高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一节 简谐运动课后练习题

2.1简谐运动同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．简谐运动属于下列运动中的（       ）

A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动

C．非匀变速直线运动 D．匀变速直线运动

2．如图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，以向右为正方向，则振子在B、C之间振动时（       ）

A．位移为负、速度为正 B．位移为正、速度为负

C．位移为负、速度为正 D．位移为正、速度为负

3．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

4．如图所示，一轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点。已知OC=h，弹簧的劲度系数为k，某时刻物体恰好以大小为v的速度经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内，对质量为m的物体，下列说法不正确的是（　　）

A．重力势能减少了2mgh

B．回复力做功为2mgh

C．回复力的冲量大小为2mv

D．通过A点时回复力的大小为2kh

5．关于单摆，下列说法中正确的是（       ）.

A．摆球运动的回复力是摆线拉力与重力的合力

B．摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点时，加速度是不变的

C．摆球在运动过程中加速度方向始终指向平衡位置

D．摆球经过平衡位置时，加速度为零

6．如图所示，有一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与小球连接。小球质量 为m，带电量为+q。开始时小球静止在光滑绝缘水平面上，施加水平向右的匀强电场E后小球开始做简谐运动。小球经过O时加速度为零，A、B为小球能够到达的最大位移处。在小球做简谐运动过程中，下列判断正确的是（ ）

A．小球的速度为零时，弹簧伸长量是

B．小球和弹簧系统的机械能守恒

C．小球做简谐运动的振幅是

D．小球由O到B过程中，弹力做功的绝对值大于电场力做功的绝对值

7．弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法正确的是（       ）

A．加速度的方向总是与位移的方向相同，而与速度方向相反

B．在物体靠近平衡位置运动时，速度方向与位移方向相反，且大小都减小

C．从平衡位置到最大位移处它的动能逐渐减小

D．从最大位移处到平衡位置它的机械能逐渐减小

8．如图所示，弹簧振子在b、c两点之间做简谐运动，b、c之间的距离为10cm，O是平衡位置，振子每次从c运动到b的时间均为0.5s，则该弹簧振子(　　)

A．振幅为10cm

B．周期为0.5s

C．频率为1Hz

D．从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动

9．物体产生机械振动的条件是（　　）

A．有方向不变、大小不变的力作用在物体上

B．有方向不变、大小变化的力作用在物体上

C．有方向变化、大小不变的力作用在物体上

D．有始终指向平衡位置的回复力作用在物体上

10．如图所示，甲质点在x1轴上做简谐运动，O1为其平衡位置，A1、B1为其所能达到的最远处。乙质点沿x2轴从A2点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知A1O1=A2O2，甲、乙两质点分别经过O1、O2时速率相等，设甲质点从A1运动到O1的时间为t1，乙质点从A2运动到O2的时间为t2，则（　　）

A．t1=t2 B．t1>t2

C．t1<t2 D．无法比较t1、t2

11．以下说法中正确的是（　　）

A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度一定相同

B．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，以后由赫兹用实验证实了电磁波的存在

C．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率

D．多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使波的频率发生了变化

12．如图所示是某振子做简谐运动的图像，以下说法正确的是（　　）

A．因为振动图像可由实验直接得到，所以振动图像就是振子实际运动的轨迹

B．振动图像反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹

C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度

D．振子运动到B点时的速度方向即该点的切线方向

13．关于简谐运动，下列说法正确的是（       ）

A．位移的方向总指向平衡位置

B．加速度方向总和位移方向相反

C．位移方向总和速度方向相反

D．速度方向总和位移方向相同

14．如图为某鱼漂的示意图．当鱼漂静止时，水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按，使水位到达M点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在M、N之间来回移动。且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是(　　)

A．水位由O点到N点，鱼漂的位移向下最大

B．水位在O点时，鱼漂的速度最大

C．水位到达M点时，鱼漂具有向下的加速度

D．鱼漂由上往下运动时，速度越来越大

15．弹簧振子的质量为，弹簧劲度系数为，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图。木块的回复力是振子对木块的摩擦力，也满足，是弹簧的伸长（或压缩）量，那么为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．回复力是根据力的_______命名的.弹簧振子是一个典型的简谐运动模型，它的回复力是由_____提供的.

17．弹簧振子

（1）机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的_____运动，简称振动。

（2）弹簧振子：_____和弹簧组成的系统。

18．简谐运动的运动特征：靠近平衡位置时，x减小，v___________；远离平衡位置时，x都增大，v___________

19．请同学们判定以下甲、乙、丙三个振动，其中_________（选填甲或乙或丙，可能多选也可能单选）是简谐振动。

①把图甲中倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，小球的往复运动

②粗细均匀的一条木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的筒中。把木筷往上提起一小段距离后放手，木筷就在水中上下振动

③光滑圆弧面上有一个小球，把它从最低点移开很小很小一小段距离，放手后，小球以最低点为平衡位置左右振动。

三、综合题（共4题）

20．一根弹簧的上端固定，下端系一小球，将小球向下拉一点距离后放手，小球便上下振动起来。试证明这个小球在做简谐运动。（提示：使小球振动的回复力是小球所受到的重力和弹簧弹力的合力）

21．把图中倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开。假设空气阻力可忽略不计，试证明小球的运动是简谐运动。

22．如图所示，在质量M=5kg的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量分别为mA=1kg、mB=0.5kg的A、B两物体，弹簧的劲度系数为100N/m．箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，求：（g=10m/s2）

（1）在剪断绳子后瞬间，A、B物体的加速度分别是多大？

（2）物体A的振幅？

（3）当A运动到最高点时，木箱对地面的压力大小？

23．如图所示为一弹簧振子在A、C间振动，图中黑点为振子球心的位置。

(1)画出振子位于C点时离开平衡位置O的位移；

(2)标出振子位于A点时加速度的方向。

参考答案：

1．C

2．A

3．C

4．B

5．B

6．D

7．C

8．C

9．D

10．C

11．B

12．B

13．B

14．B

15．B

16．     效果     弹簧的弹力

17．     往复     小球（或物体）

18．     增大     减小

19．甲乙丙

20．

设振子的平衡位置为O向下方向为正方向，此时弹簧已经有了一个伸长量h，设弹簧的劲度系数为k由平衡条件得

当振子向下偏离平衡位置的距离为x时，回复力即合外力为

代入得

可见小球所受合外力与它的位移的关系符合简谐运动的特点，这个小球在做简谐运动。

21．F=−kx，小球的运动是简谐运动

22．（1）5m/s2和10 m/s2；（2）5cm；（3）55N

23．(1) ；(2)