高中物理11-1简谐运动每课一练新人教版选修3-4

高中物理11-1简谐运动每课一练新人教版选修3-4

- 1 - 11.1 简谐运动 每课一练（人教版选修 3-4） 1．下列运动中属于机械振动的是( ) A．小鸟飞走后树枝的运动 B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动 C．匀速圆周运动 D．竖直向上抛出物体的运动 2．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内( ) A．振子的位移越来越大 B．振子正向平衡位置运动 C．振子速度与位移同向 D．振子速度与位移方向相反 3．关于简谐运动的振动图象，下列说法中正确的是( ) A．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线 B．由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向 C．表示质点的位移随时间变化的规律 D．由图象可判断任一时刻质点的速度方向 4．如图 6 所示是某振子做简谐运动的图象，以下说法中正确的是( ) 图 6 A．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹 B．振动图象反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹 C．振子在 B 位置的位移就是曲线 BC 的长度 D．振子运动到 B 点时的速度方向即为该点的切线方向 图 7 5．如图 7 是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说 法正确的是( ) A．该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置 B．从图象可以看出小球在振动过程中是沿 t 轴方向移动的 C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，可让底片沿垂直 x 轴方向匀速运动 D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化的快慢不同 6．如图 8 所示为弹簧振子的振动图象，关于振子的振动，下列描述正确的是( ) 图 8 A．振子沿如图所示的曲线运动 B．图象描述的是振子的位移随时间变化的规律 C．从 0.5 s 到 1.5 s 内振子先加速运动后减速运动 D．从 1 s 到 2 s 内振子先减速运动后加速运动 7．如图 9 所示为某质点在 0～4 s 内的振动图象，则( ) - 2 - 图 9 A．质点在 3 s 末的位移为 2 m B．质点在 4 s 末的位移为 8 m C．质点在 4 s 内的路程为 8 m D．质点在 4 s 内的路程为零 8．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图象如图 10 所示．假设向右的方向为正方 向，则物体的位移向左且速度向右的时间段是( ) 图 10 A．0 s 到 1 s 内 B．1 s 到 2 s 内 C．2 s 到 3 s 内 D．3 s 到 4 s 内 9．一个质点做简谐运动，它的振动图象如图 11 所示，则( ) 图 11 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 时刻的瞬时速率 10．如图 12 所示是质点做简谐运动的图象．由此可知( ) 图 12 A．t＝0 时，质点位移、速度均为零 B．t＝1 s 时，质点位移最大，速度为零 C．t＝2 s 时，质点位移为零，速度沿负向最大 D．t＝4 s 时，质点停止运动 11．一弹簧振子沿 x 轴振动，振幅为 4 cm，振子的平衡位置位于 x 轴上的 O 点．图 13 甲 中的 a、b、c、d 为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方 向．图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象的是( ) 甲 - 3 - 乙 图 13 A．若规定状态 a 时 t＝0，则图象为① B．若规定状态 b 时 t＝0，则图象为② C．若规定状态 c 时 t＝0，则图象为③ D．若规定状态 d 时 t＝0，则图象为④ 题号 1 2 3 4 5 6 答案 题号 7 8 9 10 11 答案 12.如图 14 所示，弹簧振子在 BC 两点间振动，O 为 BC 的中点，取向右为正方向，由振 动图象可知，t＝0.1 s 时，振子的位置在点________，此后经过________ s，振子第一 次 到达 C 点． 图 14 13．一个质点经过平衡位置 O，在 A、B 两点间做简谐运动如图 15 甲，它的振动图象如 图乙所示，设向右为正方向，则 图 15 (1)OB＝________cm； (2)第 0.2 s 末，质点的速度方向向________． (3)0.7 s 末，质点位置在________点与________点之间； (4)质点从 O 点运动到 B 点再运动到 A 点所需时间 t＝________s. 14．如图 16 所示，简谐运动的图象上有 a、b、c、d、e、f 六个点，其中 图 16 (1)与 a 位移相同的点有哪些？ - 4 - (2)与 a 速度相同的点有哪些？ (3)b 点离开平衡位置的最大距离有多大？ 参考答案 1．AB [物体所做的往复运动是机械振动，A、B 正确．匀速圆周运动和竖直向上抛出物 体的运动不是振动．] 2．BD [弹簧振子在某段时间内速度越来越大，说明它正向平衡位置运动，故位移越来 越小，A 错，B 对；位移方向是从平衡位置指向振子，故二者方向相反，C 错，D 对．] 3．BCD [振动图象表示位移随时间的变化规律，不是运动轨迹，A 错，C 对．由图象可 以判断某时刻质点的位移和速度方向，B、D 正确．] 4．B [振动图象表示振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹，B 对，A、 C 错．由于图象不是质点的运动轨迹，因此切线的方向并不表示速度的方向．] 5．ACD [从图象中能看出坐标原点在平衡位置，A 对．横轴虽然是由底片匀速运动得到 - 5 - 的位移，但已经转化为时间轴，小球只在 x 轴上振动，所以 B 错，C 对．因图象中相邻小球之 间时间间隔相同，密处说明位置变化慢，D 正确．] 6．B [振动图象表达的是振子的位移随时间变化的规律，不是运动轨迹，选项 A 错，B 对；振子运动到平衡位置时速度最大，由图象得出：0.5 s 时振子在平衡位置，1 s 时在负的 最大位移处，1.5 s 时又回到平衡位置，2 s 时在正的最大位移处，所以在 0.5 s 到 1.5 s 内 振子先减速运动后加速运动，C 错；在 1 s 到 2 s 内振子先加速运动后减速运动，D 错．] 7．C [振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移．位移是矢量，有大小，也有方 向．因此 3 s 末的位移为－2 m，A 项错；4 s 末位移为零，B 项错；路程是指质点运动的路径 的长度，在 4 s 内应该是从平衡位置到最大位置这段距离的 4 倍，即为 8 m，C 项正确，D 项 错．] 8．D [由于规定向右为正方向，则位移向左表示位移与规定的正方向相反，这段时间应 为 2 s 到 3 s 或 3 s 到 4 s；又要求速度向右，因此速度应为正．则满足这两个条件的时间段 为 3 s 到 4 s，D 正确．] 9．C [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 时刻的瞬时 速率应是曲线在 t1 时刻所对应的曲线的斜率，故 D 错．] 10．BC [t＝0 时，速度最大，位移为零，A 错．t＝1 s 时，位移最大，速率为零，B 对．t ＝2 s 时，质点经过平衡位置，位移为零，速度沿负方向最大，C 对．t＝4 s 时，质点位移为 零，速度最大，D 错．] 11．AD [振子在状态 a 时 t＝0，此时的位移为 3 cm，且向规定的正方向运动，故选项 A 正确；振子在状态 b 时 t＝0，此时的位移为 2 cm，且向规定的负方向运动，图中初始位移不 对，故选项 B 错误；振子在状态 c 时 t＝0，此时的位移为－2 cm，且向规定的负方向运动， 图中运动方向不对，故选项 C 错误；振子在状态 d 时 t＝0，此时的位移为－4 cm，速度为零， 故选项 D 正确．] 12．O 0.15 解析 由振动图象知，振子开始从 O 点向右运动，t＝0.1 s 时，又回到点 O，C 点是正向 最大位移处，由振动图象知此后振子第一次到达 C 点是在 0.25 s 时，故又经过 0.15 s，振子 第一次到达 C 点． 13．(1)5 (2)左 (3)O B (4)0.6 解析 (1)质点在 A、B 之间做简谐运动，OB 为位移的最大值，由图象可知，位移最大值 为 5 cm. (2)由振动图象可知，质点在 t＝0 时刻自 B 点开始向 O 点运动，第 0.2 s 末位于平衡位 置，向左运动． (3)0.7 s 末质点位置坐标为正值，因而位于 O 点与 B 点之间． (4)由振动图象可知质点由 O 点到 B 点所需时间为 0.2 s，由 B 点到 A 点所需时间为 0.4 s， 所以质点从 O 点运动到 B 点再运动到 A 点所需时间为 0.6 s. 14．(1)b、e、f (2)d、e (3)2 cm 解析 (1)位移是矢量，位移相同意味着位移的大小和方向都要相同，可知与 a 位移相同 的点有 b、e、f. (2)速度也是矢量，速度相同则要求速度的大小和方向都要相同，可知与 a 速度相同的点 有 d、e. (3)b 离开平衡位置的最大距离即为振动物体最大位移的大小．由题图知最大距离为 2 cm.