此时小球受到两个弹力F1、F2，方向沿x轴负方向，如图1所示． 两个力的合力即为小球的回复力，即 F= -（F1+F2）= -（k1x+k2x）= -（k1+k2）x 其中k1+k2为常数，所以F与x成正比；回复力F沿x轴负方向，位移x沿x轴正方向， F与x方向相反．由此证明小球所做的运动是简谐运动． 【点睛】想要证明一个物体的运动是简谐运动，则需要证明，对小球受力分析找到力的关系即可． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $