2022版高中物理第十一章1简谐运动练习(含解析)新人教版选修3_4.pdf

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1、.1 1简谐运动简谐运动1.(多项选择)以下运动中属于机械振动的是(ACD)解析:物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动,故 A,C,D 正确;竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地,不具有运动的往复性,因此不属于机械振动,故 B 错误.2.关于简谐运动,以下说法正确的选项是(D)图象是正弦曲线,物体一定做简谐运动解析:物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,A 错误;简谐运动是最简单的振动,B 错误;物体做简谐运动时的轨迹并不一定是正弦曲线,C 错误;假设物体振动的图象是正弦曲线,那么其一定做简谐运动,D 正确.3.一质点做简谐运动的图象如下图,在前 2 s 内具有

2、最大负方向速度的时刻是(A)sB.1 sC.1.5 sD.2 s解析:质点经过平衡位置时速度最大,速度方向可以根据切线斜率的正、负来判断,也可以根据下一时刻位移的变化来判断,或可以根据简谐运动的过程来判断.该题中,从 t=0 到 t=1 s 时间内质点向负的最大位移处运动,因此可判断此时间段内速度方向为负.4.装有沙粒的试管竖直静浮于水面,如下图.将试管竖直提起少许,然后静止释放并开场计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动.假设取竖直向上为正方向,那么以下描述试管振动的图象中可能正确的选项是(D)解析:试管被竖直提起少许,说明试管在其平衡位置以上最大位移处释放,D 正确.5.如下图为某

3、质点在 04 s 内的振动图象,那么(C)下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。.A.质点在 3 s 末的位移为 2 mB.质点在 4 s 末的位移为 8 mC.质点在 4 s 内的路程为 8 mD.质点在 4 s 内的路程为零解析:振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移.位移是矢量,有大小,也有方向.因此 3s 末的位移为-2 m,4 s 末位移为零.路程是指质点运动的路径的长度,在 4 s 内应该是从平衡位置到最大位置这段距离的4 倍,即为 8 m,C 正确.6.如图 1,x 轴的坐标原点 O 为弹簧振子的平衡位置,小球在 B,C 间做无摩擦的往复运动.在对应的运动图象图 2 中 A

4、 点为(A)O 的过程中某一时刻B 的过程中某一时刻C 的过程中某一时刻O 的过程中某一时刻解析:由题图 2 知,A 点的位移为负,位移正在减小,说明速度方向沿 x 轴正向,可知此刻振子正靠近平衡位置,且向右运动,故 A 点为 BO 的过程中某一时刻,故 A 正确,B,C,D 错误.7.一弹簧振子做简谐运动,以下说法中正确的选项是(D)A.假设位移为负值,那么速度一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,位移最大C.振子每次经过平衡位置时,位移一样,速度也一定一样D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定一样,但位移一定一样解析:在振子由平衡位置向负方向运动过程中,振子的位移、速度为负值,故

5、A 错误;当振子通过平衡位置时,位移为零,速度最大,故 B 错误;当振子每次通过平衡位置时,速度大小一样,方向不一定一样,但位移一样,故 C 错误;当振子每次通过同一位置时,位移一样,速度大小一样,但速度方向可能一样,也可能不同,D 正确.8.(多项选择)一质点做简谐运动的图象如下图,以下说法正确的选项是(AC)A.01 s 速度在增大B.01 s 位移在增大C.23 s 速度在增大D.23 s 位移在增大解析:01 s 质点从最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小.23 s 质点从负向最大位移处向平衡位置运动,速度越来越大,但相对于平衡位置的位移越来越小,故 A,C 正确.9.如下图,

6、简谐运动的图象上有 a,b,c,d,e,f 六个点,其中:下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。.(1)与 a 点位移一样的点有哪些?(2)与 a 点速度一样的点有哪些?(3)b 点离开平衡位置的最大距离是多少?解析:(1)位移是矢量,位移一样意味着位移的大小和方向都要一样,可知与 a 点位移一样的点有 b,e,f.(2)速度也是矢量,速度一样要求速度的大小和方向都要一样,可知与a点速度一样的点有d,e.(3)b 点离开平衡 2 cm.答案:(1)b,e,f(2)d,e(3)2 cm10.一个质点做简谐运动,它的振动图象如下图,那么(C)1时间内的位移1时刻的位移1时刻的瞬时速率解析:题图中

7、的曲线局部是质点的位移与时间的对应关系,不是质点的运动轨迹,故 A 错;质点在 t1时间内的位移,应是曲线在 t1时刻的纵坐标值,故 B 错,C 对;质点在 t1时刻的瞬时速率应是 t1时刻所对应的曲线的斜率,故 D 错.11.某弹簧振子的振动图象如下图.根据图象判断,以下说法正确的选项是(D)A.第 1 s 内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B.第 2 s 末振子相对于平衡位置的位移为-20 cmC.第 2 s 末和第 3 s 末振子相对于平衡位置的位移均一样,但瞬时速度方向相反D.第 1 s 内和第 2 s 内振子相对于平衡位置的位移方向一样,瞬时速度方向相反解析:第 1 s 内振子

8、相对于平衡位置的位移方向为正方向,速度方向也为正方向,A 错误;第 2 s末振子在平衡位置,位移为零,B 错误;第 3 s 末振子相对于平衡位置的位移为-20 cm,C 错误;第 2 s 内振子相对于平衡位置的位移方向是正方向,速度方向为负方向,所以 D 正确.12.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.假设振动曲线如图(乙)所示,由图象判断以下说法正确的选项是(A)下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。.10 cmB.1 s 末到 5 s 末振子的路程为 10 cmC.2

9、 s 末和 4 s 末振子的位移相等,运动方向也一样D.振子在 2 s 内完成一次往复性运动解析:由图象可知振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm,4 s 内完成一次往复性运动,A 正确,D错误;1 s末到 5 s末振子的路程是振子运动路径的总长40 cm,故 B 错误;2 s末和 4 s末振子的位移均为零,位移一样,2 s 末振子向负方向运动,4 s 末振子向正方向运动,运动方向相反,故 C 错误.13.一个质点经过平衡位置O,在A,B间做简谐运动,如图(甲)所示,它的振动图象如图(乙)所示,设向右为正方向,那么:(1)OB 的长度是多少?(2)第 0.2 s 末质点的速度方向是什么?(3)

10、第 0.7 s 时,质点位置在哪两点之间?(4)质点从 O 点运动到 B 点再运动到 A 点所需时间为多少?解析:(1)向右为正方向,O 为平衡位置,质点在 B 处有正向最大位移,所以 OB=5 cm.(2)0.2 s 末质点正经过平衡位置向负向最大位移运动,即由 O 向 A 运动,方向向左.(3)由运动图象可知,0.7 s 时质点位移为正,位置在 O 与 B 之间.(4)质点从 B 点运动到 A 点对应振动图象上 0 到 0.4 s 时间段,从 O 点运动到 B 点对应图象上的 0.6 s 到 0.8 s 时间段,综上得 OBA 所需时间 t=0.2 s+0.4 s=0.6 s.答案:(1)5 cm(2)向左(3)O 与 B 之间(4)0.6 s下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。