2021学年1 简谐运动当堂达标检测题

这是一份2021学年1 简谐运动当堂达标检测题，共7页。试卷主要包含了基础巩固，拓展提升等内容，欢迎下载使用。

一、基础巩固
1．水平弹簧振子在运动过程中，不发生的变化的是（ ）
A．动能B．机械能C．回复力D．弹性势能
【答案】B
【解析】水平弹簧振子在运动过程中，因为只有弹簧弹力做功，不发生的变化的是机械能，而动能、弹性势能、回复力都会在运动过程中发生变化，故B正确，ACD错误。故选B。
2．简谐振动属于（ ）
A．匀变速直线运动B．匀速直线运动C．曲线运动D．变速运动
【答案】D
【解析】简谐振动的回复力特征是，根据牛顿第二定律得其加速度，简谐运动中，质点相对于平衡位置的位移x是周期性变化的，则其加速度随时间也是周期性变化的，速度也是周期性变化的，故D正确AB错误。弹簧振子在水平方向上所做的简谐运动不是曲线运动，故C错误，故选D。
3．机械振动中，下列各组物理量中其方向始终相反的是
A．回复力与速度B．位移与速度
C．加速度与位移D．速度与加速度
【答案】C
【解析】回复力与位移的关系：，根据牛顿第二定律：，可知加速度与位移方向始终相反，故C正确，ABD错误。故选C．
4．机械振动中，下列各组物理量中其大小变化始终一致的是
A．回复力与速度B．位移与速度
C．加速度与速度D．位移与加速度
【答案】D
【解析】回复力与位移的关系：，根据牛顿第二定律：，所以加速度大小与位移大小变化一致，弹簧振子由平衡位置向最大位移处运动过程中，速度减小，位移增大，加速度增大，故D正确，ABC错误。故选D．
5.如图所示，弹簧振子在B、C两点间做机械振动，O为平衡位置，A为间的一点，则
A．振子在位置B、C时的速度最大B．振子从B向O运动时加速度逐渐增大
C．振子经过位置O时动能最大D．振子每次经过位置A时速度都相等
【答案】C
【解析】振子在位置B、C时的速度为零，加速度最大，故A错误；从B向O运动时弹簧弹力减小，加速度减小，故B错误；振子经过位置O时加速度为零，速度最大，动能最大，故C正确；振子每次经过位置A时速度大小相等，方向不同，故D错误。故选C．
6.对水平弹簧振子，下列说法正确的是( )
A．每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
B．通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C．每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同
D．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
【答案】A
【解析】弹簧振子的运动具有重复性，经过任意位置（除最大位移处）速度有来回两个相反的方向，所以经过同一位置速度不一定相同，但加速度一定相同，故A正确；振子每次通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误；振子每次通过平衡位置时，加速度为零，故相同；但速度有两个相反的方向，不一定相同，故C错误；若位移为负值，则速度可正可负还可以为零，故D错误。故选A。
7.弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的B、C两点之间做机械振动，以下说法正确的是
A．振子在B、C两点的速度和加速度都为零
B．振子通过O点时加速度的方向将发生变化
C．振子所受的合力总是跟速度反向
D．振子离开O的运动是匀减速运动
【答案】B
【解析】振子在B、C两点的速度为零，加速度最大，故A错误；振子通过O点时速度最大，加速度为零，加速度的方向将发生变化，故B正确；振子向平衡位置运动时，振子所受的合力总是跟速度同向，故C错误；机械振动的物体受到变力作用，根据牛顿第二定律可知加速度也变化，所以不是匀变速直线运动，更不是匀减速直线运动，故D错误。故选B．
8.关于机械振动的位移和平衡位置的说法中正确的是( )
A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C．机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大
D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
【答案】B
【解析】．简谐运动的平衡位置就是物体所受回复力为零的位置，不一定是振动范围的重心，比如单摆的平衡位置，故A错误；机械振动的位移是指以平衡位置为起点的位移，故B正确；机械振动的物体运动的路程越大发生的位移不一定大，故C错误；机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置的距离，偏离平衡位置最远时的位移叫振幅，故D错误；故选B．
9.如图所示，一弹性小球被水平抛出，在两个互相竖直平行的平面间运动，小球落在地面之前的运动( )
A．是机械振动，但不是简谐运动 B．是简谐运动，但不是机械振动
C．是简谐运动，同时也是机械振动D．不是简谐运动，也不是机械振动
【答案】D
【解析】简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律，其运动表达式为：x=Asinωt，小球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律，所以不是简谐运动．机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动，小球的运动也不符合，故小球在两墙壁间反弹运动不是简谐运动，也不是机械振动．故选D．
10.下列振动中是简谐运动的是：（ ）
A．手拍乒乓球的运动
B．思考中的人来回走动
C．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统
D．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动
【答案】C
【解析】手拍乒乓球的运动和思考中的人来回走动没有规律，不是简谐运动，故AB错误；轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动，C正确；从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动过程为自由落体，不是简谐运动，故D错误；故选C．
11．一水平振动的弹簧振子，以平衡位置O为中心在A、B两点间作简谐运动，则下列说法正确的是（ ）
A．振子在O点的速度、加速度都达到最大
B．振子速度方向改变时，其位移方向也发生改变
C．振子的加速度变大，其速度一定减小
D．振子从A运动到A、O的中点，再运动到O点两段经历的时间相等
【答案】C
【解析】振子在平衡位置O点的速度最大，加速度最小为0，故A错误；因振子的位移是以O点为参考位置 ，速度方向改变时，其位移方向不一定改变，故B错误；振子运动到A、B两端点时，位移最大，加速度最大，而速度为0，所以振子的加速度变大时，其速度一定减小，故C正确；因振子从A运动到O点为变加速运动，所以振子从A运动到A、O的中点，再运动到O点两段经历的时间不相等，前一段时间要较长，故D错误。故选C。
12.如图所示，一弹簧振子在M、N间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN=4cm．从小球图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.1s，则小球振动的周期为______s，振动方程的表达式为x=______cm，．
【答案】0.4 2cs5πt
【解析】如图，从正向最大位移处开始计时，振动方程的表达式为为：x=Acsωt；其中振幅 A=2cm；
据题可得：T=4×0.1s=0.4s，则ω==5πrad/s
则振动方程的表达式为为：x=2cs5πt cm．
二、拓展提升
1.如图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，振子在B、C之间做机械振动设向右为正方向，则振子
A．由C向O运动过程中，位移为正且减小，速度为正且减小，加速度为正且减小
B．由O向B运动过程中，位移为负且增大，速度为正且减小，加速度为负且增大
C．由B向O运动过程中，位移为正且减小，速度为负且增大，加速度为负且减小
D．由O向C运动过程中，位移为负且增大，速度为负且减小，加速度为负且增大
【答案】C
【解析】由C向O运动过程中，位移由向平衡位置指向物体，位移为负且减小，弹簧弹力做正功，速度为正且增大，弹簧弹力水平向右且减小，所以加速度为正且减小，到达O点时速度最大，加速度为零，故A错误；由O向B运动过程中，位移为正且增大，速度为正且减小，加速度为负且增大，故B错误；由B向O运动过程中，位移为正且减小，速度为负且增大，加速度为负且减小，故C正确；由O向C运动过程中，位移为负且增大，速度为负且减小，加速度为正且增大，故D错误。故选C．
2.下列说法正确的是 （ ）
A．做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心
B．只要系统所受外力之和为零，则系统的动量守恒，系统的机械能也守恒
C．在地球上同一位置，沿不同方向抛出物体,不计空气阻力，物体的速度变化率相同
D．做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移一定相同
【答案】C
【解析】做匀速圆周运动的物体，加速度指向圆心，变速圆周运动有切向加速度改变速度大小，故A选项错误；合外力为零，动量守恒，但如果系统内存在相互作用的滑动摩擦力，会伴随着摩擦生热，机械能不守恒，故B选项错误；速度变化率等于加速度，不计空气阻力，抛体运动只受重力，加速度为重力加速度，同一地点，重力加速度相同，故C选项正确；简谐运动的质点先后通过同一点，速度方向不同，故D选项错误．
3.跳绳是一种健身运动，某运动员一分钟跳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的，为了算出该运动员跳起的最大高度，我们
A．不能将跳绳中的运动员视为质点
B．可以将运动中的绳子视为质点
C．将跳绳运动看作简谐振动
D．将在空中的运动员看作只受重力的作用
【答案】D
【解析】在对运动员进行研究时,只研究运动员上下的运动,可以把运动员当作质点．故A错误．绳子在运动的过程中要考虑其形状可能对运动员产生的影响,所以不能看作质点．故B错误．由于运动员在跳绳的过程中脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的,该时间内运动员看作不动,所以不能将跳绳运动看作简谐振动，故C错误．运动员跳绳的过程中向上、向下运动的速度都比较小,受到的空气的阻力可以忽略不计，所以可以将在空中的运动员看作只受重力的作用，故D正确．
4.如图所示，物体 A置于物体 B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B相连，在弹性限度范围内，A和 B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），均保持相对静止． 则下列说法正确的是
A．A和 B均作简谐运动
B．作用在 A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C．B对 A的静摩擦力对 A做功，而 A对 B的静摩擦力对 B不做功
D．B对 A的静摩擦力始终对A做正功，而 A对 B的静摩擦力始终对 B做负功
【答案】AB
【解析】A和B一起在光滑水平面上做往复运动，回复力F=-kx，故都做简谐运动，故A正确；设弹簧的形变量为x，弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为M和m，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为，对A：，可见，作用在A上的静摩擦力大小Ff与弹簧的形变量x成正比．故B正确；在简谐运动过程中，B对A的静摩擦力与位移方向相同或相反，B对A的静摩擦力对A做功，同理，A对B的静摩擦力对B也做功，故C错误；当AB离开平衡位置时，B对A的静摩擦力做负功，A对B的静摩擦力做正功，当AB靠近平衡位置时，B对A的静摩擦力做正功，A对B的静摩擦力做负功，故D错误。故选AB.
5.弹簧振子做简谐运动，以下说法正确的是（ ）
A．若位移为负，则速度和加速度必为正
B．若位移为正，则加速度必为负，速度可正可负
C．振子每次通过同一位置时，加速度和速度都分别相同
D．振子每次通过同一位置时，加速度相同，速度不一定相同
【答案】BD
【解析】A．若位移为负，由可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能在两种不同的方向，所以速度方向不一定为正，故A错误；
B．若位移为正，由可知加速度a一定为负，因为振子每次通过同一位置时，速度可能在两种不同的方向，所以速度可正可负，故B正确；振子每次通过同一位置时，位移一定相同，则加速度一定相同，由于速度方向不一定相同，则速度不一定相同，故C错误，D正确；故选BD。