2024-2025學(xué)年高中物理第十一章第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGE6-簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)[隨堂檢測(cè)]1．(多選)下列幾種運(yùn)動(dòng)屬于機(jī)械振動(dòng)的是()A．乒乓球在地面上的上下運(yùn)動(dòng)B．彈簧振子在豎直方向的上下運(yùn)動(dòng)C．秋千在空中來回運(yùn)動(dòng)D．浮于水面上的圓柱形玻璃瓶上下振動(dòng)解析：選BCD.機(jī)械振動(dòng)是物體在平衡位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，乒乓球的上下運(yùn)動(dòng)不是在平衡位置兩側(cè)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B、C、D正確．2.如圖所示的彈簧振子，O點(diǎn)為它的平衡位置，當(dāng)振子離開O點(diǎn)，再?gòu)腁點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，振子離開平衡位置的位移是()A．大小為OC，方向向左 B．大小為OC，方向向右C．大小為AC，方向向左 D．大小為AC，方向向右解析：選B.振子離開平衡位置，以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，C點(diǎn)為終點(diǎn)，位移大小為OC，方向向右．3．(多選)如圖所示為質(zhì)點(diǎn)P在0～4s內(nèi)的振動(dòng)圖象，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)的速度方向向上C．再過1s，該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到平衡位置D．再過1s，該質(zhì)點(diǎn)的速度為零解析：選AD.依題意，再經(jīng)過1s，振動(dòng)圖象將延長(zhǎng)到正向位移最大處，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移為正向最大，質(zhì)點(diǎn)的速度為零，無方向，A、D正確，B、C錯(cuò)誤．4．如圖所示為彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說法正確的是()A．t1時(shí)刻振子正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)B．t2時(shí)刻振子的位移最大C．t3時(shí)刻振子正通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)D．該圖象是從平衡位置計(jì)時(shí)畫出的解析：選B.依據(jù)圖象的斜率等于速度，可知，t1時(shí)刻振子的速度為負(fù)，說明振子正通過平衡位置沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻振子的位移為負(fù)向最大，故B正確；t3時(shí)刻振子的速度為正，說明振子正通過平衡位置沿正方向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；t＝0時(shí)間振子的位移為正向最大，說明該圖象是從正向最大位移處計(jì)時(shí)畫出的，故D錯(cuò)誤．[課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P85(單獨(dú)成冊(cè))]一、單項(xiàng)選擇題1．如圖，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，以向右為正方向建立Ox軸．若振子位于N點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖象為()解析：選B.由題意：向右為x正方向時(shí)，振子運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，振子具有正方向最大位移，所以振子運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí)振動(dòng)圖象應(yīng)是余弦曲線，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．2．下列振動(dòng)系統(tǒng)不行看做彈簧振子的是()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，兩根輕彈簧系在一個(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)解析：選D.選項(xiàng)A、B、C都滿意彈簧振子的條件，A、B、C不符合題意；選項(xiàng)D中人受空氣的阻力不行忽視，且人不能看做質(zhì)點(diǎn)，故不行看做彈簧振子，D符合題意．3．如圖是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移－時(shí)間圖象，下列有關(guān)該圖象的說法不正確的是()A．該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子(小球)的平衡位置B．從圖象可以看出小球在振動(dòng)過程中是沿t軸方向移動(dòng)的C．為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)D．圖象中小球的疏密顯示出相同時(shí)間內(nèi)小球位置改變快慢不同解析：選B.該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子的平衡位置，小球的振動(dòng)過程是沿垂直于t軸方向移動(dòng)的，故A對(duì)，B錯(cuò)；由獲得圖象的方法知C對(duì)；頻閃照相是在相同時(shí)間留下的小球的像，因此小球的疏密顯示了它的位置改變快慢，D對(duì)．4.如圖甲所示，水平的光滑桿上有一彈簧振子，振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在a、b兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示．由振動(dòng)圖象可以得知()A．在t＝0時(shí)刻，振子的速度為零B．在t＝0時(shí)刻，振子的位置在a點(diǎn)C．在t＝t1時(shí)刻，振子的速度為零D．從t1到t2，振子正從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)解析：選D.由題圖知，t＝0時(shí)刻，振子的速度最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻振子在O點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t＝t1時(shí)刻，振子的速度最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從t1到t2，振子正從平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，即從O點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．5.在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖所示．假設(shè)向右的方向?yàn)檎较颍瑒t物體的位移向左且速度向右的時(shí)間段是()A．0～1s內(nèi) B．1～2s內(nèi)C．2～3s內(nèi) D．3～4s內(nèi)解析：選D.由于規(guī)定向右為正方向，則位移向左表示位移與規(guī)定的正方向相反，這段時(shí)間應(yīng)為2～3s或3～4s．因?yàn)橐笏俣认蛴?，因此速度?yīng)為正．則滿意兩個(gè)條件的時(shí)間間隔為3～4s，D正確．6．如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)在0～4s內(nèi)的振動(dòng)圖象，則()A．質(zhì)點(diǎn)在3s末的位移為2mB．質(zhì)點(diǎn)在4s末的位移為8mC．質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)的路程為8mD．質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)的路程為零解析：選C.振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移指的是質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移．位移是矢量，有大小，也有方向．因此3s末的位移為－2m，A項(xiàng)錯(cuò)誤；4s末位移為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；路程是指質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路徑的長(zhǎng)度，在4s內(nèi)的路程應(yīng)當(dāng)是從平衡位置到最大位置這段距離的4倍，即為8m，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題7.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．在第5秒末，振子的速度最大且沿＋x方向B．在第5秒末，振子的位移最大且沿＋x方向C．在第5秒末，振子的加速度最大且沿－x方向D．在0到5秒內(nèi)，振子通過的路程為8cm解析：選BC.由題圖可知第5秒末時(shí)，振子處于正的最大位移處，此時(shí)有負(fù)方向的最大加速度，速度為零，故B、C正確，A錯(cuò)誤；在0到5s內(nèi)，振子先從平衡位置到正的最大位移，再經(jīng)平衡位置到負(fù)的最大位移，最終從負(fù)的最大位移到平衡位置到正的最大位移整個(gè)過程路程為10cm，故D錯(cuò)誤．8.假如蹦床運(yùn)動(dòng)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)間的改變規(guī)律如圖所示，其中Oa段和cd段為直線，則依據(jù)此圖象可知運(yùn)動(dòng)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BC.由題圖可知，在t1～t2時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員速度增大，運(yùn)動(dòng)員在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，合力減小，A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員速度最大，處于平衡位置，B正確；t3時(shí)刻速度為零，處于最低位置，C正確；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，D錯(cuò)誤．9．一彈簧振子沿x軸振動(dòng)，振幅為4cm，振子的平衡位置位于x軸上的O點(diǎn)．圖甲中的a、b、c、d為四個(gè)不同的振動(dòng)狀態(tài)：黑點(diǎn)表示振子的位置，黑點(diǎn)上的箭頭表示運(yùn)動(dòng)的方向．圖乙給出的①②③④四條振動(dòng)圖線，可用于表示振子的振動(dòng)圖象的是()A．若規(guī)定狀態(tài)a時(shí)t＝0，則圖象為①B．若規(guī)定狀態(tài)b時(shí)t＝0，則圖象為②C．若規(guī)定狀態(tài)c時(shí)t＝0，則圖象為③D．若規(guī)定狀態(tài)d時(shí)t＝0，則圖象為④解析：選AD.振子在狀態(tài)a時(shí)t＝0，此時(shí)的位移為3cm，且向規(guī)定的正方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確；振子在狀態(tài)b時(shí)t＝0，此時(shí)的位移為2cm，且向規(guī)定的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，圖②中初始位移不對(duì)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；振子在狀態(tài)c時(shí)t＝0，此時(shí)的位移為－2cm，且向規(guī)定的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，圖③中運(yùn)動(dòng)方向不對(duì)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；振子在狀態(tài)d時(shí)t＝0，此時(shí)的位移為－4cm，速度為零，故選項(xiàng)D正確．三、非選擇題10.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，依據(jù)圖象中的信息，回答下列問題：(1)質(zhì)點(diǎn)在第4s末的位移為多少？(2)1～3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度大小為多少？方向如何？解析：(1)由x－t圖象可以讀出第4s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零．(2)1～3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為20cm，1～3s內(nèi)的平均速度大小為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.2,2)m/s＝0.1m/s，方向沿負(fù)方向．答案：見解析11.如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象．依據(jù)圖象中的信息，回答下列問題：(1)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離有多大？(2)質(zhì)點(diǎn)在10s末和20s末的位移是多少？(3)質(zhì)點(diǎn)在15s和25s末向什么方向運(yùn)動(dòng)？(4)質(zhì)點(diǎn)在前30s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路程是多少？解析：(1)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離等于最大位移的大小，由題圖看出，此距離為20cm.(2)質(zhì)點(diǎn)在10s末的位移x1＝20cm，20s末的位移x2＝0.(3)