2.1簡諧運動 同步練習(xí)（含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁粵教版（2019）選擇性必修一2.1簡諧運動一、單選題1．下列說法中正確的是（）A．樹枝在風(fēng)的作用下運動是簡諧運動B．波長比孔的寬度小得越多，波的衍射越明顯C．只要是兩列波疊加，都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣D．當(dāng)觀察者和波源間存在相對運動時不一定能觀察到多普勒效應(yīng)現(xiàn)象2．一做簡諧運動的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v0。若從某時刻算起，在半個周期內(nèi)，合外力（）A．做功一定為0 B．做功一定不為0C．做功一定是mv02 D．做功可能是0到mv02之間的某一個值3．關(guān)于單擺，下列說法中正確的是（

）.A．?dāng)[球運動的回復(fù)力是擺線拉力與重力的合力B．?dāng)[球在運動過程中經(jīng)過軌跡上的同一點時，加速度是不變的C．?dāng)[球在運動過程中加速度方向始終指向平衡位置D．?dāng)[球經(jīng)過平衡位置時，加速度為零4．對于做簡諧運動的彈簧振子，下述說法不正確的是（

）A．振子通過平衡位置時，速度最大B．振子在最大位移處時，速度最大C．振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，位移相同D．振子連續(xù)兩次通過同一位置時，動能相同5．關(guān)于簡諧運動的下列說法中，正確的是（）A．位移減小時，加速度增大，速度減小B．位移方向總跟加速度方向相反，跟速度方向相同C．物體的運動方向指向平衡位置時，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置時，速度方向跟位移方向相同D．水平彈簧振子朝左運動時，加速度方向跟速度方向相同，朝右運動時，加速度方向跟速度方向相反6．做簡諧運動的物體，在先后經(jīng)過同一位置時，下列各量中可能不等的是（

）．A．加速度 B．速度 C．回復(fù)力 D．動能7．如圖所示，甲質(zhì)點在x1軸上做簡諧運動，O1為其平衡位置，A1、B1為其所能達到的最遠(yuǎn)處。乙質(zhì)點沿x2軸從A2點開始做初速度為零的勻加速直線運動。已知A1O1=A2O2，甲、乙兩質(zhì)點分別經(jīng)過O1、O2時速率相等，設(shè)甲質(zhì)點從A1運動到O1的時間為t1，乙質(zhì)點從A2運動到O2的時間為t2，則（）A．t1=t2 B．t1>t2C．t1<t2 D．無法比較t1、t28．如果質(zhì)點的位移與時間關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，這樣的運動叫做簡諧運動。根據(jù)圖中各圖象可以判斷出物體可能做簡諧運動的是（）A．①② B．③④ C．①③ D．②④9．下列運動屬于機械振動的是（）①乒乓球在地面上的自由來回上下運動②彈簧振子在豎直方向的上下運動③秋千在空中的來回運動④豎立于水面上的圓柱形玻璃瓶的上下運動A．①② B．②③C．③④ D．②④10．彈簧振子在做簡諧運動的過程中，下列說法正確的是（

）A．加速度的方向總是與位移的方向相同，而與速度方向相反B．在物體靠近平衡位置運動時，速度方向與位移方向相反，且大小都減小C．從平衡位置到最大位移處它的動能逐漸減小D．從最大位移處到平衡位置它的機械能逐漸減小11．關(guān)于簡諧運動的位移、加速度和速度的關(guān)系，下列說法中正確的是（

）A．位移減少時，加速度減少，速度也減少B．位移方向總是跟加速度方向相反，跟速度方向相同C．物體的運動方向指向平衡位置時，速度方向跟位移方向相反；背離平衡位置時，速度方向跟位移方向相同D．物體向負(fù)方向運動時，加速度方向跟速度方向相同；向正方向運動時，加速度方向跟速度方向相反12．如圖所示，物體A置于物體B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連，在彈性限度范圍內(nèi)，A和B一起在光滑水平面上做往復(fù)運動（不計空氣阻力），兩者保持相對靜止。則下列說法正確的是（）A．A和B均做簡諧運動B．作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成反比C．B對A的靜摩擦力對A做功，而A對B的靜摩擦力對B不做功D．B對A的靜摩擦力始終對A做正功，而A對B的靜摩擦力始終對B做負(fù)功13．簡諧運動的質(zhì)點在運動過程中連續(xù)兩次經(jīng)過某一位置時，不相同的物理量（）A．位移 B．速度 C．回復(fù)力 D．加速度14．如圖所示為某個彈簧振子做簡諧運動的振動圖像，由圖像可知（）A．在0.1s時，振子的動能最小B．在0.2s時，振子具有最大勢能C．在0.35s時，振子加速度方向為正方向D．在0.4s時，位移為零，所以振動能量為零15．關(guān)于彈簧振子做簡諧運動，下列說法中正確的是（）A．在某一時刻，它的速度與回復(fù)力的方向相同，與位移的方向相反B．在某一時刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C．在某一段時間內(nèi)，它的回復(fù)力的大小增大，動能也增大D．在某一段時間內(nèi)，它的勢能減小，加速度增大二、填空題16．物體（或物體的一部分）在某一___________位置兩側(cè)所做的往復(fù)運動，叫機械振動.17．如圖所示，一個彈簧振子沿x軸在B、O、C間做簡諧運動，O為平衡位置，當(dāng)振子從B點向O點向右運動過程中，彈簧振子的速度在________，彈簧振子的加速度為________（填“增加”“減少”或“不變”）。18．物體在某一中心位置_________所做的_______叫做機械振動，其中心位置又稱______.19．彈簧振子（1）機械振動：物體或物體的一部分在一個位置附近的_____運動，簡稱振動。（2）彈簧振子：_____和彈簧組成的系統(tǒng)。三、解答題20．勁度為k的輕彈簧上端固定一只質(zhì)量為m的小球，向下壓小球后釋放，使小球開始作簡諧運動。該過程彈簧對水平面的最大壓力是1.6mg。求：（1）小球作簡諧運動的振幅A是多大？（2）當(dāng)小球運動到最高點時，小球?qū)椈傻膹椓Υ笮『头较蛉绾危?1．自然界真是奇妙，微觀世界的規(guī)律竟然與宏觀運動規(guī)律存在相似之處．在長期的科學(xué)探索實踐中，人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念以及度量方法，其中一種能量是勢能，勢能是有由于物體間存在相互作用而具有的、由物體間相對位置決定的能．如重力勢能，彈性勢能，分子勢能和電勢能等．（1）可以認(rèn)為蹦極運動中的彈性繩的彈力的變化規(guī)律和彈簧相同，k為其勁度系數(shù)，l0為彈性繩的原長．a(chǎn)．游客相對蹦極平臺的位移為x，彈性繩對游客的彈力為F，取豎直向下為正方向，請在圖中畫出F隨x變化的示意圖，并借助F-x圖像推導(dǎo)當(dāng)游客位移為x（x>l0）時，彈性繩彈性勢能EP的表達式；b．已知l0=10m，k=100N/m，蹦極平臺與地面間的距離D=55m．取重力加速度g=10m/s2．計算總質(zhì)量M=160kg的游客使用該蹦極設(shè)施時距離地面的最小距離．（2）如圖甲所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個分子，假設(shè)分子a固定不動，分子b只在ab間分子力的作用下運動（在x軸上），以a為原點，沿兩分子連線建立x軸．兩個分子之間的作用力與它們之間距離x的F-x關(guān)系圖線如圖乙所示．圖線在r0處的斜率為k，當(dāng)分子b在兩分子間距r0附近小范圍振動時．a(chǎn)．彈簧、橡皮筋等彈性物質(zhì)，大多有“彈性限度”，在“彈性限度”范圍遵守胡克定律，請結(jié)合圖乙從微觀尺度上談?wù)勀銓Α皬椥韵薅取狈秶睦斫猓f明在“彈性限度”范圍內(nèi)，微觀層面上分子b的運動形式；b．推導(dǎo)兩分子間距為x（x>r0）時，兩分子間分子勢能EP的表達式；當(dāng)兩分子間距離為r0時，b分子的動能為Ek0．求兩分子在r0附近小范圍振動時的振動范圍．當(dāng)溫度小范圍升高時，熱運動加劇，A同學(xué)認(rèn)為分子振動范圍變大，B同學(xué)認(rèn)為分子振動頻率變大，哪位同學(xué)的觀點正確？22．如圖所示，輕彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直方向上做簡諧運動，振幅為A，運動過程的最高點彈簧正好為原長，則小球在振動過程中，由哪些力提供回復(fù)力？平衡位置在哪里？23．做簡諧運動的某物體，全振動50次用了20s，求它的振動周期和頻率。24．一根彈簧的上端固定，下端系一小球，將小球向下拉一點距離后放手，小球便上下振動起來。試證明這個小球在做簡諧運動。（提示：使小球振動的回復(fù)力是小球所受到的重力和彈簧彈力的合力）答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．D【詳解】A．樹枝在風(fēng)的作用下運動是機械振動，故A錯誤；B．當(dāng)波長比孔的寬度大得越多或相差不多時，波的衍射越明顯，故B錯誤；C．只有疊加的兩列波頻率相等，振動情況相同，才可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，故C錯誤；D．當(dāng)觀察者和波源間存在相對運動時不一定能觀察到多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，如觀測者繞波做勻速圓周運動，故D正確。故選D。2．A【詳解】若從某時刻算起，在半個周期內(nèi)，振子的速度與開始時等大反向，根據(jù)動能定理可知，動能的變化量為零，則合外力的功為零。故選A。3．B【詳解】A．單擺在運動過程中的回復(fù)力是重力沿圓弧方向上切向分力，而不是擺線的張力和重力的合力。故A錯誤。B．?dāng)[球在運動過程中，經(jīng)過軌跡上的同一點時，受力不變，故加速度相同。故B正確。C．?dāng)[球在運動過程中，恢復(fù)力產(chǎn)生的加速度的方向始終指向平衡位置，而向心加速度指向懸點，合成后，方向在變化。故C錯誤。D．單擺過平衡位置時，由于具有向心加速度，所受的合力指向懸點，不為零。故D錯誤。故選B。4．B【詳解】A．振子經(jīng)過平衡位置時速度最大，A正確，不符合題意；B．振子在最大位移處時速度最小，為零，B錯誤，符合題意；C．同一位置相對于平衡位置的位移相同，C正確，不符合題意；D．動能是標(biāo)量，振子經(jīng)過同一位置時速度的大小相同，則動能相同，D正確，不符合題意。故選B。5．C【詳解】A．根據(jù)可知，位移減小時，加速度減小，速度增大，選項A錯誤；B．根據(jù)可知，位移方向總跟加速度方向相反，跟速度方向可能相同，也可能相反，選項B錯誤；C．物體的運動方向指向平衡位置時，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置時，速度方向跟位移方向相同，選項C正確；D．水平彈簧振子向平衡位置運動時，加速度方向跟速度方向相同，朝遠(yuǎn)離平衡位置運動時，加速度方向跟速度方向相反，選項D錯誤。故選C。6．B【詳解】AC．由F=-kx，物體每次通過同一位置時，位移一定相同，回復(fù)力也一定相同，所以回復(fù)力一定相同，根據(jù)簡諧運動的特征可知，物體每次通過同一位置時，位移一定相同，加速度也一定相同，故AC錯誤；BD．做簡諧運動的物體，每次通過同一位置時，速度可能有兩種方向，而速度是矢量，所以速度不一定相同，但速度大小一定相等，所以動能一定相等，故B正確，D錯誤。故選B。7．C【詳解】已知A1O1=A2O2，甲、乙兩質(zhì)點分別經(jīng)過O1、O2時速率相等，結(jié)合題意，作出甲質(zhì)點從A1到O1與乙質(zhì)點從A2到O2過程的v-t圖像，如圖所示容易得出t1<t2故選C。8．C【詳解】根據(jù)題意，振動圖象與正弦函數(shù)圖象相似的①③的運動符合簡諧運動的特征，故ABD錯誤，C正確。故選C。9．D【詳解】機械振動的特點是物體在平衡位置附近做往復(fù)運動，ABC錯誤，D正確。故選D。10．C根據(jù)題意可知考查簡諧運動特點及能量轉(zhuǎn)化特點，由簡諧運動規(guī)律分析可得．【詳解】A．由牛頓第二定律，知，a與x成正比，x減小時，a的大小也減小，a與x的方向總相反，故A不符合題意；B．靠近平衡位置運動時，位移減小，速度增大，B不符合題意；C．從平衡位置到最大位移處的運動是振子遠(yuǎn)離平衡位置的運動，速度減小，動能減小，C符合題意；D．簡諧運動過程中機械能守恒，D不符合題意．【點睛】簡諧運動中，，a與x成正比．越靠近平衡位置，速度越大、加速度越小、位移越?。喼C運動中動能、勢能相互轉(zhuǎn)化，總的機械能守恒．11．C【詳解】A．位移減小時，質(zhì)點靠近平衡位置，加速度減小，速度增大，故A錯誤；BD．位移方向總跟加速度方向相反，質(zhì)點經(jīng)過同一位置，位移方向總是由平衡位置指向質(zhì)點所在位置，而速度方向兩種，可能與位移方向相同，也可能與位移方向相反；加速度的方向有可能與速度方向相同或相反，故BD錯誤；C．物體運動方向指向平衡位置時，位移方向由平衡位置指向物體，所以速度方向跟位移方向相反；背離平衡位置時，速度方向跟位移方向相同，故C正確；故選C．【點睛】簡諧運動的位移是指質(zhì)點離開平衡位置的位移，方向從平衡位置指向質(zhì)點所在位置；當(dāng)質(zhì)點背離平衡位置時，位移增大，速度減小，加速度增大，加速度方向總是與位移方向相反，指向平衡位置，質(zhì)點做非勻變速運動；當(dāng)質(zhì)點靠近平衡位置時，位移減小，速度增大，加速度減小．12．A【詳解】A．物體A和B一起在光滑的水平面上做往復(fù)運動，回復(fù)力，則都做簡諧運動，故A正確；B．設(shè)彈簧型變量為x，彈簧的勁度系數(shù)為k，物體A、B的質(zhì)量分別為M、m，對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有對A物體，根據(jù)牛頓第二定律有可見，作用在A物體上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比，故B錯誤；C．在簡諧運動中，B對A的靜摩擦力方向與位移方向相同或相反，B對A的靜摩擦力對A做功，同理，A對B的靜摩擦力也對B做功，故C錯誤；D．當(dāng)物體A、B離開平衡位置時，B對A的靜摩擦力對A做負(fù)功，A對B的靜摩擦力對B做正功，故D錯誤。故選A。13．B【詳解】A．振動物體的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次經(jīng)過同一位置時位移相同。故A錯誤；B．由于經(jīng)過同一位置時速度有兩種不同的方向，所以做簡諧振動的質(zhì)點每次經(jīng)過同一位置時，速度方向不相同。故B正確；C．回復(fù)力總與位移大小成正比，方向相反，每次經(jīng)過同一位置時位移相同，回復(fù)力必定相同。故C錯誤；D．加速度總與位移大小成正比，方向相反，每次經(jīng)過同一位置時位移相同，加速度必定相同。故D錯誤。故選B。14．B【詳解】A．在0.1s時，振子位于平衡位置，動能最大，故A錯誤；B．在0.2s時，振子位于負(fù)向最大位移處，具有最大勢能，故B正確；C．在0.35s時，振子加速度方向為負(fù)方向，故C錯誤；D．在0.4s時，振子位于正向最大位移處，且振動能量不為零，故D錯誤。故選B。15．A【詳解】AB．回復(fù)力與位移方向總是相反，在某一時刻，它的速度與回復(fù)力的方向相同，與位移的方向相反。故A正確，B錯誤；C．做簡諧運動的彈簧振子，靠近平衡位置時，回復(fù)力減小，而速度增大，動能增大，離開平衡位置時，回復(fù)力增大，速度減小，動能減小。故C錯誤；D．某一段時間內(nèi)，它的勢能減小，向平衡位置靠近，加速度減小。故D錯誤。故選A。16．中心【詳解】[1]物體在某一中心位置附近所做的往復(fù)運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。17．

增加

減少【詳解】[1]振子從B點向O點向右運動過程中，彈簧的彈性勢能減少，振子的動能增加，速度增加；[2]振子的加速度隨著向O點靠近，位移x在減小，振子的加速度減少。18．

兩側(cè)

往復(fù)運動

平衡位置【詳解】[1][2]物體（或物體的一部分）在某一中心位置的兩側(cè)所做的往復(fù)運動叫做機械振動；[3]中心位置又稱平衡位置，即當(dāng)物體不再做往復(fù)運動時，最終停下來的位置。19．

往復(fù)

小球（或物體）【詳解】略20．（1）；（2），方向向上【詳解】（1）小球做簡諧運動的平衡位置處，設(shè)彈簧壓縮量為，由回復(fù)力為零可得選小球和彈簧整體為研究對象，由彈簧對水平面的最大壓力是1.6mg，可知此時小球處于超重狀態(tài)，設(shè)向上的加速度為a，在最低點由牛頓第二定律得解得設(shè)此時彈簧壓縮量為，則有由簡諧運動情景可得聯(lián)立解得（2）設(shè)在最高點時小球?qū)椈捎袎毫?，則小球受向上的支持力，由簡諧運動的對稱性可得在最高點，小球加速度仍為且方向向下，取向下