2025版新教材高中物理第2章机械振动1简谐运动提能作业新人教版选择性必修第一册

其次章1基础强化练(时间25分钟满分60分)一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)1．以下运动中，属于机械振动的是(B)A．图a，小球在光滑的V型槽内来回运动B．图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动C．图c，小球与墙壁碰撞无能量损失，在光滑的平面上来回运动D．图d，忽视空气阻力，乒乓球在竖直平面内上下运动解析：题图a，小球在斜面上受到的力为恒力，不符合振动的条件，故A错误；题图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动时，小球受到重力和弹力的作用，合力符合振动特点，故B正确；题图c中，小球在光滑的平面上运动时，不受水平方向的外力作用，故C错误；题图d中，乒乓球在上升过程和下降过程均只受重力，故合外力为恒力，不是机械振动，故D错误。2．一弹簧振子在振动过程中的某段时间内加速度越来越大，则在这段时间内(D)A．振子的速度慢慢增大B．振子在向平衡位置运动C．振子的速度方向与加速度方向一样D．振子的位移慢慢增大解析：振子的加速度越来越大，说明振子正在远离平衡位置，向最大位移处运动，速度方向与加速度方向相反，速度越来越小，故D正确。3．一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是(D)A．若位移为负值，则速度确定为正值，加速度也确定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也确定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不愿定相同，但加速度确定相同解析：位移为负值时，速度可以为正值也可以为负值，加速度确定为正值，故A错误；弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时受的弹力必定是大小相等、方向相同，故加速度必定相同，但经过同一位置时只是速度的大小相等，方向不愿定相同，故D正确；经过平衡位置时，加速度为零，速率最大，但每次经过平衡位置时的运动方向可能不同，故B、C错误。4.一质点做简谐运动，它的振动图像如图所示，则下列说法中正确的是(C)A．图中曲线部分为质点的运动轨迹B．有向线段OA是质点在0～t1时间内的位移C．有向线段OA在纵轴的投影是质点在t1时刻的位移D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率解析：题图中的曲线部分是质点的位移与时间的对应关系，不是质点的运动轨迹，故A错误；质点在t1时刻的位移应是t1时刻的纵坐标，故B错误；C正确；质点在t1时刻的瞬时速率应是曲线在t1时刻所对应的切线斜率的确定值，故D错误。5.如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过eq\f(1,4)周期，振子具有正方向的最大速度。那么下列能够正确反映振子的振动状况的图线是(D)解析：当t＝eq\f(1,4)T时，振子具有正向最大速度，此时振子通过平衡位置，即x＝0，且沿x轴正方向运动，故只有D正确。6．(多选)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变更的图像如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，下列说法正确的是(AC)A．质点通过位置c时速度最大，加速度为零B．质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为eq\f(A,2)C．质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等D．质点从位置a到b和从位置b到c的平均速度相等解析：位置c在平衡位置，速度最大，加速度为零，故选项A正确；质点通过位置b时，相对平衡位置的位移大于eq\f(A,2)，选项B错误；质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等，选项C正确；质点从位置a到b和从位置b到c的时间相等，位移不相等，所以平均速度不相等，选项D错误。7．如图所示为某弹簧振子的x－t图像，下列说法正确的是(B)A．振动图像上的A、B两点振动物体的速度相同B．在t＝0.1s和t＝0.3s时，质点的加速度大小相等，方向相反C．振动图像上A、B两点的位移大小相等，方向相反D．质点在t＝0.2s和t＝0.3s时的动能相等解析：由图看出A、B两点振动物体的速度大小相等，方向相反，A、B两点的位移大小相等方向相同，故A、C选项错误；在t＝0.1s和t＝0.3s时，加速度等大、反向，故B正确；质点在t＝0.2s在平衡位置，动能最大，t＝0.3s时在最大位移处，动能最小；故D错误。二、非选择题(共18分)8．(18分)如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像，以竖直向上为正方向。依据图像中的信息，回答下列问题：(1)质点离开平衡位置的最大距离是多大？(2)在1.5s和2.5s两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2s末的位移是多少？在前4s内的路程是多少？(4)在0～4s内哪个时间段，速度方向与加速度方向相同？答案：(1)10cm(2)竖直向下，竖直向下(3)0,40cm(4)1～2s和3～4s解析：(1)由图像上的信息，结合质点的振动过程可知：质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值，为10cm。(2)从1.5s到2s时间间隔内，质点位移x>0，且在减小，因此是向平衡位置运动，即竖直向下运动；从2.5s到3s时间间隔内，位移x<0，且|x|在增大，因此是远离平衡位置运动，即竖直向下运动。(3)质点在第2s末时，处在平衡位置，因此位移为0；质点在前4s内完成一个周期性运动，其路程为s＝4A＝4×10cm＝40cm。(4)在靠近平衡位置的过程中，速度方向与加速度方向相同，即1～2s和3～4s过程中。实力提升练(时间15分钟满分40分)一、选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)1．(2024·江苏省扬州中学高二下学期期中)一竖直弹簧振子做简谐运动，其振动图像如图所示，那么在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)－Δt))和eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)＋Δt))(Δt是微小的时间)两时刻，弹簧振子的(B)A．相对平衡位置的位移相同B．速度相同C．加速度相同D．弹性势能相同解析：在两时刻振子的位移大小相等方向相反，加速度大小相等方向相反，速度相同，弹性势能不同，故选B。2．(多选)如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像可知下列说法正确的是(AB)A．振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB．1s末到5s末振子的路程为40cmC．2s末和4s末振子的位移相等，运动方向也相同D．振子在2s内完成一次往复运动解析：由题图可知振子偏离平衡位置的最大距离为10cm,4s内完成一次往复运动，D错误，A正确；1s末到5s末振子的路程是振子运动路径的总长40cm，B正确；2s末和4s末振子位移均为0，位移相同，2s末振子向x轴负方向运动，4s末振子向x轴正方向运动，运动方向相反，C错误。3．(多选)轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成了一个振动系统，称为竖直弹簧振子，如图甲所示。用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动。如图乙所示的照片是通过频闪照相得到的，频闪仪每隔0.05s闪光一次，闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时钢球的位置，相邻两个位置之间的时间相隔为0.05s。拍摄时底片从左往右匀速运动，因此在底片上留下了钢球的一系列的像，下列说法正确的是(AC)A．钢球原来静止时的位置就是振子的平衡位置B．释放钢球的初始位置就是振子的平衡位置C．忽视空气阻力，以地面为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动D．忽视空气阻力，以底片为参考系可以将钢球的运动看作是简谐运动解析：钢球的平衡位置是弹力和重力相平衡的位置，也就是静止时所处的位置，钢球在释放的初始位置时，合力是竖直向下的，此位置不是平衡位置，故A正确，B错误；忽视空气阻力，以地面为参考系，可以将钢球在竖直方向上的运动看作是简谐运动；而以底片为参考系时，钢球还参与水平方向的匀速直线运动，则钢球的运动不是简谐运动，故C正确，D错误。二、非选择题(共22分)4．(10分)一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s(如图所示)，过B点后，再经过t＝0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点从该时刻起，第三次到达B点须要多长时间？答案：1.5s解析：如图所示，由对称性可知，AB的中点O为平衡位置，A、B两点对称分布于O点两侧，质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为tOB＝eq\f(1,2)×0.5s＝0.25s，质点从B向右到达右侧位移最大的位置(设为D)的时间为tBD＝eq\f(1,2)×0.5s＝0.25s，质点从B经O、A、C、A、O到B的时间t′＝tBA＋tAC＋tCA＋tAB＝2tAB＋2tAC＝2tAB＋2tBD＝1.5s。5．(12分