2024-2025學(xué)年新教材高中物理第2章機(jī)械振動(dòng)分層作業(yè)12簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)新人教版選擇性必修第一冊(cè)

分層作業(yè)12簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組一彈簧振子1.(多選)(2024山東濱州高二月考)下列振動(dòng)系統(tǒng)可看作彈簧振子的是()A.如圖甲所示,豎直懸掛的輕彈簧及小鉛球組成的系統(tǒng)B.如圖乙所示,放在光滑斜面上的鐵塊及輕彈簧組成的系統(tǒng)C.如圖丙所示,光滑水平面上,兩根輕彈簧系著一個(gè)小鋼球組成的系統(tǒng)D.蹦極運(yùn)動(dòng)中的人與彈性繩組成的系統(tǒng)2.(多選)(2024河南鄭州高二月考)對(duì)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,下列說(shuō)法正確的是()A.振子通過(guò)平衡位置時(shí),速度最大B.振子在最大位移處時(shí),速度最大C.振子在連續(xù)兩次通過(guò)同一位置時(shí),位移相同D.振子連續(xù)兩次通過(guò)同一位置時(shí),動(dòng)能相同3.(多選)(2024廣東廣雅中學(xué)期末)如圖所示,一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.若位移為負(fù)值,則加速度一定為正值B.振子通過(guò)平衡位置時(shí),速度為零,位移最大C.振子每次經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí),位移相同,速度也一定相同D.振子每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí),其速度不一定相同,但位移一定相同4.(2024山東菏澤高二月考)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子除平衡位置外,在其他所有位置時(shí),關(guān)于它的速度方向,下列說(shuō)法正確的是()A.總是與位移方向相反B.總是與位移方向相同C.遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)與位移方向相反D.向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)與位移方向相反題組二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像5.(2024河南安陽(yáng)高二月考)如圖所示,質(zhì)點(diǎn)在1s末的位移是()A.5cm B.-5cmC.15cm D.06.(2024湖南岳陽(yáng)高二月考)在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),其振動(dòng)圖像如圖所示,假設(shè)向右為正方向,則質(zhì)點(diǎn)的位移向左且速度向右的時(shí)間段是()A.0~1s B.1~2sC.2~3s D.3~4s7.(多選)(2024湖北荊門高二月考)表示一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.t=0時(shí)刻振子的加速度最大B.t1時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)C.t2時(shí)刻振子的位移最大D.t3時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)8.(2024江蘇揚(yáng)州高二月考)裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面,如圖所示。將試管豎直向上提起少許,然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí),在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。若取豎直向上為正方向,則以下描述試管振動(dòng)的圖像可能正確的是()B組關(guān)鍵能力提升練9.(2024浙江杭州高二月考)如圖甲所示,彈簧振子運(yùn)動(dòng)的最左端M(最右端N)距離平衡位置的距離為l,規(guī)定水平向右為正方向,其振動(dòng)圖像如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中x0應(yīng)為lB.0~t1時(shí)間內(nèi)振子由M向O運(yùn)動(dòng)C.t1~t2時(shí)間內(nèi)振子由M向O運(yùn)動(dòng)D.0~t2時(shí)間內(nèi)與t2~t3時(shí)間內(nèi)振子運(yùn)動(dòng)方向相反10.(多選)(2024安徽黃山高二月考)如圖甲所示,在彈簧振子的小球上安裝一記錄用的鉛筆P,在下面放一條白紙帶,當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)沿垂直于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶,鉛筆P就在紙帶上畫出一條振動(dòng)曲線。若振動(dòng)曲線如圖乙所示,由圖像可知下列說(shuō)法正確的是()A.小球偏離平衡位置的最大距離為10cmB.1s末到5s末小球運(yùn)動(dòng)的路程為40cmC.2s末和4s末小球的位移相等,運(yùn)動(dòng)方向也相同D.小球2s完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)11.(2024河南安陽(yáng)高二月考)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像可用下述方法畫出:如圖甲所示,在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆P,讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng),繪圖筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖像。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移正方向,紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間,得到的振動(dòng)圖像如圖乙所示。(1)必須勻速拖動(dòng)紙帶的原因是。

(2)剛開始計(jì)時(shí)時(shí),振子位于。t=17s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移是cm。

(3)若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2cm/s,振動(dòng)圖線上1s處和3s處對(duì)應(yīng)紙帶上兩點(diǎn)間的距離是cm。

(4)0~3.5s內(nèi),振子在s末負(fù)方向速度最大,在s末正方向加速度最大,2.5s時(shí)振子正在向方向運(yùn)動(dòng)。

12.(2024山東棗莊高二月考)如圖所示,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像上有a、b、c、d、e、f六個(gè)點(diǎn),其中:(1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些?(2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些?(3)圖像上從a點(diǎn)到c點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為多少?C組核心素養(yǎng)拔高練13.(2024河南鶴壁高二月考)如圖所示,一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在擋板上,上端與物塊A連接在一起,物塊B緊挨著物塊A靜止在斜面上。某時(shí)刻將B迅速移開,A將在斜面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),已知物塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,若取沿斜面向上為正方向,移開B的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),則A的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的圖像是()參考答案分層作業(yè)12簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1.ABC解析選項(xiàng)A、B、C都滿足彈簧振子的條件,A、B、C符合題意;選項(xiàng)D中人受空氣的阻力不可忽略,且人不能看作質(zhì)點(diǎn),故不可看作彈簧振子,D不符合題意。2.ACD解析振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí),速度最大,A正確;振子在最大位移處時(shí),速度最小,為零,B錯(cuò)誤;同一位置相對(duì)于平衡位置的位移相同,C正確;動(dòng)能是標(biāo)量,振子經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)速度的大小相同,則動(dòng)能相同,D正確。3.AD解析振子受的力指向平衡位置,振子的位移為負(fù)值時(shí),受到的力為正值,振子的加速度為正值,故A正確;當(dāng)振子通過(guò)平衡位置時(shí),位移為零,速度最大,故B錯(cuò)誤;振子每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí),位移相同,速度大小相等,但速度方向可能相同,也可能不同,故C錯(cuò)誤,D正確。4.D解析做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,速度方向與位移方向存在兩種可能,因?yàn)槲灰频姆较蚩偸潜畴x平衡位置,所以當(dāng)振子靠近平衡位置時(shí),速度方向與位移方向相反,遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),速度方向與位移方向相同,故D正確。5.B6.D解析位移向左表示位移為負(fù)值,速度向右表示速度為正值,質(zhì)點(diǎn)正在由負(fù)的最大位移處向平衡位置移動(dòng),即3~4s,故D正確。7.ACD解析從圖像可以看出,t=0時(shí)刻,振子在正的最大位移處,振子的加速度最大,A項(xiàng)正確;t1時(shí)刻以后振子的位移為負(fù),因此該時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;t2時(shí)刻振子在負(fù)的最大位移處,C項(xiàng)正確;t3時(shí)刻以后,振子的位移為正,所以該時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確。8.D解析試管在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),平衡位置是在重力與浮力平衡的位置,開始時(shí)向上提起的距離,就是其偏離平衡位置的位移,為正向最大位移,開始時(shí),試管由正向最大位移處開始運(yùn)動(dòng),故D正確。9.A解析結(jié)合甲、乙兩圖可知t1時(shí)刻振子的位移為正值且最大,振子位于N處,x0應(yīng)為l,A正確;0~t1時(shí)間內(nèi)位移為正值,且逐漸增大,振子由O向N運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;t1~t2時(shí)間內(nèi)位移為正值,且逐漸減小,振子由N向O運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;0~t2時(shí)間內(nèi)振子先沿正方向運(yùn)動(dòng)到最大位移處,再沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到位移為零處,t2~t3時(shí)間內(nèi)先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到負(fù)的最大位移處,再沿正方向運(yùn)動(dòng)到位移為零處,D錯(cuò)誤。10.AB解析由題圖乙可知小球偏離平衡位置的最大距離為10cm,4s完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng),故A正確,D錯(cuò)誤;1s末到5s末小球通過(guò)的路程是40cm,故B正確;2s末和4s末小球位移均為0,位移相同,2s末小球向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),4s末小球向x軸正方向運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向相反,故C錯(cuò)誤。11.解析(1)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),由x=vt知,位移與時(shí)間成正比,因此在勻速條件下,可以用紙帶通過(guò)的位移表示時(shí)間。(2)由題圖乙可知t=0時(shí),振子在平衡位置左側(cè)最大位移處;周期T=4s,t=17s時(shí)位移為0。(3)由x=vt得,振動(dòng)圖線上1s處和3s處對(duì)應(yīng)紙帶上兩點(diǎn)間距x=vt=2cm/s×2s=4cm。(4)0~3.5s內(nèi),振子在3s末負(fù)方向速度最大;加速度方向總是指向平衡位置,所以t=0時(shí)正方向加速度最大;t=2.5s時(shí),向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。答案(1)在勻速條件下,可以用紙帶通過(guò)的位移表示時(shí)間(2)左側(cè)最大位移處0(3)4(4)30負(fù)12.解析(1)分析圖像可得a、b、e、f點(diǎn)的位移均為1cm。c、d點(diǎn)的位移是-1cm。故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有b、e、f三點(diǎn)。(2)由(1)可知,圖像上的a、b、e、f點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置。圖像上的c、d點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與a、b、e、f點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的另一位置,故以上6個(gè)點(diǎn)的速度大小相等。再結(jié)合圖像可以判斷a、b、c、d、e、f6個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向分別為正向、負(fù)向、負(fù)向、正向、正向和負(fù)向。故與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有d點(diǎn)和e點(diǎn)。(3)圖像上從a點(diǎn)到b點(diǎn),對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處先是到達(dá)2cm處又返回到1cm處,通過(guò)的路程為2cm