新教材高中物理第二章機(jī)械振動(dòng)第1節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGEPAGE7第1節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)1.（多選）下列說法中正確的是()A.彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)B.簡諧運(yùn)動(dòng)就是指彈簧振子的運(yùn)動(dòng)C.簡諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)D.簡諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡單、最基本的一種答案：A;D解析：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是一種簡諧運(yùn)動(dòng)，而簡諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng)，是變加速運(yùn)動(dòng)，故A、D正確。2.（多選）如圖所示，彈簧振子在a、b兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，在振子從最大位移處a向平衡位置O運(yùn)動(dòng)的過程中()A.位移方向向左，速度方向向左B.位移方向向左，速度方向向右C.位移不斷增大，速度不斷減小D.位移不斷減小，速度不斷增大答案：B;D解析：在振子從最大位移處a向平衡位置O運(yùn)動(dòng)的過程中，振子的速度方向向右且不斷增大，A、C錯(cuò)誤；振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移由平衡位置指向振子所處位置，故該過程中振子的位移方向向左且不斷減小，B、D正確。3.（多選）一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移-時(shí)間圖像如圖所示，由圖像可知()A.t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度為正的最大值B.t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度為零C.t=3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度為正的最大值D.t=4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度為零答案：B;C;D解析：t=1s時(shí)，位移為零，速度最大，圖像斜率為負(fù)，即速度為負(fù)，A錯(cuò)誤；t=2s時(shí)，位移為負(fù)的最大值，速度為零，B正確；t=3s時(shí)，位移為零，速度最大，圖像斜率為正，即速度為正，C正確；t=4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移為正的最大值，速度為零，D正確。4.如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)答案：C解析：振子在M、N兩點(diǎn)彈力、位移、加速度都等大，反向，故A、B錯(cuò)誤，C正確；振子從M到N先做變加速運(yùn)動(dòng)，后做變減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。5.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，由圖像判斷下列說法正確的是()甲乙A.振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB.1s末到5s末振子的路程為10cmC.2s和4s末振子的位移相等，運(yùn)動(dòng)方向也相同D.振子在2s內(nèi)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)答案：A解析：由圖像可知振子偏離平衡位置的最大距離為10cm，4s內(nèi)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A正確，D錯(cuò)誤；1s末到5s末振子的路程是振子運(yùn)動(dòng)路徑的總長40cm，故B錯(cuò)誤；2s末和4s末振子位移均為零，位移相同，2s末振子向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，4s末振子向正方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相反，故C錯(cuò)誤。6.（多選）如圖甲所示，一彈簧振子在A、B間振動(dòng)，取向右為正方向，振子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，其振動(dòng)的x-t圖像如圖乙所示。則下列說法中正確的是()A.t2時(shí)刻振子在AB.t2時(shí)刻振子在BC.在t1D.在t3答案：A;C解析：振子在A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)的位移最大，由于取向右為正方向，所以振子在A點(diǎn)時(shí)有正向最大位移，在B點(diǎn)時(shí)有負(fù)向最大位移，則t2時(shí)刻振子在A點(diǎn)，t4時(shí)刻振子在B點(diǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖乙可知，在t1～t2和7.某彈簧振子的振動(dòng)圖像如圖所示。根據(jù)圖像判斷，下列說法正確的是()A.第1s內(nèi)振子相對(duì)于平衡位置的位移與速度方向相反B.第2s末振子相對(duì)于平衡位置的位移為-20cmC.第2s末和第3s末振子相對(duì)于平衡位置的位移不相同，但瞬時(shí)速度方向相反D.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)振子相對(duì)于平衡位置的位移方向相同，瞬時(shí)速度方向相反答案：D解析：第1s內(nèi)振子相對(duì)于平衡位置的位移為正方向，速度方向也為正方向，A錯(cuò)誤；第2s末振子在平衡位置，位移為零，B錯(cuò)誤；第3s末振子相對(duì)于平衡位置的位移為-20cm，第2s末振子恰好通過平衡位置，且正向-x軸方向運(yùn)動(dòng)，而第3s末振子瞬時(shí)速度剛好為零，C錯(cuò)誤；第2s內(nèi)振子的位移方向與速度方向相反，D正確。8.心電圖是現(xiàn)代醫(yī)療診斷的重要手段，醫(yī)生從心電圖上測量出相鄰兩波峰（或波谷）的時(shí)間間隔即為心動(dòng)周期，由此可以計(jì)算出1min內(nèi)心臟跳動(dòng)的次數(shù)（即心率），甲、乙兩人在同一臺(tái)心電圖機(jī)上作出的心電圖如圖所示，醫(yī)生通過測量記下甲的心率是60次/min，則由兩圖及甲的心率可知心電圖機(jī)圖紙移動(dòng)的速率v以及乙的心率是()A.25mm/s；48次/minB.25mm/s；75次/minC.25mm/min；75次/minD.25mm/min；48次/min答案：B解析：甲的心率為60次/min，則甲的心臟1s跳1次。結(jié)合題圖1可知，圖紙的移動(dòng)速率為25mm/s，再結(jié)合題圖2可求乙的心率為75次/min，故選B。素養(yǎng)提升練9.（2021江蘇宿遷高二期末）某同學(xué)疫情期間停課不停學(xué)，在家用水杯來研究簡諧運(yùn)動(dòng)。如圖所示，放有小鐵塊的水杯靜止浮于水面上，現(xiàn)將水杯沿豎直方向提起少許，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在初始的一段時(shí)間內(nèi)水杯在豎直方向的運(yùn)動(dòng)近似為簡諧運(yùn)動(dòng)。取豎直向上為正方向，下面關(guān)于水杯的v-t、x-t圖像正確的是()A.B.C.D.答案：D解析：將水杯沿豎直方向提起少許，由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，則水杯一開始的速度大小為0，由于取豎直向上為正方向，所以開始一段時(shí)間內(nèi)速度為負(fù)值，且絕對(duì)值由零開始逐漸增大，故A、B錯(cuò)誤；水杯由靜止開始釋放的位置就是其簡諧運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，所以0時(shí)刻水杯的位移為正向最大，隨后逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確。10.如圖所示，簡諧運(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)過的路程為多少？答案：（1）b、e、f（2）d、e（3）4cm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(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)到關(guān)于平衡位置對(duì)稱的另一位置，故以上六個(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、f六個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(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，通過的路程為2cm。從b點(diǎn)到c點(diǎn)，對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)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。11.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像，根據(jù)圖像中的信息，回答下列問題：（1）質(zhì)點(diǎn)在第2s末的位移是多少？（2）質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過程中的最大位移為多少？（3）在前4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？答案：（1）0（2）10cm（3）40cm解析：（1）由x-t圖像可以讀出2s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零。（2）質(zhì)點(diǎn)的最大位移在前4s內(nèi)發(fā)生在1s末和3s末，位移大小為10cm。（3）前4s，質(zhì)點(diǎn)先朝正方向運(yùn)動(dòng)了距離為10cm的一個(gè)來回，又在負(fù)方向上運(yùn)動(dòng)了一個(gè)距離為10cm的來回，故總路程為40cm。12.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？答案：6cm1×10-2m/s解析：質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)通過的路程s=68×4×2cm=6cm。6～8s內(nèi)平均速度大小v創(chuàng)新拓展練13.一個(gè)沿y軸做簡諧運(yùn)動(dòng)的振子，其振動(dòng)圖像如圖所示。（1）若開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻遲T2（2）若位移的正方向規(guī)定與原來相反，試畫出其振動(dòng)圖像；（3）若開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻遲T2答案：（1）從原運(yùn)動(dòng)圖像可以看出T2時(shí)刻位移為零。此后的一段時(shí)間內(nèi)位移逐漸增大，但為負(fù)值，所以若開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻遲T（2）若位移的正方向規(guī)定與原來相反，則各個(gè)時(shí)刻位移大小不變，但方向相反，其振動(dòng)圖像如圖乙。（3）若開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻遲T2，位移的正方向規(guī)定與原來相反，其振動(dòng)圖像應(yīng)該在原圖像的基礎(chǔ)上去掉開始的一半圖像，然后將后面的圖像沿豎直方向翻轉(zhuǎn)180思路導(dǎo)引振動(dòng)圖像反映的是振子的位移與時(shí)間之間的關(guān)系，計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同、規(guī)定的正方