全國中學(xué)生物理競賽初賽振動試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共20分）1.一質(zhì)點做簡諧振動，其振動方程為\(x=0.2\cos(5t+\frac{\pi}{3})\)（SI），則其振動的振幅A為（）A.0.1mB.0.2mC.0.3mD.0.4m答案：B2.一個做簡諧振動的物體，其位移隨時間的變化規(guī)律為\(x=A\sin(\omegat+\varphi)\)，當(dāng)\(t=0\)時，位移\(x=\frac{A}{2}\)，則初相位\(\varphi\)為（）A.\(\frac{\pi}{6}\)B.\(\frac{\pi}{3}\)C.\(\frac{\pi}{2}\)D.\(\frac{2\pi}{3}\)答案：A3.簡諧振動的能量與下列哪個物理量無關(guān)（）A.振幅B.頻率C.位移D.質(zhì)量答案：C4.兩個同方向、同頻率的簡諧振動，其合振動的振幅最大時，兩分振動的相位差為（）A.0B.\(\frac{\pi}{2}\)C.\(\pi\)D.\(\frac{3\pi}{2}\)答案：A5.一彈簧振子，當(dāng)把它水平放置時，它可以作簡諧振動。若把它豎直放置或放在固定的光滑斜面上，試判斷下列情況正確的是（）A.豎直放置可作簡諧振動，放在光滑斜面上不能作簡諧振動B.豎直放置不能作簡諧振動，放在光滑斜面上可作簡諧振動C.兩種情況都可作簡諧振動D.兩種情況都不能作簡諧振動答案：C6.一質(zhì)點做簡諧振動，周期為T，當(dāng)它由平衡位置向x軸正方向運動時，從二分之一最大位移處到最大位移處這段路程所需的時間為（）A.\(\frac{T}{12}\)B.\(\frac{T}{8}\)C.\(\frac{T}{6}\)D.\(\frac{T}{4}\)答案：C7.一彈簧振子做簡諧振動，總能量為\(E0\)，如果簡諧振動振幅增加為原來的兩倍，重物的質(zhì)量增為原來的四倍，則它的總能量變?yōu)椋ǎ〢.\(E0\)B.\(2E0\)C.\(4E0\)D.\(16E0\)答案：C8.一簡諧振動的振動曲線如圖所示，由圖可知，振動周期T為（）A.2.6sB.2.4sC.2.2sD.2.0s答案：B9.一物體做簡諧振動，振動方程為\(x=0.3\cos(10\pit+\frac{\pi}{3})\)（SI），則其振動的頻率\(f\)為（）A.5HzB.10HzC.15HzD.20Hz答案：A10.一個單擺，擺長為\(L\)，擺球質(zhì)量為\(m\)，最大擺角為\(\theta\)，當(dāng)擺球從最大位移處擺向平衡位置的過程中，下列說法正確的是（）A.重力勢能減少，動能增加，機械能守恒B.重力勢能增加，動能減少，機械能守恒C.重力勢能減少，動能增加，機械能不守恒D.重力勢能增加，動能減少，機械能不守恒答案：A11.一簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系為\(x=0.1\sin(20\pit+\frac{\pi}{4})\)（SI），則該簡諧振動的速度最大值\(v{max}\)為（）A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s答案：B12.一彈簧振子在光滑水平面上做簡諧振動，當(dāng)振子的位移為振幅的一半時，其動能和勢能之比為（）A.1:1B.1:2C.1:3D.3:1答案：D13.一單擺的擺長為\(L\)，擺球質(zhì)量為\(m\)，在擺角很小時，其周期\(T\)為（）A.\(T=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\)B.\(T=2\pi\sqrt{\frac{m}{gL}}\)C.\(T=2\pi\sqrt{\frac{gL}{m}}\)D.\(T=2\pi\sqrt{\frac{L}{mg}}\)答案：A14.一物體做簡諧振動，其振動方程為\(x=0.2\sin(5t+\frac{\pi}{2})\)（SI），則在\(t=0\)時刻，物體的加速度\(a\)為（）A.\(0\)B.\(1m/s^2\)C.\(-1m/s^2\)D.\(-5m/s^2\)答案：D15.一簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系為\(x=0.05\cos(10t+\frac{\pi}{6})\)（SI），則該簡諧振動的相位\(\varphi\)為（）A.\(10t+\frac{\pi}{6}\)B.\(10t\)C.\(\frac{\pi}{6}\)D.\(10\)答案：A16.一彈簧振子在振動過程中，下列說法正確的是（）A.振子在平衡位置時，動能最大，勢能最小B.振子在最大位移處時，動能最大，勢能最小C.振子在平衡位置時，動能最小，勢能最大D.振子在最大位移處時，動能最小，勢能最小答案：A17.一物體做簡諧振動，周期為\(T\)，當(dāng)它從平衡位置向最大位移處運動時，從平衡位置到四分之一最大位移處這段路程所需的時間為（）A.\(\frac{T}{12}\)B.\(\frac{T}{8}\)C.\(\frac{T}{6}\)D.\(\frac{T}{4}\)答案：A18.一簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系為\(x=0.1\sin(10\pit+\frac{\pi}{3})\)（SI），則該簡諧振動的加速度最大值\(a{max}\)為（）A.\(1m/s^2\)B.\(10m/s^2\)C.\(100m/s^2\)D.\(1000m/s^2\)答案：C19.一單擺的擺長為\(L\)，擺球質(zhì)量為\(m\)，在擺動過程中，空氣阻力忽略不計，當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時，擺線的拉力\(F\)為（）A.\(F=mg\)B.\(F=m\frac{v^2}{L}\)C.\(F=mg+m\frac{v^2}{L}\)D.\(F=mg-m\frac{v^2}{L}\)答案：C20.一簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系為\(x=0.2\cos(5t+\frac{\pi}{4})\)（SI），則該簡諧振動的相位\(\varphi\)為（）A.\(5t+\frac{\pi}{4}\)B.\(5t\)C.\(\frac{\pi}{4}\)D.\(5\)答案：A二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于簡諧振動的說法正確的是（）A.回復(fù)力與位移大小成正比，方向相反B.加速度與位移大小成正比，方向相反C.速度與位移大小成正比，方向相反D.動能與位移大小成正比答案：AB2.一彈簧振子做簡諧振動，下列說法正確的是（）A.振子通過平衡位置時，速度最大，加速度為零B.振子在最大位移處時，速度為零，加速度最大C.振子在振動過程中，機械能守恒D.振子的周期與振幅有關(guān)答案：ABC3.一單擺做簡諧振動，下列說法正確的是（）A.擺球質(zhì)量越大，周期越大B.擺長越長，周期越大C.重力加速度越大，周期越大D.單擺的周期與擺角大小無關(guān)（擺角很小）答案：BD4.一物體做簡諧振動，其振動方程為\(x=A\sin(\omegat+\varphi)\)，則（）A.振幅為\(A\)B.角頻率為\(\omega\)C.初相位為\(\varphi\)D.周期\(T=\frac{2\pi}{\omega}\)答案：ABCD5.簡諧振動的特點包括（）A.具有周期性B.回復(fù)力滿足\(F=-kx\)C.機械能守恒D.振動圖像是正弦或余弦曲線答案：ABCD6.一彈簧振子從平衡位置開始振動，經(jīng)過\(t\)時間第一次回到平衡位置，則（）A.這段時間內(nèi)振子的位移為零B.這段時間內(nèi)振子的路程為振幅的兩倍C.這段時間內(nèi)振子的平均速度為零D.這段時間內(nèi)振子的加速度方向不變答案：ABC7.一物體做簡諧振動，其振動曲線如圖所示，由圖可知（）A.振動周期為\(2.0s\)B.\(t=1.0s\)時，物體的速度為零C.\(t=1.5s\)時，物體的加速度為正且最大D.\(t=2.0s\)時，物體回到平衡位置答案：ABC8.一彈簧振子在光滑水平面上做簡諧振動，當(dāng)振子的位移為振幅的一半時，下列說法正確的是（）A.動能與勢能之比為\(3:1\)B.動能與勢能之比為\(1:3\)C.速度與最大速度之比為\(\frac{\sqrt{3}}{2}\)D.加速度與最大加速度之比為\(\frac{1}{2}\)答案：ACD9.一單擺的擺長為\(L\)，擺球質(zhì)量為\(m\)，在擺動過程中，空氣阻力忽略不計，當(dāng)擺球從最大位移處擺向平衡位置的過程中，下列說法正確的是（）A.重力做正功B.重力勢能減少C.動能增加D.機械能守恒答案：ABCD10.一簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系為\(x=0.1\sin(10\pit+\frac{\pi}{3})\)（SI），則（）A.振幅為\(0.1m\)B.頻率為\(5Hz\)C.初相位為\(\frac{\pi}{3}\)D.\(t=0\)時，位移為\(0.05\sqrt{3}m\)答案：ABC三、判斷題（每題1分，共10分）1.簡諧振動的回復(fù)力一定是物體受到的合外力。（）答案：×2.做簡諧振動的物體，其位移越大，速度一定越大。（）答案：×3.單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)。（）答案：√4.簡諧振動的能量與振幅無關(guān)。（）答案：×5.一物體做簡諧振動，其振動方程為\(x=A\sin(\omegat+\varphi)\)，則\(\omega\)越大，周期越大。（）答案：×6.做簡諧振動的物體，在平衡位置時，加速度一定為零。（）答案：√7.單擺的擺長越長，周期越小。（）答案：×8.簡諧振動的圖像是一條正弦曲線，它能直觀地反映出振動的位移隨時間的變化規(guī)律。（）答案：√9.一彈簧振子在振動過程中，機械能不守恒。（）答案：×10.做簡諧振動的物體，其速度方向與位移方向一定相同。（）答案：×四、填空題（每題1分，共10分）1.簡諧振動的表達式為\(x=A\sin(\omegat+\varphi)\)，其中\(zhòng)(\omega\)叫做（）。答案：角頻率2.一彈簧振子做簡諧振動，其振動周期\(T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}\)，其中\(zhòng)(m\)是振子的（），\(k\)是彈簧的（）。答案：質(zhì)量；勁度系數(shù)3.單擺做簡諧振動時，其回復(fù)力由（）提供。答案：重力沿切線方向的分力4.做簡諧振動的物體，其位移隨時間的變化規(guī)律是（）函數(shù)。答案：正弦（或余弦）5.簡諧振動的能量與（）的平方成正比。答案：振幅6.一物體做簡諧振動，其振動方程為\(x=0.2\cos(5t+\frac{\pi}{4})\)，則其頻率\(f=\)（）Hz。答案：\(\frac{5}{2\pi}\)7.單擺的擺長為\(L\)，重力加速度為\(g\)，則其周期\(T=\)（）。答案：\(2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}\)8.做簡諧振動的物體，在平衡位置時，（）能最大，（）能最小。答案：動；勢9.簡諧振動的圖像中，橫坐標表示（）。答案：時間10.一彈簧振子在光滑水平面上做簡諧振動，當(dāng)振子的位移為振幅的一半時，其動能與勢能之比為（）。答案：3:1五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述簡諧振動的特點。答案：回復(fù)力與位移大小成正比，方向相反，滿足\(F=-kx\)。具有周期性，位移隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化。機械能守恒，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化。振動圖像是正弦或余弦曲線，能直觀反映位移隨時間變化。2.單擺做簡諧振動的條件是什么？答案：擺角很小（一般認為小于\(5^{\circ}\)）?？諝庾枇雎圆挥?。3.如何根據(jù)簡諧振動的表達式確定振動的周期和振幅？答案：對于