湖南耒阳2026-2027学年高二上学期物理课后作业（人教版选择性必修第一册第二章）

作业大赛高中物理组作品 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 【机械振动】 学段学科 【高中】【物理】 适用年级 【高二】 教材版本 【人教版、选必一】 对应内容 【第二单元/机械振动】 作业类型 【课后作业】 完成时长 总时长20分钟 设计者 【钟志勇】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：建立单摆模型和简谐运动模型的物理观念，学会类比思维分析生活模型 · 教材地位：进一步掌握机械振动的基本规律，并熟练套用各种简谐运动模型的结论 · 教学重难点：弹簧振子和单摆模型的运动规律和能量变化特征 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已掌握简谐运动方程、单摆周期公式，共振条件。 现有困惑 不会套用简谐运动模型的对称性结论。 差异分析 大部分学生基础薄弱，对基础概念辨析不清，少数学生力学知识扎实。 3. 设计意图 进一步掌握机械振动的基本规律，并熟练套用各种简谐运动模型的结论 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 识记/复述/解释/辨别 物理观念 正确率、概念复述 能力运用 B 应用物理知识动手实验 科学探究 过程记录、方法选用 思维发展 C 比较、概括、推理、评价、创新类比 科学思维 物理观念的理解和类比能力的锻炼 情感态度 D 科学本质、科学态度和社会责任 科学态度与责任 对物理定律的应用 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 单选题 弹簧振子运动时的速度变化和能量变化 A 构建弹簧振子模型 D、动能变化和势能变化 2 单选题 简谐运动位移关系式的理解 A 位移关系式与简谐运动的关系，并会比较位移、速度、加速度的大小 A、物理思维，由函数得到图像 3 单选题 简谐振动基本物理量的计算 C 建立物理观念 C、周期、频率等概念 4 单选题 类简谐运动模型 D 学会类比思维 A、构建简谐运动模型 5 单选题 共振的条件 B 掌握单摆周期公式和共振条件 C、科学思维和科学探究 6 单选题 类单摆 B 学会类比思维 D、构建单摆模型 7 多选题 单摆运动的受力分析和能量分析 ABCD 受力分析、运动分析、能量分析 AC、对特殊位置的受力分析和能量分析 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 1、如图所示，由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个沿竖直方向振动的弹簧振子，弹簧的上端固定于天花板上。当物块处于静止状态时，取它的重力势能为零，现将物块向下拉一小段距离后放手，此后弹簧振子在平衡位置附近上下做简谐运动，不计空气阻力，则（      ） A．弹簧振子速度最大时，振动系统的势能为零 B．弹簧振子速度增大时，物块的加速度也增加 C．弹簧振子远离平衡位置时，振动系统的动能增大 D．弹簧振子远离平衡位置时，振动系统的动能减小 2、某质点做简谐振动，其位移随时间变化的关系式为，则该质点（      ） A．第1s末与第3s末的位移相同 B．第1s末与第3s末的速度相同 C．3s末至5s末的位移方向都相同 D．3s末至5s末的加速度方向都相同 3、弹簧振子在A、B之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得A、B间距为8cm，完成30次全振动所用时间为60s。则（     ） A．振动周期是2s，振幅是8cm B．振动频率是2Hz C．小球完成一次全振动通过的路程是16cm D．从小球过O点时开始计时，2s内发生的位移是4cm 4、刘慈欣科幻作品《地球大炮》中有一种地心车，可以在贯穿地心的地球隧道中行驶，无需额外动力可以在几十分钟内从地球一端到达另一端，几乎不用消耗能源，示意图如图所示。不考虑地球自转的影响，忽略车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动可视为简谐运动，则乘客（     ） A．在地心处的速度最大 B．在地心处的回复力最大 C．离地心越近势能越大 D．所受地球引力大小与到地心距离的平方成反比 5、一单摆在地球表面做受迫振动，振幅A与驱动力频率f之间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是（     ） A．该单摆的摆长约为2m B．若摆长减小，则共振曲线的峰值向左偏移 C．当驱动力频率为0.5Hz时，该单摆的振幅最大 D．若在月球上做实验，则共振曲线的峰值向右偏移 6、将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为的斜面上，其摆角为，如图。下列说法正确的是（　　） A．摆球做简谐运动的回复力为 B．摆球做简谐运动的回复力为 C．摆球做简谐运动的周期为 D．摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力 7（多选）、如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器固定在点。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动过程中的最低位置。图乙表示摆球从运动至点开始计时细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，重力加速度取，则（　　） A．单摆的振动周期为0.4πs B．单摆的摆长为 C．摆球的质量为 D．摆球运动过程中的最大速度 7、 答案与解析 1【答案】D 【详解】A．弹簧振子经过平衡位置时速度最大。此时物块的重力势能为零，但弹簧仍有伸长量，弹性势能不为零，因此振动系统的势能不为零，故A错误； B．弹簧振子速度增大时正靠近平衡位置，离平衡位置的距离减小；简谐运动中加速度大小与离平衡位置的距离成正比，因此加速度大小减小，故B错误； CD．弹簧振子远离平衡位置时，回复力方向与速度方向相反，速度减小，振动系统的动能随之减小，故C错误，D正确。 2【答案】A 【详解】AB．由题给，，，两时刻的位移相同。由题给，时，即位移第一次达到正向最大值。第末在达到正向最大位移前，质点沿正方向运动；第末在其后，质点沿负方向运动，速度方向相反，故A正确，B错误； CD．由题给的位移表达式，时，故，位移方向为正方向。在时，时，故，位移方向为负方向。简谐运动的回复力总指向平衡位置，且加速度方向与回复力方向相同，因此位移方向和加速度方向均发生改变，故CD错误。故选A。 3【答案】C 【详解】A．由题意可知，，故A错误； B．频率，故B错误； C．小球完成一次全振动通过的路程为振幅的4倍，即，故C正确； D．从小球过O点时开始计时，在2s内发生的位移为0，故D错误。故选C。 4【答案】A 【详解】D．设地球质量为M，乘客和车的质量为m，地球密度为ρ，则 在距离地心为r时地球对乘客和车的万有引力充当回复力 又 联立得，即万有引力与r成正比，故D错误； A．地心处为简谐运动的平衡位置，故在地心处的速度最大，回复力为零，故A正确，B错误；C．靠近地心的过程中，万有引力做正功，故离地心越近势能越小，故C错误。故选A。 5【答案】C 【详解】AC．由题图可知，当驱动力频率为0.5Hz时，该单摆的振幅最大，则该单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期，根据单摆周期公式有，可得该单摆的摆长约为L=1m，A错误，C正确；B．若摆长减小，则单摆的固有周期变小，固有频率变大，则共振曲线的峰值向右偏移，B错误；D．若在月球上做实验，因月球上重力加速度g较小，则单摆的固有周期变大，固有频率变小，则共振曲线的峰值向左偏移，D错误。故选C。 6.【答案】D 【详解】AB．回复力由重力沿斜面向下的分力的切向分力提供，重力沿斜面向下的分力为，下滑分力的切线分力为，即摆球做简谐运动的回复力为，故AB错误；C．等效重力加速度为，摆球做简谐运动的周期为，故C错误；D．摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力和重力的下滑分力的合力提供向心力，故故，故D正确。故选D。 7【答案】AC 【详解】A．由乙图可知，单摆每个周期经过两次最低点，即每个周期细线的拉力出现两次最大值，则单摆的周期为，故A正确； B．由单摆周期公式解得，故B错误； CD．由乙图和牛顿运动定律得，设摆球在A时，摆线与竖直方向的夹角为，则在最高点时 在最低点时 从最高点到最低点，由动能定理得 解得，，故C正确，D错误。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $