2024-2025年新教材高中物理第二章机械振动1简谐运动练习含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE5-简谐运动eq\f(基础巩固练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．下列情形中不属于机械振动的是(D)A．水中浮标上下运动 B．秋千的摇摆C．拨动后的琴弦 D．表针沿表盘转动解析：物体做机械振动时存在某一平衡位置，且物体在这一位置两侧往复运动，A、B、C选项中描述的运动均符合这一要求，D选项表针做圆周运动，它并不是在某一位置两侧往复运动，故D选项不属于机械振动。2．下列说法中正确的是(A)A．弹簧振子的运动是简谐运动B．简谐运动就是指弹簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动D．简谐运动是机械运动中最简洁、最基本的一种解析：弹簧振子的运动是简谐运动，但简谐运动并不都是弹簧振子的运动，A正确，B错误；简谐运动是机械振动中最简洁、最基本的一种，其振动的加速度时刻改变，故C、D均错误。3．关于简谐运动，下列说法正确的是(D)A．简谐运动肯定是水平方向的运动B．全部的振动都可以看作是简谐运动C．物体做简谐运动时肯定可以得到正弦曲线形的轨迹线D．只要振动图像是正弦曲线，物体肯定做简谐运动解析：物体的简谐运动并不肯定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，A错；简谐运动是最简洁的振动，B错；做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线，C错；物体振动的图像是正弦曲线，肯定是做简谐运动，D对。4．装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并起先计时，在肯定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图像中可能正确的是(D)解析：试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，起先时，向上提起的距离就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D。5．如图所示，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。6．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向，则质点的位移向左且速度向右的时间段是(D)A．0到1s内 B．1s到2s内C．2s到3s内 D．3s到4s内解析：依据题意，以向右的方向为正方向，则质点的位移向左时为负值，即时间段在2～4s内；而2～3s内位移增大，速度向左，3～4s内位移渐渐减小，速度向右。故D正确。7．(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过O点时为计时时刻，其振动的x－t图像如图乙所示，则下列说法中正确的是(AC)A．t2时刻振子在A点B．t2时刻振子在B点C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小解析：振子在A点和B点时的位移最大，由于取向右为正方向，所以振子运动到A点有正向最大位移，在B点有负向最大位移，则t2时刻，振子在A点，t4时刻，振子在B点，故选项A正确，选项B错误；振子的位移是以平衡位置为起点，所以在t1～t2和t3～t4时间内振子的位移都在增大，故选项C正确，选项D错误。8．(多选)(2024·河北省邯郸市馆陶一中高二下学期3月)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的改变如图乙所示，下列说法正确的是(BD)A．t＝0.4s时，振子的速度为正值B．t＝0.8s时，振子在O点和A点之间C．t＝0.6s和t＝1.2s时刻，振子的速度完全相同D．t＝1.5s到t＝1.8s的时间内，振子的加速度渐渐减小解析：t＝0.4s时，振子的速度向左为负值，A错误；t＝0.8s时，振子在OA之间，B正确；t＝0.6s和t＝1.2s时刻振子的速度方向相反，C错；t＝1.5s到t＝1.8s时间内振子从B运动到O，加速度渐渐减小，D正确。二、非选择题(共12分)9．(12分)如图，简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图像上从a点到c点，质点经过的路程为多少？答案：(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm解析：(1)分析图像可得a、b、e、f的位移均为1cm。c、d点的位移都是－1cm。故与a点位移相同的点b、e、f三点。(2)由(1)可知，图像上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置。图像上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置。故以上6个点的速度大小相等。再结合图像可以推断a、b、c、d、e、f点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下。故与a点有相同速度的点为d和e。(3)图像上从a到b点，对应质点从正方向1cm处先是来到2cm处又返回到1cm处，通过的路程为2cm。从b点到c点，对应质点从正方向1cm处经平衡位置运动到负方向1cm处，通过的路程也为2cm，故从a到c点总共通过的路程为4cm。eq\f(素能等级练,15分钟·满分40分)一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24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．质点做简谐运动的x－t关系如图甲所示，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v－t关系是(B)解析：在t＝0时刻，质点的位移最大，速度为0，则下一时刻质点应沿x轴向负方向运动，故选项A、C错误；在t＝eq\f(T,4)时刻，质点的位移为0，速率最大，故选项B正确，选项D错误。3．(2024·山东省烟台市高二下学期检测)一个质点做简谐运动，它的振动图像如图所示，则(C)A．图中的曲线部分是质点的运动轨迹B．有向线段OA是质点在t1时间内的位移C．有向线段OA在x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时刻的速率解析：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；质点在t1时间内的位移，应是曲线在t1时刻的纵坐标，故B错，C对；质点在t1时刻的速率应是曲线在t1时刻所对应的曲线的斜率，故D错。二、非选择题(共16分)4．(16分)如图所示为某质点做简谐运动的图像，质点在前6s内通过的路程是多少？