2024-2025學年新教材高中物理第2章機械振動分層作業(yè)12簡諧運動新人教版選擇性必修第一冊

分層作業(yè)12簡諧運動A組必備知識基礎練題組一彈簧振子1.(多選)(2024山東濱州高二月考)下列振動系統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C.如圖丙所示,光滑水平面上,兩根輕彈簧系著一個小鋼球組成的系統D.蹦極運動中的人與彈性繩組成的系統2.(多選)(2024河南鄭州高二月考)對于做簡諧運動的彈簧振子,下列說法正確的是()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3.(多選)(2024廣東廣雅中學期末)如圖所示,一彈簧振子做簡諧運動,下列說法正確的是()A.若位移為負值,則加速度一定為正值B.振子通過平衡位置時,速度為零,位移最大C.振子每次經過平衡位置時,位移相同,速度也一定相同D.振子每次經過同一位置時,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)做簡諧運動的彈簧振子除平衡位置外,在其他所有位置時,關于它的速度方向,下列說法正確的是()A.總是與位移方向相反B.總是與位移方向相同C.遠離平衡位置時與位移方向相反D.向平衡位置運動時與位移方向相反題組二簡諧運動的圖像5.(2024河南安陽高二月考)如圖所示,質點在1s末的位移是()A.5cm B.-5cmC.15cm D.06.(2024湖南岳陽高二月考)在水平方向做簡諧運動的質點,其振動圖像如圖所示,假設向右為正方向,則質點的位移向左且速度向右的時間段是()A.0~1s B.1~2sC.2~3s D.3~4s7.(多選)(2024湖北荊門高二月考)表示一質點做簡諧運動的圖像如圖所示,下列說法正確的是()A.t=0時刻振子的加速度最大B.t1時刻振子正通過平衡位置向正方向運動C.t2時刻振子的位移最大D.t3時刻振子正通過平衡位置向正方向運動8.(2024江蘇揚州高二月考)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時,在一定時間內試管在豎直方向近似做簡諧運動。若取豎直向上為正方向,則以下描述試管振動的圖像可能正確的是()B組關鍵能力提升練9.(2024浙江杭州高二月考)如圖甲所示,彈簧振子運動的最左端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,其振動圖像如圖乙所示,下列說法正確的是()A.圖中x0應為lB.0~t1時間內振子由M向O運動C.t1~t2時間內振子由M向O運動D.0~t2時間內與t2~t3時間內振子運動方向相反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,當小球振動時沿垂直于振動方向勻速拉動紙帶,鉛筆P就在紙帶上畫出一條振動曲線。若振動曲線如圖乙所示,由圖像可知下列說法正確的是()A.小球偏離平衡位置的最大距離為10cmB.1s末到5s末小球運動的路程為40cmC.2s末和4s末小球的位移相等,運動方向也相同D.小球2s完成一次往復運動11.(2024河南安陽高二月考)簡諧運動的振動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方向垂直的方向上勻速運動,繪圖筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖像。取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向,紙帶運動的距離代表時間,得到的振動圖像如圖乙所示。(1)必須勻速拖動紙帶的原因是。

(2)剛開始計時時,振子位于。t=17s時振子相對平衡位置的位移是cm。

(3)若紙帶運動的速度為2cm/s,振動圖線上1s處和3s處對應紙帶上兩點間的距離是cm。

(4)0~3.5s內,振子在s末負方向速度最大,在s末正方向加速度最大,2.5s時振子正在向方向運動。

12.(2024山東棗莊高二月考)如圖所示,簡諧運動的圖像上有a、b、c、d、e、f六個點,其中:(1)與a點位移相同的點有哪些?(2)與a點速度相同的點有哪些?(3)圖像上從a點到c點,質點經過的路程為多少?C組核心素養(yǎng)拔高練13.(2024河南鶴壁高二月考)如圖所示,一個勁度系數為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。某時刻將B迅速移開,A將在斜面上做簡諧運動,已知物塊A、B的質量分別為mA、mB,若取沿斜面向上為正方向,移開B的時刻為計時起點,則A的振動位移隨時間變化的圖像是()參考答案分層作業(yè)12簡諧運動1.ABC解析選項A、B、C都滿足彈簧振子的條件,A、B、C符合題意;選項D中人受空氣的阻力不可忽略,且人不能看作質點,故不可看作彈簧振子,D不符合題意。2.ACD解析振子經過平衡位置時,速度最大,A正確;振子在最大位移處時,速度最小,為零,B錯誤;同一位置相對于平衡位置的位移相同,C正確;動能是標量,振子經過同一位置時速度的大小相同,則動能相同,D正確。3.AD解析振子受的力指向平衡位置,振子的位移為負值時,受到的力為正值,振子的加速度為正值,故A正確;當振子通過平衡位置時,位移為零,速度最大,故B錯誤;振子每次經過同一位置時,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錯誤,D正確。4.D解析做簡諧運動的彈簧振子,速度方向與位移方向存在兩種可能,因為位移的方向總是背離平衡位置,所以當振子靠近平衡位置時,速度方向與位移方向相反,遠離平衡位置時,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值,速度向右表示速度為正值,質點正在由負的最大位移處向平衡位置移動,即3~4s,故D正確。7.ACD解析從圖像可以看出,t=0時刻,振子在正的最大位移處,振子的加速度最大,A項正確;t1時刻以后振子的位移為負,因此該時刻振子正通過平衡位置向負方向運動,B項錯誤;t2時刻振子在負的最大位移處,C項正確;t3時刻以后,振子的位移為正,所以該時刻振子正通過平衡位置向正方向運動,D項正確。8.D解析試管在豎直方向上做簡諧運動,平衡位置是在重力與浮力平衡的位置,開始時向上提起的距離,就是其偏離平衡位置的位移,為正向最大位移,開始時,試管由正向最大位移處開始運動,故D正確。9.A解析結合甲、乙兩圖可知t1時刻振子的位移為正值且最大,振子位于N處,x0應為l,A正確;0~t1時間內位移為正值,且逐漸增大,振子由O向N運動,B錯誤;t1~t2時間內位移為正值,且逐漸減小,振子由N向O運動,C錯誤;0~t2時間內振子先沿正方向運動到最大位移處,再沿負方向運動到位移為零處,t2~t3時間內先沿負方向運動到負的最大位移處,再沿正方向運動到位移為零處,D錯誤。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完成一次往復運動,故A正確,D錯誤;1s末到5s末小球通過的路程是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軸負方向運動,4s末小球向x軸正方向運動,運動方向相反,故C錯誤。11.解析(1)紙帶勻速運動時,由x=vt知,位移與時間成正比,因此在勻速條件下,可以用紙帶通過的位移表示時間。(2)由題圖乙可知t=0時,振子在平衡位置左側最大位移處;周期T=4s,t=17s時位移為0。(3)由x=vt得,振動圖線上1s處和3s處對應紙帶上兩點間距x=vt=2cm/s×2s=4cm。(4)0~3.5s內,振子在3s末負方向速度最大;加速度方向總是指向平衡位置,所以t=0時正方向加速度最大;t=2.5s時,向負方向運動。答案(1)在勻速條件下,可以用紙帶通過的位移表示時間(2)左側最大位移處0(3)4(4)30負12.解析(1)分析圖像可得a、b、e、f點的位移均為1cm。c、d點的位移是-1cm。故與a點位移相同的點有b、e、f三點。(2)由(1)可知,圖像上的a、b、e、f點對應質點運動到同一位置。圖像上的c、d點對應質點運動到與a、b、e、f點關于O點對稱的另一位置,故以上6個點的速度大小相等。再結合圖像可以判斷a、b、c、d、e、f6個點的運動方向分別為正向、負向、負向、正向、正向和負向。故與a點速度相同的點有d點和e點。(3)圖像上從a點到b點,對應質點從正方向1cm處先是到達2cm處又返回到1cm處,通過的路程為2cm