2021学年第2章 机械振动第1节 简谐运动课时练习

2.1简谐运动基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法不正确的是（    ）

A．振子通过平衡位置时，速度最大

B．振子在最大位移处时，速度最大

C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同

D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同

2．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

3．一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为振子的平衡位置，如图所示。规定向右为正方向，当振子向左运动经过O点时开始计时，则图中画出的振动图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

4．一做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v0。若从某时刻算起，在半个周期内，合外力（　　）

A．做功一定为0 B．做功一定不为0

C．做功一定是mv02 D．做功可能是0到mv02之间的某一个值

5．下列说法正确的是 (   )

A．如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动

B．库仑通过油滴实验测出了基本电荷的数值

C．向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法的原理是“多普勒效应”

D．电场中，电势随着场强大小的减小逐渐降低

6．做简谐运动的物体，每次经过同一位置时具有的相同物理量是（　　）

A．位移、速度和加速度 B．速度、位移和动能

C．加速度、位移和动能 D．回复力、位移和速度

7．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

8．下列说法不正确的是（　　）

A．被拍打的篮球上下运动是简谐运动

B．若声波波源远离观察者，则观察者接收到的声波频率减小

C．地震波既有横波又有纵波，所以房屋上下左右摆动

D．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象

9．关于机械振动的几种说法中正确的是（    ）

A．单摆做简谐运动的回复力是由重力和的拉力的合力提供的

B．单摆做简谐运动的周期和小球的质量无关，但和振幅有关

C．物体做受迫振动的周期由物体的固有周期决定，与驱动力周期无关

D．水平方向的弹簧振子的加速度与偏离平衡位置的位移成正比

10．做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个(　　 )

A． B．

C． D．

11．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内（ ）

A．振子的速度逐渐增大 B．振子正在向平衡位置运动

C．振子的速度方向与加速度方向一致 D．振子的位移逐渐增大

12．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做往复运动（不计空气阻力），两者保持相对静止。则下列说法正确的是（　　）

A．A和B均做简谐运动

B．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成反比

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

13．如图所示，一带正电小球以O点为平衡位置在B、C间做简谐运动，取水平向右为振子相对平衡位置的位移的正方向，当小球运动到B点时突然施加一水平向右的匀强电场，则下列说法正确的是（　　）

A．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点

B．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点左侧

C．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点右侧

D．带电小球接下来将不再做简谐运动

14．某鱼漂的示意图如图所示O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点O。用手将鱼漂向下压，使点M到达水面，松手后，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，点N到达水面。不考虑阻力的影响，下列说法正确的是（　　）

A．鱼漂的运动是简谐运动

B．点O过水面时，鱼漂的加速度最大

C．点M到达水面时，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．下列振动中可以看作一个简谐运动的是（    ）.

A．讲话时声带的振动 B．音叉的振动

C．心脏的跳动 D．秋风中树叶的振动

二、填空题（共4题）

16．简谐运动

如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置______的大小成______，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动．

17．物体（或物体的一部分）在某一___________位置两侧所做的往复运动，叫机械振动.

18．下列说法正确的是________.

A．电磁波是横波，可以观察到其偏振现象

B．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长

C．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大

D．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

E.做简谐运动的物体，其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律

19．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。

三、综合题（共4题）

20．如图甲所示，一个三角形物块固定在水平桌面上，其光滑斜面的倾角为θ=30°，物体A的质量为mA=0.5 kg，物体B的质量为mB=1.0 kg（A、B均可视为质点），物体A、B并列在斜面上且压着一劲度系数为k=125 N/m的轻弹簧，弹簧的下端固定，上端拴在A物体上，物体A、B处于静止状态。（g取10 m/s2）

（1）求此时弹簧的压缩量是多少；

（2）将物体B迅速移开，物体A将做周期为0.4 s的简谐运动，若以沿斜面向上的方向为正方向，请在图乙所给的坐标系中作出物体A相对平衡位置的位移随时间的变化曲线图，并在图中标出振幅；

（3）将物体B迅速移开，试证明物体A在斜面上做简谐运动。

21．一小球做简谐运动，相继经过图所示的位置。试根据图示，判断小球在此振动过程中的位移、回复力、加速度、速度、动能和弹簧的弹性势能分别是如何变化的，填入表中。

 小球简谐运动情况记录表

将你的结论与其他同学的结论进行比较，找出以上各物理量分别在小球运动至何处时最大，何处时最小。

22．如图所示，两条平行的光滑金属导轨倾斜的放在水平面上，倾角为，两棒间的距离为d=0.5m，斜面所在区域有垂直斜面向上的磁场，以M点等高处O为起点，平行斜面向下建立一维直线坐标系，坐标原点为O，磁感应强度沿x轴方向均匀变化为：B=k0x（），金属棒质量m=0.1kg.电阻。开始静止于MN处，金属导轨上端外接恒流源，恒流电源可为电路提供恒定电流I=1A，电流方向如图所示。t=0时刻静止释放金属棒，不计导轨电阻，重力加速度为g=10m/s2。

（1）判断安培力的方向，写出安培力与x的关系式；

（2）求金属棒下滑的最大距离s；

（3）通过计算证明金属棒做简谐运动，并指出简谐运动的平衡位置；

（4）求金属棒从静止滑到底端的过程中，通过金属棒的电荷量q。（提示：简谐运动的周期公式，k为回复力比例系数）。

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．B

2．B

3．B

4．A

5．C

6．C

7．C

8．A

9．D

10．B

11．D

12．A

13．C

14．A

15．B

16．位移    正比   

17．中心

18．ABE

19．往复    小球（或物体）   

20．（1）0.06 m；（2） ；

（3）设物体A在平衡位置时弹簧的压缩量为x0，则有

mAgsin θ=kx0

当物体A经过平衡位置下方的某一位置时，相对平衡位置的位移的大小为x，则

由以上两式得

F=kx

且位移的方向与F的方向相反,即物体A做简谐运动。

21．

到达平衡位置O时，位移x、回复力F、加速度a、弹性势能Ep最小，速度v、动能Ek最大；

到达最大位移B或C时，位移x、回复力F、加速度a、弹性势能Ep最大，速度v、动能Ek最小。

22．（1）安培力沿斜面向上，F=0.4x；（2）2.5m；（4）1.57C

（3）当时

即金属棒做以为平衡位置的简谐运动；

（4）1.57C

23．(1) ；(2)