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

选择性必修一2.1简谐运动 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 1、 单选题 1.做简谐运动的弹簧振子，当振子的位移为负值时，下列说法中可能正确的是(　　) A. 速度一定为正值，加速度一定为负值 B. 速度为零时，加速度最大 C. 速度一定为负值，加速度一定为正值 D. 速度最大时，加速度为零 2.下列运动中属于机械振动的是(　　) A. 自由落体运动 B. 篮球运动员抛出的篮球在空中的曲线运动 C. 人造地球卫星绕地球的运动 D. 钓鱼时浮标在水中的上下浮动 3.如图所示，滑块在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若滑块位于N点时开始计时，则其振动图像为(　　) A.    B. C.    D. 4.如图所示为质点P在0~4s内的振动图像，下列叙述正确的是(　　) A. 再过1s，该质点的位移是正方向最大 B. 再过1s，该质点的速度方向为正方向 C. 再过1s，该质点的速度方向为负方向 D. 再过1s，该质点的速度最大 5.如图所示为某质点在0～4s内的振动图像，则(　　) A. 质点在3s末的位移为2m B. 质点在4s末的位移为8m C. 质点在0～4s内的路程为8m D. 质点在0～4s内的路程为零 6.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1s内振子相对平衡位置的位移与速度方向相反 B. 第2s末振子相对平衡位置的位移为－20cm C. 第2s末和第3s末振子相对平衡位置的位移不相同，且瞬时速度方向相反 D. 第1s内和第2s内振子相对平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反 7.如图所示，一弹簧振子做等幅振动，取向右为正，A、B两处为最大位移处，O为平衡位置，C为AO间某一位置，则振子(　　) A. 从B→O时，位移是正值，加速度为正值 B. 从O→B时，位移是正值，速度为正值 C. 运动至C处时，位移为负值，加速度为负值 D. 运动至C处时，位移为正值，加速度为负值 二、多选题 8.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法正确的是(　　) A. 做机械振动的物体必有一个平衡位置 B. 机械振动的位移是以平衡位置为起点的位移 C. 机械振动的物体运动的路程越大，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 9.以下运动中，属于机械振动的是(　　) A. 图a，小球在光滑的V型槽内来回运动 B. 图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动 C. 图c，小球与墙壁碰撞无能量损失，在光滑的平面上来回运动 D. 图d，忽略空气阻力，乒乓球在竖直平面内上下运动 10.下列振动系统可看作弹簧振子的是(　　) A. 如图甲所示，竖直悬挂的轻弹簧及小铅球组成的系统 B. 如图乙所示，放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统 C. 如图丙所示，光滑水平面上，两根轻弹簧系着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(人所受阻力不能忽略) 11.如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统．开始时钢球静止，现用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，若以竖直向下为正方向，下列说法正确的是(　　) A. 钢球运动的最低处为平衡位置 B. 钢球原来静止时的位置为平衡位置 C. 钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm D. 钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm 12.（2023上·重庆·高二校考期中）装有一定量细沙的两端封闭的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，忽略水的粘滞阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（     ） A. 振动过程中玻璃管的回复力等于其重力和浮力的合力 B. 时刻，加速度方向与位移方向相同 C. 在时间内，玻璃管位移减小，加速度减小，速度增大 D. 振动频率与按压的深度有关 13.如图所示是用频闪照相的方法获得的小球的位移—时间图像，下列关于该图像的说法正确的是(　　) A. 该图像的坐标原点是建立在小球的平衡位置的 B. 从图像可以看出小球在振动过程中是沿横轴方向移动的 C. 为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直于纵轴方向做匀速运动 D. 图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢的不同 14.一弹簧振子沿x轴振动，小球运动的最大位移为4 cm，小球的平衡位置位于x轴上O点，如图甲所示，图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示小球的位置，黑点上的箭头表示运动的方向．如图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示小球的振动图像的是(　　) A. 若规定状态a时t＝0，则①可表示小球的振动图像 B. 若规定状态b时t＝0，则②可表示小球的振动图像 C. 若规定状态c时t＝0，则③可表示小球的振动图像 D. 若规定状态d时t＝0，则④可表示小球的振动图像 15.某质点做简谐运动的x-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的振幅为10cm B. 一个周期内，质点运动的路程为20cm C. t=1.5s时，质点的速度方向为x轴正向 D. t=2.5s时，质点的加速度方向为x轴正向 16.如图甲所示的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O点为平衡位置，图乙为此弹簧振子的振动图像，则(　　) A. t＝0.6 s时，弹簧振子的速度最大 B. 从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动 C. 在t＝0.5 s和t＝0.7 s两个时刻，弹簧振子在同一位置 D. t＝0.2 s时，弹簧振子的位移为负向最大 17.弹簧振子做简谐运动，振动图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A. t1、t2时刻小球的速度大小相等，方向相反 B. t1、t2时刻小球的位移大小相等，方向相反 C. t2、t3时刻小球的速度大小相等，方向相反 D. t2、t4时刻小球的位移大小相等，方向相反 18.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，则图线上的P点反映出此时刻(　　) A. 弹簧振子的运动方向沿x轴正向 B. 振子所受弹力为0.5 N，方向沿x轴负向 C. 由t＝0到图线上P点时刻振子所经过的路程为37.5 cm D. 由t＝0到图线上P点所示时刻的这段时间内，振子运动的位移为2.5 cm 19.弹簧振子做简谐运动，振动图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A. t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反 B. t1、t2时刻振子的位移大小相等，方向相反 C. t2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反 D. t2、t4时刻振子的位移大小相等，方向相反 20.如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像，下列有关该图像的说法正确的是(　　) A. 该图像的坐标原点是建在弹簧振子小球的平衡位置 B. 从图像可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C. 为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动 D. 图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同 21.如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，小球的运动轨迹是往复运动的一段线段。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曲线 B. 如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C. 图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D. 图示时刻，振子正经过平衡位置向左运动 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 选择性必修一2.1简谐运动 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1. B【解析】当振子的位移为负值时，加速度一定为正值，而速度可能为正值，也可能为负值，故A、C错误；当振子到达负向最大位移处时，速度为零，加速度最大，故B正确；当振子的位移为负值时，振子不可能通过平衡位置，速度不可能最大，加速度不可能为零，故D错误。 2. D【解析】机械振动是物体在平衡位置附近的往复运动，显然选项A、B、C中涉及的物体的运动不符合这一定义，选项D中涉及的物体的运动符合这一定义，选项D正确。 3. A【解析】向右为x轴正方向，滑块运动到N点时，具有正方向最大位移，所以滑块位于N点时开始计时，振动图像应是余弦曲线，如图所示，故选A。 4. A【解析】由题图可知，再过1s即第5s时，质点在正方向最大位移处，速度为零。故选A。 5. C【解析】振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移，位移是矢量，有大小，也有方向，因此3s末质点的位移为－2m，4s末质点的位移为零，A、B错误。路程是指质点运动轨迹的长度，在0～4s内质点的路程是从平衡位置到最大位移处这段距离的4倍，即为8m，故C正确，D错误。 6. D【解析】第1s内振子相对平衡位置的位移方向为正方向，速度方向也为正方向，方向相同，A错误；第2s末振子在平衡位置，位移为零，B错误；第3s末振子相对平衡位置的位移为－20cm，第2s末振子恰好经过平衡位置，且正向x轴负方向运动，而第3s末振子瞬时速度刚好为零，C错误；第1s内和第2s内振子相对平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反，D正确。 7. B【解析】B→O时，位移是正值，加速度为负值，故A错误；从O→B时，位移是正值，速度为正值，故B正确；运动至C处时，位移为负值，加速度为正值，故C、D错误。 二、多选题 8. AB【解析】做机械振动的物体必有一个平衡位置，振动的位移是以平衡位置为起点指向振动物体所在位置的有向线段，振动的位移随时间而变，振动物体偏离平衡位置最远时，位移最大，振动物体运动的路程是物体实际通过路径的长度，路程越大，位移不一定越大，故A、B正确，C、D错误。 9. AB【解析】题图a，小球有平衡位置、做的是往复运动，符合振动的条件，故A正确；题图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动时，小球受到重力和弹力的作用，合力符合振动特点，故B正确；题图c中，小球在光滑的平面上运动时，不受水平方向的外力作用，故C错误；题图d中，乒乓球在上升过程和下降过程均只受重力，故合外力为恒力，不是机械振动，故D错误。 10. ABC【解析】选项A、B、C都满足弹簧振子的条件，符合题意；选项D中人受空气的阻力不可忽略，且人不能看作质点，故不可看作弹簧振子，不符合题意。 11. BC【解析】振子的平衡位置为振子原来静止时的位置，故A错误，B正确；振子的位移为从平衡位置指向某时刻振子所在位置的有向线段，竖直向下为正方向，可知C正确，D错误． 12. AC【解析】装有一定量细沙的玻璃管只受到重力和浮力，所以它做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A正确；由图乙可知在t1时刻，位移为负，加速度方向为正，所以玻璃管的加速度方向与位移方向相反，故B错误；由图乙可知，在t1～t2时间内，位移减小，加速度减小，玻璃管向着平衡位置加速运动，所以速度增大，故C正确；由于玻璃管做简谐运动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐运动的特点可知，其振动频率与振幅无关，故D错误。故选AC。 13. ACD【解析】由题图可看出，小球在纵轴方向做简谐运动，小球并不是沿横轴方向移动，由对称性可知，该图像的坐标原点是建立在小球的平衡位置的，故A正确，B错误；为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直于纵轴方向做匀速运动，故C正确；题图中小球的疏密反映了小球在纵轴方向运动的快慢，越密速度越小，位置变化越慢，故D正确． 14. AD【解析】若规定小球在状态a时t＝0，此时的位移为3 cm，且向规定的正方向运动，故选项A正确；若规定小球在状态b时t＝0，此时的位移为2 cm，且向规定的负方向运动，故选项B错误；若规定小球在状态c时t＝0，此时的位移为－2 cm，且向规定的负方向运动，故选项C错误；若规定小球在状态d时t＝0，此时的位移为－4 cm，速度为零，故选项D正确． 15. AD【解析】质点的振幅为10cm，故A正确；一个周期内，质点运动的路程为4A=40cm，故B错误；t=1.5s时，质点的速度方向为x轴负向，故C错误；t=2.5s时，质点的加速度方向指向平衡位置，即为x轴正向，故D正确。故选AD。 16. BC【解析】由图可知，t＝0.6 s时，弹簧振子的位移为负向最大值，速度为零，故A错误；从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故B正确；在t＝0.5 s和t＝0.7 s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，故C正确；t＝0.2 s时，弹簧振子的位移为正向最大，故D错误。 17. AD【解析】从题图可以看出，t1、t2时刻小球位于同一位置，位移大小相等，方向相同，速度大小相等，方向相反，A正确，B错误；t2、t3时刻小球速度大小相等，方向相同，C错误；t2、t4时刻小球分别位于平衡位置两侧且对称，位移大小相等，方向相反，D正确． 18. ABC【解析】P点稍后的时刻，质点的正向位移变大，所以运动方向沿x轴正向，A项正确；由胡克定律F＝kx知tp时刻弹簧弹力大小为0.5 N，方向为x轴负向，B项正确；t＝0时刻至t＝tp时刻振子走过的路程为5 cm×7＋2.5 cm＝37.5 cm，C项正确；t＝0到图线上所示时刻的时间段内振子运动的位移为－2.5 cm，故D错误，选A、B、C。 19. AD【解析】从题图可看出，t1、t2时刻振子位于同一位置，位移大小相等、方向相同，速度大小相等、方向相反，故A正确，B错误；t2、t3时刻振子位移大小相等、方向相反，速度大小相等、方向相同，故C错误；t2、t4时刻振子分别位于平衡位置两侧且对称，位移大小相等，方向相反，故D正确． 20. ACD【解析】由题图可知坐标原点在平衡位置，选项A正确；横轴虽然是由底片匀速运动得到的位移，但已经转化为时间轴，小球只沿x轴振动，选项B错误，C正确；图像中相邻小球之间时间相同，则密处说明小球的位置变化慢，选项D正确。 21. BC【解析】当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹，是一段线段，A错误，B正确；由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位置向右运动，C正确，D错误。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $