2020高中物理11.1 简谐运动 每课一练（人教版选修3-4）

2020高中物理11.1 简谐运动 每课一练（人教版选修3-4）

‎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(　　)‎ 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 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？‎ ‎(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. ‎