高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊1 簡諧運(yùn)動同步測試題

高中物理人教版(2019)選擇性必修第一冊1簡諧運(yùn)動同步測試題一、選擇題要求：在下列各題的四個(gè)選項(xiàng)中，選出正確的一個(gè)。1.一個(gè)簡諧振子的振動周期為T，當(dāng)振子的位移為A/2時(shí)，其速度大小為：A.A/2B.A/√2C.√2A/2D.√2A2.一個(gè)單擺在某一位置時(shí)，其速度為零，則該位置：A.是平衡位置B.是振子的最大位移位置C.是振子的最大速度位置D.是振子的能量最小位置3.下列關(guān)于簡諧運(yùn)動的說法中，正確的是：A.簡諧運(yùn)動的加速度總是與位移成正比B.簡諧運(yùn)動的加速度總是與速度成正比C.簡諧運(yùn)動的加速度總是與位移的平方成正比D.簡諧運(yùn)動的加速度總是與速度的平方成正比4.一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上做簡諧運(yùn)動，振幅為A，當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，其加速度大小為：A.0B.A/gC.mgD.mg/A5.一個(gè)彈簧振子的振動周期為T，當(dāng)彈簧的勁度系數(shù)k增加一倍時(shí)，其振動周期：A.不變B.減小到原來的一半C.增加到原來的兩倍D.增加到原來的四倍二、填空題要求：將正確答案填入下列各題的空格內(nèi)。6.簡諧運(yùn)動的周期T與振幅A的關(guān)系是：_________。7.簡諧運(yùn)動的加速度a與位移x的關(guān)系是：_________。8.單擺的周期T與擺長L的關(guān)系是：_________。9.彈簧振子的周期T與勁度系數(shù)k的關(guān)系是：_________。10.簡諧運(yùn)動的角頻率ω與周期T的關(guān)系是：_________。三、計(jì)算題要求：解答下列各題。11.一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的物體，在勁度系數(shù)為10N/m的彈簧上做簡諧運(yùn)動，當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，其速度大小為0.5m/s。求：（1）振幅A；（2）周期T；（3）最大加速度a_max。12.一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的物體，在擺長為0.5m的單擺上做簡諧運(yùn)動，當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，其速度大小為2m/s。求：（1）振幅A；（2）周期T；（3）最大加速度a_max。四、解答題要求：解答下列各題，寫出解題過程和最終答案。13.一個(gè)彈簧振子的質(zhì)量為0.2kg，彈簧的勁度系數(shù)為20N/m。當(dāng)振子從最大位移處開始振動時(shí)，求：（1）振子的最大速度；（2）振子的最大加速度；（3）振子的最大動能。14.一個(gè)質(zhì)量為0.15kg的物體在水平面上做簡諧運(yùn)動，振幅為0.05m，彈簧的勁度系數(shù)為10N/m。當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，其速度大小為1.5m/s。求：（1）振子的周期；（2）振子的最大加速度；（3）振子的最大位移。五、論述題要求：根據(jù)所學(xué)知識，論述簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)及其在物理學(xué)中的應(yīng)用。15.論述簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)，并說明其在物理學(xué)中的重要性。六、實(shí)驗(yàn)題要求：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證簡諧運(yùn)動的周期與振幅的關(guān)系。16.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證簡諧運(yùn)動的周期與振幅的關(guān)系，包括實(shí)驗(yàn)步驟、所需儀器和預(yù)期結(jié)果。本次試卷答案如下：一、選擇題1.B解析：簡諧振子的速度在平衡位置處最大，在最大位移處為零。當(dāng)位移為A/2時(shí)，速度為最大速度的一半，即v=Aω，其中ω為角頻率，T為周期，所以v=A/(2π√(k/m))，其中k為彈簧勁度系數(shù)，m為質(zhì)量。因此，v=A/√2。2.D解析：在簡諧運(yùn)動中，當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，速度最大，動能最大，勢能最小，因此加速度為零，能量最小。3.A解析：簡諧運(yùn)動的加速度與位移成正比，根據(jù)胡克定律F=-kx，加速度a=F/m=-kx/m。4.B解析：當(dāng)物體通過平衡位置時(shí)，加速度由彈簧的回復(fù)力提供，回復(fù)力等于重力mg，所以加速度a=mg。5.A解析：彈簧振子的周期T與彈簧的勁度系數(shù)k無關(guān)，只與質(zhì)量m和彈簧的長度有關(guān)，T=2π√(m/k)。二、填空題6.T=2π√(A/g)解析：簡諧運(yùn)動的周期T與重力加速度g和振幅A的關(guān)系為T=2π√(A/g)。7.a=-ω^2x解析：簡諧運(yùn)動的加速度a與位移x的關(guān)系為a=-ω^2x，其中ω為角頻率。8.T=2π√(L/g)解析：單擺的周期T與擺長L和重力加速度g的關(guān)系為T=2π√(L/g)。9.T=2π√(m/k)解析：彈簧振子的周期T與質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k的關(guān)系為T=2π√(m/k)。10.ω=2π/T解析：簡諧運(yùn)動的角頻率ω與周期T的關(guān)系為ω=2π/T。三、計(jì)算題11.（1）振幅A=0.25m；（2）周期T=0.2s；（3）最大加速度a_max=2.5m/s^2。解析：振幅A=v/(ω)=0.5/(2π√(10/0.1))=0.25m；周期T=2π√(m/k)=2π√(0.1/10)=0.2s；最大加速度a_max=ω^2A=(2π/0.2)^2*0.25=2.5m/s^2。12.（1）振幅A=0.1m；（2）周期T=1s；（3）最大加速度a_max=4m/s^2。解析：振幅A=v/(ω)=2/(2π√(0.5/g))=0.1m；周期T=2π√(L/g)=2π√(0.5/9.8)=1s；最大加速度a_max=ω^2A=(2π/1)^2*0.1=4m/s^2。四、解答題13.（1）振子的最大速度v_max=√(k/m)A；（2）振子的最大加速度a_max=k/mA；（3）振子的最大動能E_k=1/2mv_max^2。解析：根據(jù)簡諧運(yùn)動公式v_max=√(k/m)A，a_max=k/mA，E_k=1/2mv_max^2。14.（1）振子的周期T=2π√(m/k)A；（2）振子的最大加速度a_max=k/mA；（3）振子的最大位移A=v_max/(ω)。解析：周期T=2π√(m/k)A，a_max=k/mA，A=v_max/(ω)。五、論述題15.簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)包括：周期性、等時(shí)性、對稱性、能量守恒。簡諧運(yùn)動在物理學(xué)中的應(yīng)用廣泛，如彈簧振子、單擺、振動電路等。六、實(shí)驗(yàn)題16.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）固定一個(gè)彈簧，測量其長度L0；（2）將一個(gè)已知質(zhì)量的物體掛在彈簧上，測量彈簧的伸長量x0；（3）改變物體的質(zhì)量，重復(fù)步驟（2）；