4.1 简谐运动 同步作业 -2025-2026学年高二下学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

4.1 简谐运动 同步作业 满分：100分 考试时间：45分钟 一、选择题（本题共12小题，每题3分，共36分） 1. 下列运动中，属于简谐运动的是（ ） A. 自由落体运动 B. 匀速圆周运动 C. 单摆的小角度摆动 D. 汽车在平直路面上的匀速直线运动 2. 简谐运动的回复力特点是（ ） A. 大小恒定，方向不变 B. 大小与位移成正比，方向与位移相反 C. 大小与位移成正比，方向与位移相同 D. 大小随位移变化，方向随机 3. 关于简谐运动的位移，下列说法正确的是（ ） A. 位移是指物体运动的路程 B. 位移的方向总是指向平衡位置 C. 位移的大小是从平衡位置到物体所在位置的距离 D. 位移为零时，物体的速度也为零 4. 简谐运动中，回复力的计算公式为，其中k表示（ ） A. 物体的质量 B. 回复力的大小 C. 劲度系数 D. 位移的大小 5. 建筑工地上，弹簧式减震器的弹簧振动可近似看作简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 弹簧的振幅越大，振动周期越长 B. 弹簧的劲度系数越大，振动周期越长 C. 弹簧的振动周期与振幅无关 D. 弹簧振动时，回复力始终不变 6. 简谐运动的周期是指（ ） A. 物体从平衡位置运动到最大位移处的时间 B. 物体从最大位移处回到平衡位置的时间 C. 物体完成一次全振动所用的时间 D. 物体振动的频率的倒数 7. 某简谐运动的周期为0.5s，则其频率为（ ） A. 0.5Hz B. 1Hz C. 2Hz D. 4Hz 8. 简谐运动中，物体在平衡位置时（ ） A. 回复力最大，速度最大 B. 回复力为零，速度最大 C. 回复力最大，速度为零 D. 回复力为零，速度为零 9. 关于简谐运动的加速度，下列说法正确的是（ ） A. 加速度大小与位移成正比，方向与位移相反 B. 加速度大小恒定，方向不变 C. 加速度最大时，速度最大 D. 加速度为零时，位移最大 10. 下列关于简谐运动的说法，错误的是（ ） A. 简谐运动是一种周期性运动 B. 简谐运动的回复力一定是弹力 C. 简谐运动的位移随时间按正弦或余弦规律变化 D. 简谐运动中，物体的机械能守恒（不计摩擦） 11. 单摆做简谐运动的条件是（ ） A. 摆角任意大小 B. 摆角小于5° C. 摆球质量足够大 D. 摆长足够长 12. 建筑工地上的振动筛，其振动可近似看作简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 振动筛的振动频率越大，振动周期越大 B. 振动筛的振幅越大，振动的机械能越大 C. 振动筛振动时，回复力与位移方向相同 D. 振动筛的振动周期与振幅成正比 二、填空题（本题共6小题，共24分） 13. 简谐运动的两个基本特征是______和______，其位移随时间的变化规律遵循______函数规律。（4分） 14. 回复力的定义是：使物体回到______的力，简谐运动的回复力公式为______，其中负号表示______。（4分） 15. 简谐运动中，______是指物体离开平衡位置的最大距离，用符号______表示；频率是指单位时间内完成______的次数，单位是______。（4分） 16. 单摆做简谐运动时，其周期公式为，其中l表示______，g表示______，由公式可知，单摆的周期与______无关。（4分） 17. 建筑工地上，某弹簧减震器的弹簧劲度系数k=100N/m，当弹簧的位移x=0.2m时，弹簧产生的回复力大小为______N，方向与位移方向______。（4分） 18. 简谐运动中，物体在______位置时速度最大，在______位置时加速度最大；当物体从最大位移处向平衡位置运动时，速度______，加速度______（选填“增大”或“减小”）。（4分） 三、简答题（本题共2小题，共20分） 19. 简述简谐运动的回复力特点和位移特点，并说明两者的关系。（10分） 20. 结合机械建筑施工场景，举例说明简谐运动的应用（至少举2个实例），并简要分析其工作原理。（10分） 四、综合应用题（本题共2小题，共20分） 21. 某弹簧振子做简谐运动，弹簧的劲度系数k=50N/m，振子质量m=0.5kg，振幅A=0.1m，g取10m/s²。求：（1）振子受到的最大回复力大小；（2）振子的最大加速度大小；（3）若振子的周期T=0.628s，求其频率。（10分） 22. 建筑工地上，一单摆式减震装置做简谐运动，摆长l=1m，g取10m/s²，摆角小于5°。求：（1）该单摆的周期；（2）该单摆的频率；（3）若单摆的振幅为0.05m，求单摆运动到最大位移处时的回复力大小（摆球质量m=2kg）。（10分） 参考答案 一、选择题（每题3分，共36分） 1.C 2.B 3.C 4.C 5.C 6.C 7.C 8.B 9.A 10.B 11.B 12.B 二、填空题（共24分） 13. 周期性；往复性；正弦（或余弦）（每空1分，共4分） 14. 平衡位置；；回复力方向与位移方向相反（每空1分，共4分） 15. 振幅；A；全振动；赫兹（Hz）（每空1分，共4分） 16. 摆长；重力加速度；振幅（每空1分，共4分） 17. 20；相反（每空2分，共4分） 18. 平衡；最大位移；增大；减小（每空1分，共4分） 三、简答题（共20分） 19. （10分）回复力特点：简谐运动的回复力大小与物体的位移大小成正比，方向与位移方向相反，即，回复力的方向始终指向平衡位置（4分）。位移特点：位移是从平衡位置指向物体所在位置的有向线段，大小为平衡位置到物体所在位置的距离，方向背离平衡位置，位移随时间按正弦或余弦规律周期性变化（4分）。两者关系：回复力由位移决定，位移越大，回复力越大，回复力的方向与位移方向相反，正是回复力的作用，使物体在平衡位置附近做往复运动（2分）。 20. （10分）实例1：建筑工地上的弹簧式减震器，其弹簧的振动可近似看作简谐运动（3分）；工作原理：当建筑设备运行产生振动时，减震器的弹簧发生形变，产生与位移成正比、方向相反的回复力，即，弹簧在回复力作用下做简谐运动，将设备的振动能量转化为弹簧的弹性势能，从而减小振动对建筑结构的影响，起到减震作用（2分）。实例2：振动筛的振动，可近似看作简谐运动（3分）；工作原理：振动筛的振子在回复力作用下做周期性的简谐运动，带动筛网振动，利用振动的往复性，将建筑材料中的杂质与合格材料分离，回复力的周期性变化保证了振动的稳定性，提高筛选效率（2分）。（其他合理实例也可酌情给分） 四、综合应用题（共20分） 21. （10分）解：（1）最大回复力发生在最大位移处，即，根据，最大回复力大小（3分）。（2）根据牛顿第二定律，最大加速度（3分）。（3）频率与周期的关系为，代入数据得（4分）。答：（1）最大回复力大小为5N；（2）最大加速度大小为10m/s²；（3）频率约为1.59Hz。 22. （10分）解：（1）根据单摆周期公式，代入数据，，得（3分）。（2）频率（3分）。（3）最大位移处，回复力，单摆的回复力由重力分力提供，近似满足简谐运动规律，最大位移，等效劲度系数，则回复力大小（4分）。答：（1）单摆周期约为2.0s；（2）频率为0.5Hz；（3）最大位移处回复力大小为1N。 学科网（北京）股份有限公司 $