人教版 (2019)选择性必修 第一册1 简谐运动同步练习题

2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （8）简谐运动

1.下列所述振动系统不可看成弹簧振子的是(   )

A.如图甲所示，竖直悬挂的轻弹簧与小铅球组成的系统

B.如图乙所示，放在光滑斜面上的铁块与轻弹簧组成的系统

C.如图丙所示，光滑水平面上，两根轻弹簧系住一个小钢球组成的系统

D.蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统

2.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法正确的是(   )

A.位移减小时，加速度减小，速度也减小

B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同

C.物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同

D.物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向与速度方向相反

3.如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点,建立Ox轴。向右为x的轴的正方向。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为(   )
 

A.    B.
C.    D.

4.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置、当振子从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移(   )
 

A.大小为,方向向左 B.大小为,方向向右
C.大小为,方向向左 D.大小为,方向向右

5.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在两点之间做简谐运动，取A到B为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(   )

A.时，振子在O点右侧6 cm处

B.时，振子的速度方向为负方向

C.和时，振子的加速度完全相同

D.到的时间内，振子的速度逐渐减小

6.某弹簧振子的振动图象如图所示。根据图象判断,下列说法正确的是(   )

A.第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反

B.第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm

C.第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同,但瞬时速度方向相反

D.第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,瞬时速度方向相反

7.某弹簧振子沿x轴的简谐振动图像如图所示，下列描述正确的是(   )

A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

8.如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移一时间图象,下列有关该图象的说法不正确的是(   )

A.该图象的坐标原点是建立在弹簧振子合力为零的位置
B.从图象可以看出小球在振动过程中是沿x轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿x轴方向匀速运动
D.图象中小球的疏密显示出小球位置变化的快慢

9.如图所示,小球做简谐运动的过程中,图中两点关于平衡位置对称,则物体(   )

A.在A点和A'点的位移相同 B.在两点处的速度可能相同

C.在两点处的势能一定相同  D.在两点处的动能一定相同

10.如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象,下列有关该图象的说法正确的是(   )

A.该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置

B.从题图可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的

C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,应让底片沿垂直t轴方向匀速运动

D.图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同

11.如图所示,将小球向下拉动一小段距离,则之后小球所做的运动属于下列哪一种(   )

A.匀速运动 B.匀变速运动 C.非匀变速运动 D.机械振动

12.简谐运动的振动图像可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，绘图笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像。取弹簧振子水平向右的方向为小球离开平衡位置的位移的正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图像如图乙所示。

（1）为什么必须匀速拖动纸带？

（2）刚开始计时时，小球处在什么位置？时小球相对平衡位置的位移是多少；

（3）若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图像上1 s处和3 s处对应纸带上两点间的距离是多少？

答案以及解析

1.答案：D

解析：选项ABC都满足弹簧振子的条件，ABC不符合题意；选项D中人受空气的阻力不可忽略，且人不能看成质点，故该系统不可看成弹簧振子，D符合题意。

2.答案：C

解析：位移减小时，加速度减小，速度增大，A错误；位移方向总是与加速度方向相反，物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反，背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，可得BD错误，C正确。

3.答案：A

解析：由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故B正确，ACD错误．
故选：A
当振子运动到N点时开始计时，分析此时振子的位置，即确定出t=0时刻质点的位置，即可确定位移时间的图象．
本题在选择图象时，关键研究t=0时刻质点的位移和位移如何变化．

4.答案：B

解析：振子离开平衡位置的位移由平衡位置O指向振子所在的位置,以O点为起点,C点为终点,大小为,方向向右。

5.答案：B

解析：在0～0.4 s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以时，振子不在O点右侧6 cm处，故A错误；由题图乙知，时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，故B正确；和时，振子的位移方向相反，由知加速度方向相反，故C错误；到的时间内，振子的位移减小，向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D错误。

6.答案：D

解析：第1s内振子相对于平衡位置的位移为正方向,速度方向也为正方向,A错;第2s末振子在平衡位置,位移为零,B错;第3s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm,所以C错;第2s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。

7.答案：A

解析：A. t=1s时，振子位于正向最大位移处，振子的速度为零，加速度的方向指向平衡位置，所以加速度为负的最大值，故A正确；

B. t=2s时，振子位于平衡位置正在向下运动，振子的速度最大，方向向下，加速度为0，故B错误；

C. t=3s时，振子位于负向最大位移处，振子的速度为零，加速度最大，故C错误；

D. t=4s时，振子位于平衡位置正在向上运动，振子的速度为正，加速度为0，故D错误。

故选：A。

8.答案：C

解析：该图象的坐标原点是建立在弹簧振子合力为零的位置,小球在振动过程中是沿x轴方向移动的,故AB不符合题意;

由获得图象的方法知C符合題意;频闪照相是在相同时间内留下的小球的像,因此小球的疏密显示了它的位置变化的快慢,D不符合题意。

9.答案：BCD

解析：根据简谐运动的特点可知关于平衡位置的对称点，物体的位移大小相等，但方向相反，选项A错误 ;物体的速度大小相等，方向可以相同，也可以相反，故选项B正确；A点和点为对称点，势能相等， 选项C正确t由于速度大小相等，动能自然相同，选项D正确。

10.答案：AD

解析：从题图中能看出坐标原点在平衡位置,A对。横轴是由底片匀速运动得到的,已经转化为时间轴,小球只在x轴上振动,所以B、C错。因题图中相邻小球之间所经时间相同,密处说明位置变化慢,D对。

11.答案：CD

解析：

12.答案：（1）见解析

（2）平衡位置左侧最大位移处；零

（3）4 cm

解析：解：（1）纸带匀速运动时，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间。

（2）由题图乙可知，时小球在平衡位置左侧最大位移处，周期，可得时位移为零。

（3）纸带匀速运动，所以振动图像上1 s处和3 s处对应纸带上两点的间距。