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

**基本信息** 本同步练习通过“基础-提升-拔高”三层设计，以概念辨析→图像分析→模型建构的路径巩固简谐运动知识，适配新授课分层教学需求，兼顾物理观念形成与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|弹簧振子判断、简谐运动特征、位移-时间图像基础|7题多选为主，聚焦概念辨析（如弹簧振子条件、位移与速度关系），夯实运动和相互作用观念| |关键能力提升|振动图像综合分析、运动过程推理|4题含单选与计算，结合图像考查速度方向、加速度变化（如第8题振动图像与实际运动对应），培养科学推理能力| |核心素养拔高|实际情境中的模型建构|1题斜面弹簧振子情境，需综合受力分析与振动规律（如第12题平衡位置与位移关系），体现模型建构与科学思维|

2.1　简谐运动 一、必备知识基础 1.(多选)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 2.(多选)对于做简谐运动的弹簧振子,下列说法正确的是(　　) A.弹簧振子通过平衡位置时,速度最大 B.弹簧振子在最大位移处时,速度最大 C.弹簧振子在连续两次通过同一位置时,位移相同 D.弹簧振子连续两次通过同一位置时,动能相同 3.(多选)如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是(　　) A.若弹簧振子位移为负值,则加速度一定为正值 B.弹簧振子通过平衡位置时,速度为零,位移最大 C.弹簧振子每次经过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同 D.弹簧振子每次经过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同 4.(多选)质点运动的位移x与时间t的关系如图所示,其中做机械振动的是(　　) 5.(2026湖北宜昌高二期中)如图所示,轻质弹簧下端挂一小物块并静止,用力将物块向下移动一段距离,然后由静止释放并开始计时。已知小物块在运动过程中所受空气阻力可以忽略不计,以向上为正方向,小物块运动过程中相对平衡位置的位移x随时间t变化的关系图像可能正确的是(　　) 6.如图所示,质点在1 s末的位移是(　　) A.5 cm B.-5 cm C.15 cm D.0 7.(多选)如图甲所示,一弹簧振子中的小球在A、B间振动,取向右为正方向,小球经过O点时开始计时,其振动的x-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A.t2时刻小球在A点 B.t2时刻小球在B点 C.t1~t2时间内,小球的位移在增大 D.t3~t4时间内,小球的位移在减小 二、关键能力提升 8.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,规定水平向右为正方向,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　) A.图中x0应为l B.0~t1时间内弹簧振子由M向O运动 C.t1~t2时间内弹簧振子由M向O运动 D.0~t2时间内与t2~t3时间内弹簧振子运动方向相反 9.(2026广东佛山高二期中)如图甲所示,轻质弹簧与小球组成弹簧振子,在竖直方向上做简谐运动,其中O点为静止时小球的位置,B、C分别为最低点和最高点,取竖直向下为正方向,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　) A.小球在O点时弹簧处于原长状态 B.t=0.2 s时,弹簧振子的加速度为正向最大 C.t=0.2 s到t=0.4 s内,弹簧振子做加速度减小的变加速直线运动 D.在t=0.1 s与t=0.7 s时,弹簧振子的速度大小相等、方向相反 10.(多选)如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示,由图像可知下列说法正确的是(　　) A.小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm B.1 s末到5 s末小球运动的路程为40 cm C.2 s末和4 s末小球的位移相等,运动方向也相同 D.小球2 s完成一次往复运动 11.某质点做简谐运动的振动图像如图所示,根据图像中的信息,回答下列问题: (1)求质点离平衡位置的最大距离。 (2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动? (3)求质点在第2 s末的位移大小。 三、核心素养拔高 12.如图所示,一个劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与物块A连接在一起,物块B紧挨着物块A静止在斜面上。某时刻将B迅速移开,A将在斜面上做简谐运动,已知物块A、B的质量分别为mA、mB,若取沿斜面向上为正方向,移开B的时刻为计时起点,则A的振动位移随时间变化的图像是(　　) 参考答案 1.ABC　解析 选项A、B、C都满足弹簧振子的条件,A、B、C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,D不符合题意。 2.ACD　解析 弹簧振子经过平衡位置时,速度最大,A正确;弹簧振子在最大位移处时,速度最小,为零,B错误;同一位置相对于平衡位置的位移相同,C正确;动能是标量,弹簧振子经过同一位置时速度的大小相同,则动能相同,D正确。 3.AD　解析 弹簧振子受的力指向平衡位置,弹簧振子的位移为负值时,受到的力为正值,弹簧振子的加速度为正值,故A正确;当弹簧振子通过平衡位置时,位移为零,速度最大,故B错误;弹簧振子每次经过同一位置时,位移相同,速度大小相等,但速度方向可能相同,也可能不同,故C错误,D正确。 4.ABC　解析 机械振动的特点是质点做往复运动,位移发生周期性的变化,由题图可知,A、B、C正确,D错误。 5.C　解析 小物块沿竖直方向做简谐运动,运动过程中相对平衡位置的位移x随时间t变化的关系图像应该是正弦函数的波形。小物块初始被向下移动一段距离,以向上为正方向,所以在t=0时刻小物块相对平衡位置的位移为负值。故选C。 6.B 7.AC　解析 小球在A点和B点时的位移最大,由于取向右为正方向,所以小球在A点有正向最大位移,在B点有负向最大位移,则t2时刻小球在A点,t4时刻小球在B点,故A正确,B错误;小球的位移是以平衡位置为原点的,所以在t1~t2和t3~t4时间内小球的位移都在增大,故C正确,D错误。 8.A　解析 结合甲、乙两图可知t1时刻弹簧振子的位移为正值且最大,弹簧振子位于N处,x0应为l,A正确;0~t1时间内位移为正值,且逐渐增大,弹簧振子由O向N运动,B错误;t1~t2时间内位移为正值,且逐渐减小,弹簧振子由N向O运动,C错误;0~t2时间内弹簧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,D错误。 9.C　解析 O点为静止时小球的位置,小球在O点时弹簧处于伸长状态,故A错误;t=0.2 s时,弹簧振子处于下方最低处,可知加速度为负向最大,故B错误;t=0.2 s到t=0.4 s内,弹簧振子的位移减小、速度变大、加速度减小,所以弹簧振子做加速度减小的变加速直线运动,故C正确;根据题图乙可知,在t=0.1 s与t=0.7 s时,弹簧振子的速度大小相等、方向相同,故D错误。 10.AB　解析 由题图乙可知小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm,4 s完成一次往复运动,故A正确,D错误;1 s末到5 s末小球通过的路程是40 cm,故B正确;2 s末和4 s末小球位移均为0,位移相同,2 s末小球向x轴负方向运动,4 s末小球向x轴正方向运动,运动方向相反,故C错误。 11.解析 (1)由题图可知,质点离平衡位置的最大距离就是x的最大值10 cm。 (2)由题图可知,在1.5 s以后的一小段时间质点位移减小,因此是向平衡位置运动,在2.5 s以后的一小段时间质点位移增大,因此是背离平衡位置运动。 (3)由题图可知,质点第2 s末在平衡位置,因此位移为0。 答案 (1)10 cm　(2)1.5 s时向平衡位置运动　2.5 s时背离平衡位置运动　(3)0 12.B　解析 物块A、B紧挨在一起静止时弹簧压缩量Δx1=gsin θ,移走B后,A平衡时弹簧压缩量Δx2=,因此A的最大位移为Δx1-Δx2=,A、C项错误;又t=0时,A在负位移最大值处,B项正确,D项错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $