2.1 简谐运动 拔高练习卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

简谐运动拔高练习卷 一、单选题 1．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法正确的是（　　） A．振子通过平衡位置时，加速度最大 B．振子在最大位移处时，速度最大 C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同 D．振子连续两次通过同一位置时，动量相同 2．如图甲所示，弹簧振子运动的最左端M（最右端N）距离平衡位置的距离为l，规定向右为正方向，其振动图像如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．图中x0应为l B．0～t1时间内振子由M向O运动 C．t1～t2时间内振子由M向O运动 D．0～t2时间内与t2～t3时间内振子运动方向相反 3．下列运动中不属于机械运动的有（　　） A．人体心脏的跳动 B．地球绕太阳公转 C．小提琴琴弦的颤动 D．电视信号的发送 4．如图所示，光滑水平面上的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，取向左为正方向，则振子从O点运动到B点的过程中（　　）    A．位移不断减小 B．加速度不断减小 C．位移方向与加速度方向始终相同 D．速度减小，弹性势能增大 5．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 6．下列运动属于机械振动的是（　 　） ①乒乓球在地面上的自由来回上下运动 ②弹簧振子在竖直方向的上下运动 ③秋千在空中的来回运动 ④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动 A．①② B．②③ C．③④ D．②③④ 7．对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，可认为是简谐运动的是（　　）    ①甲：倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，空气阻力可忽略 ②乙：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 ③丙：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（）之间来回运动 ④丁：小球在光滑固定斜面上来回运动 A．只有①③ B．只有②③ C．只有①②③ D．只有①②④ 8．关于机械振动的位移、振幅和平衡位置，以下说法中正确的是（    ） A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B．机械振动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移 C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D．机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离 9．如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是（　　） A．   B．   C．   D．   10．简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性，它的速度随位移变化图线应为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．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 12．如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（    ） A．由位移在增大 B．由速度在增大 C．由位移是先减小后增大 D．由位移始终减小 13．一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．振动图像是从平衡位置开始计时的 B．1s末速度最大 C．1s末速度沿x轴负方向 D．1s末速度为零 14．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成了一个振动系统，称为竖直弹簧振子，如图甲所示。用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动。如图乙所示的照片是通过频闪照相得到的，频闪仪每隔闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，相邻两个位置之间的时间相隔为。拍摄时底片从左往右匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，下列说法正确的是（　　） A．钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置 B．释放钢球的初始位置就是振子的平衡位置 C．忽略空气阻力，以地面为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动 D．忽略空气阻力，以底片为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动 15．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．加速度方向总和位移方向相反 C．物体运动到平衡位置时所受合外力一定等于零 D．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反 三、解答题 16．如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象，求： （1）振子在从计时时刻起内通过的路程． （2）在末，振子的位移． 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 简谐运动拔高练习卷 一、单选题 1．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法正确的是（　　） A．振子通过平衡位置时，加速度最大 B．振子在最大位移处时，速度最大 C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同 D．振子连续两次通过同一位置时，动量相同 【答案】C 【详解】A．振子经过平衡位置时速度最大，加速度是零，A错误； B．振子在最大位移处时速度最小，是零，B错误； C．振子在连续两次经同一位置时，相对于平衡位置的位移相同，C正确； D．动量是矢量，振子连续两次经同一位置时，速度的大小相同，方向相反，则动量大小相同，方向相反，D错误。 故选C。 2．如图甲所示，弹簧振子运动的最左端M（最右端N）距离平衡位置的距离为l，规定向右为正方向，其振动图像如图乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．图中x0应为l B．0～t1时间内振子由M向O运动 C．t1～t2时间内振子由M向O运动 D．0～t2时间内与t2～t3时间内振子运动方向相反 【答案】A 【详解】A．结合甲、乙两图可知t1时刻振子的位移为正值且最大，振子位于N，x0应为l，故A正确； B．0～t1时间内位移为正值，且逐渐增大，则振子由O向N运动，故B错误； C．t1～t2时间内位移为正值，且逐渐减小，则振子由N向O运动，故C错误； D．0～t2时间内振子先沿正方向运动到最大位移处，再沿负方向运动到位移为零处，t2～t3时间内先沿负方向运动到负的最大位移处，再沿正方向运动到位移为零处，故D错误。 故选A。 3．下列运动中不属于机械运动的有（　　） A．人体心脏的跳动 B．地球绕太阳公转 C．小提琴琴弦的颤动 D．电视信号的发送 【答案】D 【详解】A．人体心脏的跳动，心脏位置不断改变，是机械运动，故A错误； B．地球绕太阳运动，相对太阳的位置不断改变，是机械运动，故B错误； C．小提琴琴弦的颤动，是机械振动，属于机械运动，故C错误； D．电视信号的发送，是电磁波的传播，电磁波是场物质，不是宏观物体，故不是机械运动，故D正确。 故选D。 4．如图所示，光滑水平面上的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，取向左为正方向，则振子从O点运动到B点的过程中（　　）    A．位移不断减小 B．加速度不断减小 C．位移方向与加速度方向始终相同 D．速度减小，弹性势能增大 【答案】D 【详解】振子从O→B运动的过程是远离平衡位置，故位移增大，回复力增大，加速度增大，位移方向与加速度方向相反，速度减小，弹性势能增大。 故选D。 5．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 【答案】A 【详解】由振动图像可知，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。 6．下列运动属于机械振动的是（　 　） ①乒乓球在地面上的自由来回上下运动 ②弹簧振子在竖直方向的上下运动 ③秋千在空中的来回运动 ④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动 A．①② B．②③ C．③④ D．②③④ 【答案】D 【详解】机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动： 乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动，不属于机械振动； 弹簧振子在竖直方向的上下运动、秋千在空中的来回运动、竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动均属于机械振动。 故选D。 7．对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，可认为是简谐运动的是（　　）    ①甲：倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，空气阻力可忽略 ②乙：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 ③丙：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（）之间来回运动 ④丁：小球在光滑固定斜面上来回运动 A．只有①③ B．只有②③ C．只有①②③ D．只有①②④ 【答案】C 【详解】甲图小球沿斜面方向受到的合力是弹力与重力的分力，当小球在平衡位置上方时，合力方向沿斜面向下，当在平衡位置下方时合力沿斜面向上，弹力与重力的分力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，小球做简谐振动；乙图木筷在水中受浮力和重力作用，当木筷在平衡位置上方时，合力向下，当木筷在平衡位置下方时，合力向上，重力和浮力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，木筷做简谐振动；丙图小球离开最低点受到重力沿切线方向的分力与位移成正比，方向与小球位移方向相反，为小球提供回复力，小球在最低点附近左右振动属于简谐振动；丙图斜面光滑，重力沿斜面的分力提供小球做机械振动的回复力，但该力大小不变，不与位移成正比，故小球的运动为机械振动，不是简谐振动，则可知①②③为简谐振动。 故选C。 8．关于机械振动的位移、振幅和平衡位置，以下说法中正确的是（    ） A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B．机械振动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移 C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D．机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离 【答案】D 【详解】A．简谐运动的平衡位置就是物体所受回复力为零的位置，不一定是振动范围的中心，比如单摆的平衡位置，故A错误； B．机械振动的位移是指以平衡位置为起点的位移，故B错误； C．机械振动的物体运动的路程越大发生的位移不一定大，故C错误； D．机械振动的振幅是指振动物体偏离平衡位置最远时的距离，故D正确。 故选D。 9．如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】物体在跟位移大小成正比，方向总是指向平衡位置的力的作用下振动，叫简谐运动。选项C的图中，物体在两侧斜面上受到的力均为恒力，不与位移的大小成正比，所以一定不是简谐运动。 故选C。 10．简谐运动是一种简单、协调、自洽的运动，拥有完美的对称性，它的速度随位移变化图线应为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】简谐运动过程中，根据能量守恒有 （常数） 整理得 即满足 图线为椭圆。 故选B。 二、多选题 11．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 【答案】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。 12．如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（    ） A．由位移在增大 B．由速度在增大 C．由位移是先减小后增大 D．由位移始终减小 【答案】AC 【详解】AB．物体经过平衡位置向正方向运动，先后经过P、Q两点，故位移增大，速度减小，A正确，B错误； CD．物体从正方向最大位移处向负方向运动，先后经过M、N两点，且N点在平衡位置另一侧，故从位移先减小后增大，C正确，D错误。 故选AC。 13．一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．振动图像是从平衡位置开始计时的 B．1s末速度最大 C．1s末速度沿x轴负方向 D．1s末速度为零 【答案】AD 【详解】A．由图可知在t=0时刻，质点处于平衡位置，故A正确； BCD．由图可知，1s末质点位于正方向最大位移处，最大位移处是运动方向改变的位置，速度为零，故BC错误，D正确。 故选AD。 14．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成了一个振动系统，称为竖直弹簧振子，如图甲所示。用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动。如图乙所示的照片是通过频闪照相得到的，频闪仪每隔闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，相邻两个位置之间的时间相隔为。拍摄时底片从左往右匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，下列说法正确的是（　　） A．钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置 B．释放钢球的初始位置就是振子的平衡位置 C．忽略空气阻力，以地面为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动 D．忽略空气阻力，以底片为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动 【答案】AC 【详解】AB．钢球的平衡位置是弹力和重力相平衡的位置，也就是静止时所处的位置，钢球在释放的初始位置时，合力是竖直向下的，此位置不是平衡位置，选项A正确，B错误； CD．忽略空气阻力，以地面为参考系，可以将钢球在竖直方向上的运动看作是简谐运动；而以以底片为参考系时，钢球还参与水平方向的匀速直线运动，则钢球的运动不是简谐运动，选项C正确，D错误。 故选AC。 15．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．加速度方向总和位移方向相反 C．物体运动到平衡位置时所受合外力一定等于零 D．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反 【答案】BD 【详解】A．做简谐运动物体的位移方向总是背离平衡位置，故A错误； B．物体做简谐振动的回复力满足 F=−kx 即加速度的方向总与位移方向相反，故B正确； C．物体振动到平衡位置时回复力为零，但所受合外力不一定等于零，故C错误； D．做简谐运动物体的位移方向总是背离平衡位置，所以当物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反，故D正确。 故选BD。 三、解答题 16．如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象，求： （1）振子在从计时时刻起内通过的路程． （2）在末，振子的位移． 【答案】（1）60cm（2）30cm，方向沿x轴的负方向 【详解】（1）由图可知，振子离开平衡位置的最大距离为30cm，在20s内正好一个来回， 故通过的路程为60cm． （2）由图可知：在30s末，振子的位移大小为30cm，方向沿x轴的负方向． 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $