【全程復(fù)習(xí)方略】2021年春高中物理選修3-4-課時(shí)達(dá)標(biāo)·效果檢測-11.1-簡諧運(yùn)動

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)達(dá)標(biāo)·效果檢測一、選擇題1.(多選)下列說法中正確的是()A.彈簧振子的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動B.簡諧運(yùn)動就是指彈簧振子的運(yùn)動C.簡諧運(yùn)動是勻變速運(yùn)動D.簡諧運(yùn)動是機(jī)械振動中最簡潔、最基本的一種【解析】選A、D。只要x-t運(yùn)動圖像滿足正余弦曲線,該運(yùn)動即為簡諧運(yùn)動,不愿定只有彈簧振子,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;爭辯水平彈簧振子,發(fā)覺在運(yùn)動過程中,振子(小球)所受彈簧彈力在不斷變化,據(jù)牛頓其次定律F=ma可知,簡諧運(yùn)動為變加速運(yùn)動,C選項(xiàng)錯(cuò)。2.(多選)如圖,當(dāng)振子由A向O運(yùn)動時(shí),下列說法中正確的是()A.振子的位移大小在減小 B.振子的運(yùn)動方向向左C.振子的位移方向向左 D.振子的位移大小在增大【解析】選A、B。本題中位移的參考點(diǎn)應(yīng)是O點(diǎn),所以C、D錯(cuò)誤。由于振子在O點(diǎn)的右側(cè)由A向O運(yùn)動,所以振子的位移方向向右,且大小在不斷減小,故正確答案為A、B。3.如圖為質(zhì)點(diǎn)P在0～4s內(nèi)的振動圖像,下列敘述正確的是()A.再過1s,該質(zhì)點(diǎn)的位移是正向最大B.再過1s,該質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)檎駽.再過1s,該質(zhì)點(diǎn)的加速度方向?yàn)檎駾.再過1s,該質(zhì)點(diǎn)的速度最大【解析】選A。由圖像可知,再過1s即第5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移處,速度為零,加速度最大且沿x軸負(fù)向。故正確答案為A。4.卡車在水平道路上行駛,貨物隨車廂上下做簡諧運(yùn)動而不脫離底板,設(shè)向下為正方向,其振動圖像如圖所示,則貨物對底板壓力小于貨物重力的時(shí)刻是()A.時(shí)刻t1 B.時(shí)刻t2C.時(shí)刻t4 D.無法確定【解析】選C。t1、t3兩個(gè)時(shí)刻貨物經(jīng)過平衡位置,加速度為零,壓力大小等于重力,A錯(cuò);t2時(shí)刻,貨物處于最低點(diǎn),加速度向上且最大,壓力大于重力,B錯(cuò);t4時(shí)刻,貨物處于最高點(diǎn),加速度向下且最大,壓力小于重力,C對,D錯(cuò)。5.一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,它的振動圖像如圖所示,則下列說法中正確的是()A.圖中曲線部分為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡B.有向線段OA是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)間內(nèi)的位移C.有向線段OA在x軸的投影是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)間內(nèi)的位移D.有向線段OA的斜率是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速率【解析】選C。題圖中的曲線部分是質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系,不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡,A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)間內(nèi)的位移應(yīng)是曲線在t1時(shí)刻的縱坐標(biāo),B錯(cuò)誤,C正確;質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速率應(yīng)是曲線在t1時(shí)刻所對應(yīng)的切線斜率,D錯(cuò)誤。二、非選擇題6.(2022·保定高二檢測)如圖所示,質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)通過的路程是多少?在6～8s的平均速度大小為多少?方向如何?【解析】質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)通過的路程s=QUOTE×4×2cm=6cm。6～8s內(nèi)平均速度大小QUOTE=QUOTE=QUOTE=1×10-2m/s,方向沿x軸正方向。答案:6cm1×10-2m一、選擇題1.(2022·揚(yáng)州高二檢測)如圖甲,一彈簧振子在AB間做簡諧運(yùn)動,O為平衡位置,如圖乙是振子做簡諧運(yùn)動時(shí)的位移—時(shí)間圖像。則關(guān)于振子的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。下列四個(gè)圖像中正確的是()【解析】選C。設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k,位移與加速度方向相反,由牛頓其次定律得a=-QUOTE,故C正確。2.如圖所示,一彈簧振子在一條直線上做簡諧運(yùn)動,第一次先后經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度v(v≠0)相同,那么,下列說法正確的是()A.振子在M、N兩點(diǎn)所受彈簧彈力相同B.振子在M、N兩點(diǎn)相對平衡位置的位移相同C.振子在M、N兩點(diǎn)加速度大小相等D.從M點(diǎn)到N點(diǎn),振子先做勻加速運(yùn)動,后做勻減速運(yùn)動【解析】選C。因位移、速度、加速度和彈力都是矢量,它們要相同必需大小相等、方向相同。M、N兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,振子所受彈力應(yīng)大小相等、方向相反,振子位移也是大小相等,方向相反。由此可知,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤。振子在M、N兩點(diǎn)的加速度雖然方向相反,但大小相等,故C選項(xiàng)正確。振子由M→O速度越來越大,但加速度越來越小,振子做加速運(yùn)動,但不是勻加速運(yùn)動。振子由O→N速度越來越小,但加速度越來越大,振子做減速運(yùn)動,但不是勻減速運(yùn)動,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。由以上分析可知,正確答案為C?！究偨Y(jié)提升】簡諧運(yùn)動問題的分析方法(1)認(rèn)真審題,抓住題干中的關(guān)鍵詞語。本題的關(guān)鍵是抓住“第一次先后經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度v相同”。(2)要留意簡諧運(yùn)動的周期性和對稱性,由此判定振子可能的路徑,從而確定各物理量及其變化狀況。(3)將物理問題模型化,畫出物理過程的草圖有利于問題的解決?！咀兪接?xùn)練】(多選)如圖所示為某物體做簡諧運(yùn)動的圖像,下列說法中正確的是()A.由P→Q,位移在增大B.由P→Q,速度在增大C.由M→N,位移先減小后增大D.由M→N,位移始終減小【解析】選A、C。由P→Q,物體遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動,位移增大而速度減小,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由M→N,物體先向著平衡位置運(yùn)動,經(jīng)過平衡位置后又遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動,因而位移先減小后增大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。3.(多選)(2022·鹽城高二檢測)假如蹦床運(yùn)動員從某一高處下落到蹦床后又被彈回到原來的高度,其整個(gè)過程中的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示,其中Oa段和cd段為直線,則依據(jù)此圖像可知運(yùn)動員()A.在t1～t2時(shí)間內(nèi)所受合力漸漸增大B.在t2時(shí)刻處于平衡位置C.在t3時(shí)刻處于最低位置D.在t4時(shí)刻所受的彈力最大【解析】選B、C。由圖可知在t1～t2時(shí)間內(nèi)運(yùn)動員速度增大,運(yùn)動員在向平衡位置運(yùn)動,合力減小;t2時(shí)刻運(yùn)動員速度最大,處于平衡位置;t3時(shí)刻速度為零,處于最低位置;t4時(shí)刻速度最大,處于平衡位置,合力為零,所受的彈力不是最大。4.彈簧振子做簡諧運(yùn)動,其位移x與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,則()A.在t=1s時(shí),速度的值最大,方向?yàn)樨?fù),加速度為零B.在t=2s時(shí),速度的值最大,方向?yàn)樨?fù),加速度為零C.在t=3s時(shí),速度的值最大,方向?yàn)檎?加速度最大D.在t=4s時(shí),速度的值最大,方向?yàn)檎?加速度最大【解析】選B。當(dāng)t=1s時(shí),位移最大,加速度最大,速度為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)t=2s時(shí),位移為零,加速度為零,而速度最大,速度方向要看該點(diǎn)切線斜率的正負(fù),t=2s時(shí),速度為負(fù)值,選項(xiàng)B正確;當(dāng)t=3s時(shí),位移最大,加速度最大,速度為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)t=4s時(shí),位移為零,加速度為零,速度最大,方向?yàn)檎?選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！咀兪接?xùn)練】(多選)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像,若t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過O點(diǎn)向b運(yùn)動,則下列說法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)在0.7s時(shí),正在遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動B.質(zhì)點(diǎn)在1.5s時(shí)的位移最大C.1.2s到1.4s,質(zhì)點(diǎn)的位移在增大D.1.6s到1.8s,質(zhì)點(diǎn)的位移在增大【解析】選B、C。由于位移是指由平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,故質(zhì)點(diǎn)在0.7s時(shí)的位移方向向右,且正在向平衡位置運(yùn)動,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在1.5s時(shí)的位移到達(dá)最大,故B正確;質(zhì)點(diǎn)在1.2s到1.4s過程中,正在遠(yuǎn)離平衡位置,所以其位移在增加,故C正確;1.6s到1.8s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)正向平衡位置運(yùn)動,所以其位移正在減小,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題5.如圖所示,簡諧運(yùn)動的圖像上有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)過的路程為多少?【解析】(1)分析圖像可得a、b、e、f的位移均為1cm。c、d點(diǎn)的位移都是-1cm。故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)為b、e、f三點(diǎn)。(2)由(1)可知,圖像上的a、b、e、f點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到同一位置。圖像上的c、d點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到關(guān)于O點(diǎn)對稱的另一位置。故以上6個(gè)點(diǎn)的速度大小相等。再結(jié)合圖像可以推斷a、b、c、d、e、f6個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動方向分別為向上、向下、向下、向上、向上和向下。故與a點(diǎn)有相同速度的點(diǎn)為d和e。(3)圖像上從a點(diǎn)到b點(diǎn),對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處先是到達(dá)2cm處又返回到1cm處,通過的路程為2cm。從b點(diǎn)到c點(diǎn),對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動到負(fù)方向1cm處,通過的路程也為2cm,故從a點(diǎn)到c點(diǎn)總共通過的路程為4cm。答案:(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm6.(2022·濟(jì)寧高二檢測)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端系于天花板上,一端掛一質(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(shí)的豎直位置放手后,小球做簡諧運(yùn)動,則:(1)小球從放手運(yùn)動到最低點(diǎn),下降的高度為多少?(2)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為多少?【解析】(1)放手后小球到達(dá)平衡位置O點(diǎn),彈簧伸長了x,則:mg=kx,x=QUOTE,x也是振動過程中球離平衡位置的最大距離,所以小球從放手運(yùn)動到最低點(diǎn),下降高度為2x,即QUOTE。(2)小球在最高點(diǎn)時(shí)小球只受重力,其加速度為g,最低點(diǎn)和最高點(diǎn)對