第2章 第1节 简谐运动（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本同步练习按基础巩固、综合运用、拓广探索分层，以8:4:1题量配比，构建“概念理解→情境应用→拓展探究”的知识巩固路径，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|简谐运动位移、平衡位置等核心概念|以选择题为主，聚焦单一知识点辨析，夯实物理观念| |综合运用|振动图像分析、实际情境（弹簧振子、鱼漂）|结合图像与生活情境，考查科学推理与模型建构| |拓广探索|振动图像综合应用（位移、路程计算）|教材改编题，要求过程分析，培养探究能力|

第二章 机械振动 1.简谐运动 基础巩固 1. 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. 机械振动的位移仍是以初位置为起点的位移 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 2. 关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A. 简谐运动一定是水平方向的运动 B. 所有的振动都可以看作简谐运动 C. 物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线 D. 只要振动图像是正弦曲线, 物体一定做简谐运动 3. 一质点做简谐运动，下列说法正确的是( ) A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B. 质点通过平衡位置时, 速度为 0 ,加速度最大 C. 质点每次通过平衡位置时, 加速度不一定相同，速度也不一定相同 D. 质点每次通过同一位置时, 其速度不一定相同，但加速度一定相同 4. 一弹簧振子在光滑水平杆上做简谐运动，已知 为平衡位置， 、 为关于 的两个对称位置,则小球在经过 、 两点时 ( ) 第 4 题 A. 所受弹簧弹力一定相同 B. 相对平衡位置的位移一定相同 C. 速度一定相同 D. 弹簧的弹性势能一定相同 5. 如图所示为某物体做简谐运动的 图像,下列说法正确的是( ) 第 5 题 A. 由 位 移 在增大 B. 由 速度在增大 C. 由 速度是先减小后增大 D. 由 位移始终减小 6. 一质点做简谐运动的图像如图所示, 在 内具有最大负方向速度和具有最大正方向加速度的时刻分别是( ) 第 6 题 A. B. C. D. 7. 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 ( ) 第 7 题 A. 时刻小球的位移大小相等,方向相反 B. 时刻小球的速度大小相等，方向相反 C. 时刻小球的速度大小相等，方向相反 D. 时刻小球的位移大小相等，方向相反 8. 某弹簧振子的振动图像如图所示，将小球从平衡位置拉开 后放开，同时开始计时，则( ) 第 8 题 A. 内,小球正在做加速度减小的加速运动 B. 内,小球正在做加速度增大的减速运动 C. 内,小球速度方向沿纵轴正方向 D. 在 时小球的位移一定等于 综合运用 9.如图所示, 弹簧下端悬挂一钢球, 上端固定在天花板上，它们组成一个弹簧振子. 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 ( ) 第 9 题 A. 钢球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 处时位移为 D. 钢球振动到距原静止位置上方 处时位移为 10. 如果质点位移与时间的关系遵从正弦函数规律, 这样的运动叫作简谐运动.根据图中各图像可以判断出物体可能做简谐运动的是( ) 第 10 题 A. ①② B. ③④ C.①③ D. ②④ 11. 在水平方向上做简谐运动的质点, 其振动图像如图所示. 若取向右为正方向, 则质点的位移向左且速度向右的时间段是 ( ) 第 11 题 A. 0 到 1 s 内 B. 到 内 C. 到 内 D. 到 内 12. 某鱼漂的示意图如图所示， 、 为鱼漂上的三个点. 当鱼漂静止时，水面恰好过点 . 用手将鱼漂向下压，使点 到达水面，松手后，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，点 到达水面. 不考虑阻力的影响，下列说法正确的是 ( ) 第 12 题 A. 鱼漂的运动是简谐运动 B. 点 过水面时,鱼漂的加速度最大 C. 点 到达水面时,鱼漂具有向下的加速度 D. 鱼漂由上往下运动时，速度越来越大 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 拓广探索 13.(教材改编题)如图甲所示，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.用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动. 钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置, 如图乙所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像, 以竖直向上为正方向. 根据图像中的信息, 回答下列问题: 第 13 题 (1)质点离开平衡位置的最大距离是多少？ (2)在 和 两个时刻，质点向哪个方向运动? (3)质点在第 末的位移是多少？在前 内的路程是多少 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 机械振动 1.简谐运动 基础巩固 1. 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. 机械振动的位移仍是以初位置为起点的位移 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 【答案】A 【解析】物体在平衡位置附近的往复运动叫机械振动, A 正确; 机械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，位移随时间而变，振动物体偏离平衡位置最远时，振动物体的位移最大，B、C、D 错误. 故选 A. 2. 关于简谐运动，下列说法正确的是( ) A. 简谐运动一定是水平方向的运动 B. 所有的振动都可以看作简谐运动 C. 物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线 D. 只要振动图像是正弦曲线, 物体一定做简谐运动 【答案】D 【解析】简谐运动并不一定在水平方向上，各个方向都可以, A 错误; 振动图像是一条正弦曲线的振动才是简谐运动, B 错误; 简谐运动的振动图像是正弦曲线, 但简谐运动的轨迹并不是正弦曲线, 错误; 物体的振动图像是正弦曲线,该振动一定是简谐运动, 正确. 故选 . 3. 一质点做简谐运动，下列说法正确的是( ) A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B. 质点通过平衡位置时, 速度为 0 ,加速度最大 C. 质点每次通过平衡位置时, 加速度不一定相同，速度也不一定相同 D. 质点每次通过同一位置时, 其速度不一定相同，但加速度一定相同 【答案】 D 【解析】做简谐运动的质点每次通过同一位置时, 加速度、位移相同,速度方向可能相同也可能相反, 错误, D 正确；质点通过平衡位置时，速度最大，加速度为 0 ，B 错误. 故选 D. 4. 一弹簧振子在光滑水平杆上做简谐运动，已知 为平衡位置， 、 为关于 的两个对称位置,则小球在经过 、 两点时 ( ) 第 4 题 A. 所受弹簧弹力一定相同 B. 相对平衡位置的位移一定相同 C. 速度一定相同 D. 弹簧的弹性势能一定相同 【答案】 D 【解析】弹簧振子在光滑水平杆上做简谐运动,弹簧的弹力提供回复力,则 点为弹簧的原长位置,两对称点 的弹力等大反向, 错误; 两对称点 相对平衡位置的位移等大反向, 错误; 根据简谐运动的对称性可知, 两点的速度大小相等,方向可能相同或相反, 错误; 弹簧的弹性势能为 两点对应的弹簧形变量 相同,则两点的弹性势能一定相同，D正确. 故选 D. 5. 如图所示为某物体做简谐运动的 图像,下列说法正确的是( ) 第 5 题 A. 由 位 移 在增大 B. 由 速度在增大 C. 由 速度是先减小后增大 D. 由 位移始终减小 【答案】 A 【解析】由 ,物体远离平衡位置运动,位移在增大而速度在减小, 正确, 错误; 由 ,物体先向平衡位置运动，经平衡位置后又远离平衡位置，因而位移先减小后增大, 速度先增大后减小, C、D 错误. 故选 A. 6. 一质点做简谐运动的图像如图所示, 在 内具有最大负方向速度和具有最大正方向加速度的时刻分别是( ) 第 6 题 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】质点具有最大速度时在平衡位置, 质点具有最大加速度时在最大位移处. 由图可知振子在 时和 时速度最大,在 时振子将向负方向最大位移处运动,所以具有最大负方向速度，而在 时具有最大正方向速度；由图可知振子在 时和 时都有最大位移,所以此两时刻都有最大加速度,又因为加速度方向指向平衡位置,所以在 时有正方向最大加速度,在 时有负方向最大加速度. 故选 . 7. 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 ( ) 第 7 题 A. 时刻小球的位移大小相等,方向相反 B. 时刻小球的速度大小相等，方向相反 C. 时刻小球的速度大小相等，方向相反 D. 时刻小球的位移大小相等，方向相反 【答案】 【解析】从题图可以看出, 时刻小球位于同一位置, 位移大小相等,方向相同, 时刻小球速度大小相等,方向相同， 、 错误； 、 时刻小球速度大小相等，方向相同， C 错误; 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. 故选 D. 8. 某弹簧振子的振动图像如图所示，将小球从平衡位置拉开 后放开，同时开始计时，则( ) 第 8 题 A. 内,小球正在做加速度减小的加速运动 B. 内,小球正在做加速度增大的减速运动 C. 内,小球速度方向沿纵轴正方向 D. 在 时小球的位移一定等于 【答案】 B 【解析】0.1~0.2s内，小球由平衡位置向负的最大位移处运动，加速度在增大，速度在减小，小球的速度方向沿纵轴负方向, 错误, 正确；0.1 ~0.2 s 内，小球做加速度增大的减速运动，故在 时小球的位移一定不等于 ，D 错误.故选 B. 综合运用 9.如图所示, 弹簧下端悬挂一钢球, 上端固定在天花板上，它们组成一个弹簧振子. 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 ( ) 第 9 题 A. 钢球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 处时位移为 D. 钢球振动到距原静止位置上方 处时位移为 【答案】B 【解析】钢球的平衡位置为钢球原来静止时的位置, A 错误，B 正确；钢球的位移为从平衡位置指向某时刻钢球所在位置的有向线段，竖直向下为正方向，可知 C、D 错误. 故选 B. 10. 如果质点位移与时间的关系遵从正弦函数规律, 这样的运动叫作简谐运动.根据图中各图像可以判断出物体可能做简谐运动的是( ) 第 10 题 A. ①② B. ③④ C.①③ D. ②④ 【答案】 C 【解析】根据题意, 只有①③中的振动图像与正弦函数图像相似，符合简谐运动的特征，C 正确. 故选 C. 11. 在水平方向上做简谐运动的质点, 其振动图像如图所示. 若取向右为正方向, 则质点的位移向左且速度向右的时间段是 ( ) 第 11 题 A. 0 到 1 s 内 B. 到 内 C. 到 内 D. 到 内 【答案】 D 【解析】由于规定向右为正方向, 则位移向左表示位移为负，这段时间应为 到 内和 到 内，又要求速度向右，因此速度方向应为正，则满足这两个条件的时间段为 到 内， 正确. 故选 D. 12. 某鱼漂的示意图如图所示， 、 为鱼漂上的三个点. 当鱼漂静止时，水面恰好过点 . 用手将鱼漂向下压，使点 到达水面，松手后，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，点 到达水面. 不考虑阻力的影响，下列说法正确的是 ( ) 第 12 题 A. 鱼漂的运动是简谐运动 B. 点 过水面时,鱼漂的加速度最大 C. 点 到达水面时,鱼漂具有向下的加速度 D. 鱼漂由上往下运动时，速度越来越大 【答案】 A 【解析】鱼漂在水中受到了浮力的作用，由阿基米德浮力定律可知，浮力的大小与鱼漂进入水面的深度成正比，鱼漂所受的重力为恒力，以静止时 点所处位置为坐标原点，则合力的大小与鱼漂的位移大小成正比，方向总是与位移方向相反，所以鱼漂做简谐运动， 正确；点 过水面时，鱼漂到达了平衡位置，所受合力为 0，加速度最小，B 错误；点 到达水面时，鱼漂达到了向下的最大位移，所受合力方向向上， 所以具有向上的加速度，C 错误；由简谐运动的特点可知，鱼漂由上往下运动时，速度越来越大，达到最大后则开始减小， D 错误. 故选 A. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 拓广探索 13.(教材改编题)如图甲所示，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.用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动. 钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置, 如图乙所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像, 以竖直向上为正方向. 根据图像中的信息, 回答下列问题: 第 13 题 (1)质点离开平衡位置的最大距离是多少？ (2)在 和 两个时刻，质点向哪个方向运动? (3)质点在第 末的位移是多少？在前 内的路程是多少 【答案】 (1) (2) 竖直向下 竖直向下 (3) 【解析】(1)由图像上的信息，结合质点的振动过程可知，质点离开平衡位置的最大距离就是 的最大值，为 . (2)从 到 时间间隔内，质点位移 ，且减小，因此是向平衡位置运动，即竖直向下运动；从 到 时间间隔内,位移 ,且 增大,因此是背离平衡位置运动,即竖直向下运动。(3)质点在第 末时,处在平衡位置，因此位移为 0 ; 质点在前 内完成一个周期性运动,其路程为 . 学科网（北京）股份有限公司 $