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．下列日常生活中常见情形中不属于机械振动的是（       ）

A．水中浮标上下浮动 B．秋千的摆动

C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动

2．物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（　　）

A．简谐运动中加速度与速度始终同向

B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向

C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直

D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反

3．下列运动中可以看作机械振动的是（             ）

A．声带发声 B．音叉被移动

C．火车沿斜坡行驶 D．秋风中树叶落下

4．如图所示，将一轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧上端由静止释放，小球沿竖直方向向下运动的过程中，弹簧始终保持在弹性限度内，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．当小球速度为零时，小球的加速度大小大于g

B．小球的加速度随位移均匀变化

C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变

D．小球、地球组成的系统机械能守恒

5．简谐运动是下列哪一种运动（　　）

A．匀变速运动 B．变加速运动 C．匀速运动 D．匀加速运动

6．关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是（   ）

A．位移减少时，加速度减少，速度也减少

B．位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同

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

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

7．关于弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（　　）

A．在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反

B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同

C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大

D．在某一段时间内，它的势能减小，加速度增大

8．关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（　　）

A．简谐运动是匀变速运动

B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量

C．简谐运动的回复力可以是恒力

D．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动

9．关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．位移减小时，加速度增大，速度也增大

B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同

C．物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反

D．物体向平衡位置运动时，做匀加速运动

10．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

11．某弹簧振子如图所示，其中A、B均为振子偏离平衡位置的最大位移处，O为平衡位置。在振子由O向A运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．振子偏离平衡位置的位移方向向左 B．振子偏离平衡位置的位移正在减小

C．弹簧的弹性势能正在减小 D．振子的速度正在减小

12．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

13．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．

14．弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中(        )

A．振子所受的回复力逐渐增大

B．振子离开平衡位置的位移逐渐增大

C．振子的速度逐渐增大

D．振子的加速度逐渐增大

15．下列运动可以看成机械振动的是

A．秋风中树叶下落

B．声带发声

C．音叉被移动

D．火车沿斜坡行驶

二、填空题（共4题）

16．判断下列说法的正误。

（1）小鸟飞走后树枝的往复运动不是机械振动。(    )

（2）弹簧振子同质点一样都是理想化模型。(    )

（3）弹簧振子的x－t图像的曲线就是它的运动轨迹。(    )

（4）弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段。(    )

（5）简谐运动的图像表示质点振动的轨迹是正弦曲线。(    )

（6）振动图像中弹簧振子的位移－5 cm小于1 cm。(    )

17．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，速度___________（填“可能”或“一定”）不同，加速度___________（填“可能”或“一定”）相同。

18．质点在做简谐运动的过程中，经过______位置，加速度最大；经过________位置，速度最大.在回复力、加速度、速度这些量中，随位移增大而增大的量是_______，而随位移增大而减小的量是_________.

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．证明:竖直悬挂的弹簧振子的振动是简谐运动.

21．如图所示，倾角为α斜面体（斜面光滑且足够长）固定水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块，开始静止于O点．压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，重力加速度为g.

(1)证明物块做简谐运动，

(2)物块振动时最低点距O点距离.

22．如图甲所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一小球（可视为质点），弹簧处于原长时小球位于点．将小球从点由静止释放，小球沿竖直方向在之间做往复运动，如图乙所示．小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内．不计空气阻力，重力加速度为．

（1）证明小球的振动是简谐振动；

（2）已知弹簧劲度系数为．以点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，建立一维坐标系，如图乙所示．

a．请在图丙中画出小球从运动到的过程中，弹簧弹力的大小随相对于点的位移变化的图象．根据图象求：小球从运动到任意位置的过程中弹力所做的功，以及小球在此位置时弹簧的弹性势能；

b．已知小球质量为，小球在运动的过程中，小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒．求小球经过中点时瞬时速度的大小．

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．D

2．C

3．A

4．B

5．B

6．C

7．A

8．B

9．C

10．C

11．D

12．B

13．B

14．C

15．B

16．     错误     正确     错误     正确     错误     错误

17．     可能     一定

18．     最大位移     平衡     回复力、加速度     速度

19．甲乙丙

20．

振子处于平衡状态时有

mg=kx0

当振动过程中向下相对平衡位置的位移为x时振子所受的合力为

F=mg-k（x+x0）

联立，可得

F=-kx

符合简谐运动的回复力公式，故为简谐运动。

21．(1)F合＝-kx   (2)

22．

（1）证明：开始时弹簧形变量，规定向下为正方向，依据平衡关系， 之后，，以为平衡点，即原点， 故，故做简谐运动．

（2）a．图像如下图所示，图中的图线和轴围成的面积表示功的大小，所以弹力做功为．

由弹力做功与弹性势能的关系，解得，

b．小球由点到中点，根据动能定理，小球由点到点，根据机械能守恒定律．

解得：．

23．(1) ；(2)