高中物理(新人教版)選擇性必修一同步習(xí)題：簡諧運動(同步習(xí)題)【含答案及解析】VIP

第二章機(jī)械振動1簡諧運動基礎(chǔ)過關(guān)練題組一對彈簧振子的理解1.如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端懸掛一鋼球,組成一個振動系統(tǒng)。用手把鋼球向上托起一段距離,然后釋放,下列說法正確的是()A.鋼球運動的最高處為平衡位置B.鋼球運動的最低處為平衡位置C.鋼球速度為零處為平衡位置D.鋼球原來靜止時的位置為平衡位置題組二對簡諧運動的理解2.下列說法中正確的是()A.彈簧振子的運動是簡諧運動B.簡諧運動就是指彈簧振子的運動C.簡諧運動是勻變速運動D.簡諧運動是最簡單、最基本的一種機(jī)械運動3.關(guān)于簡諧運動,下列說法正確的是()A.位移的方向總指向平衡位置B.加速度的方向總和位移的方向相反C.位移的方向總和速度的方向相反D.速度的方向總和位移的方向相同4.(2019福建福州長樂高級中學(xué)高二下期末)一質(zhì)點做簡諧運動,下列說法中正確的是()A.若位移為負(fù)值,則速度一定為正值,加速度也一定為正值B.質(zhì)點通過平衡位置時,速度為零,加速度最大C.質(zhì)點每次通過平衡位置時,加速度不一定相同,速度也不一定相同D.質(zhì)點每次通過同一位置時,其速度不一定相同,但加速度一定相同題組三簡諧運動的振動圖像5.質(zhì)點運動的位移x與時間t的關(guān)系如圖所示,其中不屬于機(jī)械振動的是(易錯)6.(多選)關(guān)于簡諧運動的振動圖像,下列說法中正確的是()A.表示質(zhì)點振動的軌跡,是正弦或余弦曲線B.由圖像可判斷任一時刻質(zhì)點相對平衡位置的位移方向C.表示質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律D.由圖像可判斷任一時刻質(zhì)點的速度方向7.(多選)如圖所示是一水平彈簧振子做簡諧運動的振動圖像(x-t圖像)。由圖可推斷,振動物體()A.在t1和t3時刻具有相同的速度B.在t3和t4時刻具有相同的速度C.在t4和t6時刻具有相同的位移D.在t1和t6時刻具有相同的速度8.一質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示,在0.1~0.15s這段時間內(nèi)()A.加速度增大,速度變小,加速度和速度方向相同B.加速度增大,速度變小,加速度和速度方向相反C.加速度減小,速度變大,加速度和速度方向相同D.加速度減小,速度變大,加速度和速度方向相反9.如圖所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像,根據(jù)圖像中的信息,回答下列問題:(1)質(zhì)點離開平衡位置的最大距離為多大?(2)在1.5s和2.5s兩個時刻,質(zhì)點向哪個方向運動?(3)質(zhì)點在第2s末的位移是多少?在前4s內(nèi)的路程是多少?

能力提升練題組一簡諧運動的振動圖像1.(2019吉林延邊二中高二下月考,)如圖所示,彈簧振子做簡諧運動,在平衡位置O兩側(cè)A、B間振動。當(dāng)t=0時,小球位于B點,若規(guī)定向右為正方向,則選項圖中哪個圖像表示小球相對平衡位置的位移隨時間變化的規(guī)律()2.(2020浙江寧波高二上期中,)如圖甲所示,彈簧振子中小球運動的最左端M(最右端N)與平衡位置O間的距離為l,規(guī)定向右為正方向,其振動圖像如圖乙所示,下列說法正確的是()A.圖乙中x0應(yīng)為lB.0~t1時間內(nèi)小球由M向O運動C.t1~T2時間內(nèi)小球由M向OD.0~T2時間內(nèi)與T23.(2019福建廈門湖里區(qū)期中,)如圖所示為某一質(zhì)點在0~4s內(nèi)的振動圖像,下列敘述中正確的是()A.該質(zhì)點在2.5s時向正方向運動B.該質(zhì)點在2.5s時加速度方向為負(fù)方向C.該質(zhì)點在2s時加速度最大,且方向為負(fù)方向D.該質(zhì)點在5s時加速度最大,且方向為負(fù)方向4.(2020安徽阜陽太和中學(xué)高二上月考,)質(zhì)點做簡諧運動,其x-t圖像如圖。以x軸正方向為速度v的正方向,該質(zhì)點的v-t關(guān)系是()題組二彈簧振子的有關(guān)計算5.(2019河南鄭州高二下期末,)如圖所示,一個質(zhì)量為m=1kg、有小孔的小球連接在輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定,該彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,小球套在光滑的桿上,能夠自由滑動。不加任何外力時,小球靜止在O點位置?，F(xiàn)將小球向右拉至A點,然后由靜止釋放,小球?qū)⒆龊喼C運動,小球向左運動的最遠(yuǎn)位置是B點。其中OA=10cm,小球運動到A點時彈簧的彈性勢能為1J,不計其他阻力。求:(1)小球在B點的位移大小和加速度大小;(2)小球在振動過程中的最大速度大小。6.(2020吉林白城洮南高二上月考,)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端系于天花板上,下端掛一質(zhì)量為m的小球,彈簧的勁度系數(shù)為k,將小球從彈簧為自由長度時的豎直位置釋放后,小球做簡諧運動,則:(1)小球從釋放到運動到最低點,下降的高度為多少?(2)小球運動到最低點時的加速度大小為多少?

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.D鋼球原來靜止時的位置為平衡位置,鋼球在平衡位置附近做往復(fù)運動,在平衡位置處速度最大,故A、B、C錯誤,D正確。2.A彈簧振子的運動是簡諧運動,但簡諧運動并不都是彈簧振子的運動,A正確,B錯誤;勻速直線運動是最簡單的機(jī)械運動,而簡諧運動是最簡單、最基本的一種機(jī)械振動,其運動的加速度時刻變化,故C、D均錯誤。3.B簡諧運動位移的初始位置是平衡位置,所以簡諧運動中位移的方向總是背離平衡位置的,而加速度的方向總是指向平衡位置的,故A選項錯誤,B選項正確;位移方向與速度方向可能相同,也可能相反,C、D選項錯誤。4.D做簡諧運動的質(zhì)點每次通過同一位置時,加速度、位移相同,速度方向可能相同也可能相反,A、C錯誤、D正確;質(zhì)點通過平衡位置時,速度最大,加速度為零,B錯誤。5.DA、B、C三圖所示質(zhì)點均在某一位置附近做往復(fù)運動,均為機(jī)械振動;而D所示的質(zhì)點沒有往復(fù)運動過程,不屬于機(jī)械振動,選D。易錯警示將機(jī)械振動與簡諧運動混為一談,從而造成錯解。需明確簡諧運動只是機(jī)械振動中最簡單、最基本的一種運動,簡諧運動的x-t圖像具有對稱性,但機(jī)械振動的x-t圖像不一定具有對稱性。6.BCD簡諧運動的振動圖像表示質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律,不是運動軌跡,A錯誤,C正確;由圖像可以判斷任一時刻質(zhì)點的位移和速度方向,B、D正確。7.BCDt1與t3時刻物體經(jīng)過同一位置,運動方向相反,速度不相同,A錯;t3與t4時刻物體經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點,速度大小相等、方向相同,B對;t4與t6時刻物體的位移都是-2cm,C對;t1和t6時刻物體經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點且均向正方向運動,速度相同,D對。8.B由題圖可知,在0.1~0.15s這段時間內(nèi),質(zhì)點沿負(fù)方向遠(yuǎn)離平衡位置,位移為負(fù)且增大,則加速度增大,速度減小,二者方向相反。故選B。9.答案見解析解析由圖像上的信息,結(jié)合質(zhì)點的振動過程可知:(1)質(zhì)點離開平衡位置的最大距離就是|x|的最大值,為10cm。(2)從1.5s到2s這段時間內(nèi),質(zhì)點位移減小,因此質(zhì)點向平衡位置運動;從2.5s到3s這段時間內(nèi),位移增大,因此質(zhì)點背離平衡位置運動。(3)質(zhì)點在第2s末處在平衡位置,因此位移為零,質(zhì)點在前4s內(nèi)完成一次全振動,其路程為4×10cm=40cm。能力提升練1.D簡諧運動的位移是指振動物體相對平衡位置的位移,是從平衡位置到末位置的有向線段。t=0時刻,小球位于B點,位移為正的最大值,小球做簡諧運動的位移隨著時間按照余弦規(guī)律變化,選D。2.A結(jié)合甲、乙兩圖可以知道t1時刻小球的位移為正值且最大,小球位于N點,x0應(yīng)為l,A正確;0~t1時間內(nèi)位移為正值且逐漸增大,小球由O向N運動,B錯誤;t1~T2時間內(nèi)位移為正值且逐漸減小,小球由N向O運動,C錯誤;0~T2時間內(nèi)小球先沿正方向運動到最大位移處,再沿負(fù)方向運動到位移為零處,T2~T時間內(nèi)小球先沿負(fù)方向運動到負(fù)的最大位移處,3.D根據(jù)振動圖像某點切線的斜率表示速度,知t=2.5s時刻圖線切線的斜率為負(fù),速度為負(fù),說明該質(zhì)點在2.5s時向負(fù)方向運動,A錯誤。該質(zhì)點在t=2.5s時位移方向為負(fù)方向,加速度的方向與位移方向相反,所以加速度方向為正方向,B錯誤。該質(zhì)點在2s時位移為零,加速度為零,故C錯誤。該質(zhì)點在5s時位移最大,且方向為正方向,故加速度最大,且方向為負(fù)方向,D正確。4.B質(zhì)點做簡諧運動時,位移、速度都隨時間周期性變化,且變化的周期相等,C、D項錯誤;當(dāng)質(zhì)點由正向最大位移向平衡位置運動時,速度在增大且速度方向沿x軸負(fù)方向,A項錯誤,B項正確。5.答案(1)0.1m10m/s2(2)2m/s解析(1)由于小球在做簡諧運動,故A、B兩點關(guān)于O點對稱,則小球在B點的位移大小x=OB=OA=10cm=0.1m小球在B點時對其受力分析,可得FB=kx=ma解得加速度大小a=10m/s2(2)小球在O點所受合力為0,因此在O點時速度最大。小球在運動過程中機(jī)械能守恒,由A運動到O的過程中,彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能,可得EpA