物理选择性必修 第一册1 简谐运动测试题

第二章分层作业10　简谐运动

A级 必备知识基础练

1.如图所示,一弹性小球被水平抛出,在两个互相平行的竖直平面间运动,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

2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'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.在两点处的加速度可能相同

D.在两点处的动能一定相同

3.(多选)用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像如图所示,下列有关该图像的说法正确的是 (　　)

A.该图像的坐标原点是随意选取的

B.从图像中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,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动

D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同

4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.振动图像是从平衡位置开始计时的

B.1 s末速度最大

C.1 s末速度沿x轴负方向

D.1 s末速度为零

5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是(　　)

A.0到1 s内 B.1 s到2 s内

C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内

6.质点运动的位移x与时间t的关系如图所示,其中不属于机械振动的是(　　)

7.(振动图像的理解)如图甲所示,一弹簧振子在A、B间振动,取向右为正方向,振子经过O点时为计时起点,其振动的x-t图像如图乙所示,则下列说法正确的是              (　　)

A.t4时刻振子在A点

B.t2时刻振子在B点

C.在t1~t2时间内,振子的位移在增大

D.在t3~t4时间内,振子的位移在减小

8.某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像如图所示,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:

(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?

(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动?

(3)质点在第2 s末的位移大小是多少?在前4 s内的路程是多少?

B级 关键能力提升练

9.(多选)(2023湖南益阳高二阶段练习)获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.如果纸带不动,作出的振动图像仍然是正弦函数曲线

B.如果纸带不动,作出的振动图像是一段线段

C.图示时刻,小球正经过平衡位置向右运动

D.若纸带运动的速度不恒定,则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像

10.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图像可能正确的是(　　)

11.(多选)轻质弹簧的下端悬挂一个钢球,上端固定,它们组成了一个振动系统,称为竖直弹簧振子,如图甲所示。用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动起来。图乙所示的照片是通过频闪照相得到的,频闪仪每隔0.05 s闪光一次,闪光的瞬间钢球被照亮,从而得到闪光时钢球的位置。拍摄时底片从左往右匀速运动,因此在底片上留下了钢球的一系列的像,相邻两个位置之间的时间相隔为0.05 s。下列说法正确的是(　　)

A.钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置

B.释放钢球的初始位置就是振子的平衡位置

C.忽略空气阻力,以地面为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动

D.忽略空气阻力,以底片为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动

12.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,图甲是一个常用的记录方法:在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,在下面放一条白纸带。当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),绘图笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示。若匀速拉动纸带的速度为1 m/s,作出P的振动图像。

参考答案

分层作业10　简谐运动

1.D　机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近做有规律的往复运动,小球的运动不是往复运动,故小球在两竖直平面间的运动不是机械振动,简谐运动是机械振动的一种,且其位移与时间的关系遵从正弦函数规律,故小球的运动也不是简谐运动,故选D。

2.BD　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;物体的加速度大小相等,方向相反,选项C错误;由于速度大小相等,动能一定相同,选项D正确。

3.CD　从图像中能看出坐标原点在平衡位置,不是随意选取的,选项A错误;横轴是由底片匀速运动得到的时间轴,小球只在x轴上振动,选项B错误,C正确;图像中相邻小球之间时间相同,密处位置变化慢,选项D正确。

4.AD　在t=0时刻,质点处于平衡位置,所以选项A正确;最大位移处是运动方向改变的位置,速度为零,故选项D正确,B、C错误。

5.D　据题意,假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左,位移应为负值,即时间段在2~4 s内;速度向右,为正值,根据位移图像的切线斜率等于速度,可知应在3~4 s内,故D正确。

6.D　A、B、C三图所示质点均在某一位置附近做往复运动,均为机械振动;而D所示的质点没有往复运动过程,不属于机械振动,故选D。

7.C　振子在A点和B点时位移最大,由于取向右为正方向,所以振子运动到A点有正向最大位移,运动到B点有负向最大位移,则t2时刻振子在A点,t4时刻振子在B点,故A、B错误;振子的位移以平衡位置为起点,所以在t1~t2和t3~t4时间内振子的位移都在增大,故C正确,D错误。

8.答案 (1)10 cm　(2)竖直向下　竖直向下　(3)0　40 cm

解析 (1)由图像上的信息,结合质点的振动过程可知,质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10 cm。

(2)从1.5 s到2 s时间间隔内,质点位移x>0,且减小,因此是向平衡位置运动,即竖直向下运动;从2.5 s到3 s时间间隔内,位移x<0,且|x|增大,因此是远离平衡位置运动,即竖直向下运动。

(3)质点在第2 s末时,处在平衡位置,因此位移为0;质点在前4 s内完成一个周期性运动,其路程为4×10 cm=40 cm。

9.BC　当纸带不动时,描出的只是小球在平衡位置两侧往复运动的轨迹,即一段线段,A错误,B正确;由振动图像可以看出,图示时刻小球正经过平衡位置向右运动,C正确;只有当纸带匀速运动时,运动时间才与纸带运动的位移成正比,振动图像才是正弦或余弦函数曲线,而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线,D错误。

10.D　试管在竖直方向上做简谐运动,平衡位置是在重力与浮力相等的位置,开始时向上提起的距离,就是其偏离平衡位置的最大位移,为正向最大位移,试管由正向最大位移处开始运动,故正确选项为D。

11.AC　钢球的平衡位置是弹力和重力相平衡的位置,也就是静止时所处的位置,钢球在释放的初始位置时,合力是竖直向下的,此位置不是平衡位置,A正确,B错误。忽略空气阻力,以地面为参考系,可以将钢球在竖直方向上的运动看作是简谐运动;而以底片为参考系时,钢球还参与水平方向的匀速直线运动,则钢球的运动不是简谐运动,C正确,D错误。

12.答案 见解析

解析 题图乙中运动的位移值可以对应不同的时刻,由x=vt可知,当x=20 cm时,对应时间t==0.2 s,作出图像如图所示。