2019-2020年高中物理 11.1 簡諧運(yùn)動(dòng)同步練習(xí) 新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 11.1 簡諧運(yùn)動(dòng)同步練習(xí) 新人教版選修3-4 1．(xx年湛江高二檢測)簡諧運(yùn)動(dòng)是下列哪一種運(yùn)動(dòng)(　　) A．勻變速運(yùn)動(dòng) B．勻速直線運(yùn)動(dòng) C．非勻變速運(yùn)動(dòng) D．勻加速直線運(yùn)動(dòng) 解析：選C.簡諧運(yùn)動(dòng)的速度是變化的，B錯(cuò)．加速度a也是變化的，A、D錯(cuò)，C對(duì)． 2．如圖11－1－12所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定，它們組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)．用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，鋼球便上下振動(dòng)起來，下列說法正確的是(　　) 圖11－1－12 A．鋼球的最低處為平衡位置 B．鋼球的最高處為平衡位置 C．鋼球速度為零處為平衡位置 D．鋼球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置 答案：D 3．做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)相對(duì)于平衡位置的位移為負(fù)值時(shí)(　　) A．速度一定為正值　　　　　　 B．速度一定為負(fù)值 C．速度不一定為正值 D．速度不一定為負(fù)值 解析：選CD.振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過某一位置時(shí)，速度的方向可能為正，可能為負(fù)，也可能為零，因此C、D正確． 4. 如圖11－1－13所示為某物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖11－1－13 A．由P→Q位移在增大 B．由P→Q速度在增大 C．由M→N位移是先減小后增大 D．由M→N位移始終減小 解析：選AC.物體經(jīng)過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)，故位移增大，速度減小；物體從正方向最大位移處向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，先后經(jīng)過M、N兩點(diǎn)，且N點(diǎn)在平衡位置另一側(cè)，故從M→N位移先減小后增大． 5．如圖11－1－14所示的振動(dòng)圖象上有a、b、c、d、e、f六點(diǎn)，其中：(1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些？(2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些？(3)b點(diǎn)離開平衡位置的最大距離有多大？ 圖11－1－14 解析：(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，可知與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有b、e、f. (2)速度也是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，可知與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有d、e. (3)b離開平衡位置的最大距離即為振動(dòng)物體最大位移的大?。蓤D知最大距離為2 cm. 答案：(1)b、e、f　(2)d、e　(3)2 cm 一、選擇題 1．下列振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)的有(　　) A．手拍乒乓球的運(yùn)動(dòng) B．彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球，上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng) C．搖擺的樹枝 D．從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運(yùn)動(dòng) 解析：選B.手拍乒乓球，球原來靜止的位置為平衡位置，球向上和向下運(yùn)動(dòng)過程中受重力，不是簡諧運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；B為彈簧振子，為簡諧運(yùn)動(dòng)，B對(duì)；C中樹枝搖擺，受樹的彈力，但彈力的變化無規(guī)律，C錯(cuò)；D既不是機(jī)械振動(dòng)，也不是簡諧運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 2．關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是(　　) A．簡諧運(yùn)動(dòng)一定是水平方向的運(yùn)動(dòng) B．所有的振動(dòng)都可以看做是簡諧運(yùn)動(dòng) C．物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)一定可以得到正弦曲線形狀的軌跡線 D．只要振動(dòng)圖象是正弦曲線，物體一定做簡諧運(yùn)動(dòng) 解析：選D.物體的簡諧運(yùn)動(dòng)并不一定只在水平方向發(fā)生，各個(gè)方向都有可能發(fā)生，A錯(cuò)．簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡單的振動(dòng)，B錯(cuò)．做簡諧運(yùn)動(dòng)的軌跡線并不是正弦曲線，C錯(cuò)．物體振動(dòng)的圖象是正弦曲線，則一定是做簡諧運(yùn)動(dòng)，D對(duì)． 3．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在水平方向上的A、B兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是(　　) A．振子在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度和加速度均為零 B．振子在通過O點(diǎn)時(shí)速度的方向?qū)l(fā)生改變 C．振子的加速度方向總跟速度方向相反 D．振子離開O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)總是減速運(yùn)動(dòng)，靠近O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)總是加速運(yùn)動(dòng) 答案：D 4．有一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A．位移最大時(shí)，速度也最大 B．速度最大時(shí)，位移也最大 C．位移最大時(shí)，速度為零 D．位移最小時(shí)，速度最大 解析：選CD.解答本題的最好方法是結(jié)合圖象來解，如圖所示．當(dāng)位移最大時(shí)，如A點(diǎn)，此時(shí)速度為零；當(dāng)速度最大時(shí)，如B點(diǎn)，此時(shí)位移為零，故選C、D. 5．如圖11－1－15所示是質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，由此可知(　　) 圖11－1－15 A．t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移、速度均為零 B．t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移最大，速度為零 C．t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度為負(fù)向最大值 D．t＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng) 解析：選BC.當(dāng)t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置具有沿x軸正方向的最大速度，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤． 當(dāng)t＝1 s 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置正方向的最大位移處，速度為零，選項(xiàng)B正確． 當(dāng)t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，具有沿x軸負(fù)方向的最大速度，因此選項(xiàng)C正確． 當(dāng)t＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移為零，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，具有沿x軸正方向的最大速度，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6. 一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖11－1－16所示，在4 s內(nèi)具有最大負(fù)方向速度和具有最大負(fù)方向位移的時(shí)刻分別是(　　) 圖11－1－16 A．1 s,4 s B．3 s,2 s C．1 s,2 s D．3 s,4 s 解析：選C.質(zhì)點(diǎn)具有最大速度處是在平衡位置，由圖中看是1 s處和3 s處，在1 s處振子將向負(fù)的最大位移處移動(dòng)，所以此處速度為負(fù)，而3 s處速度為正向最大．在2 s和4 s處都有最大位移，2 s處位移為負(fù)方向，4 s處位移為正方向，正確選項(xiàng)為C. 7．如圖11－1－17所示為彈簧振子的振動(dòng)圖象，關(guān)于振子的振動(dòng)描述正確的是(　　) 圖11－1－17 A．振子沿如圖的曲線運(yùn)動(dòng) B．圖象描述的是振子在任意時(shí)刻的位移 C．在0.5 s到1.5 s內(nèi)振子先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng) D．在1 s到2 s內(nèi)振子先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng) 解析：選B.振動(dòng)圖象表達(dá)的是振子的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，不是運(yùn)動(dòng)軌跡，選項(xiàng)A錯(cuò)、B對(duì)．振子運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)速度最大，由圖象得出：0.5 s時(shí)振子在平衡位置，1 s時(shí)在負(fù)的最大位移處，1.5 s時(shí)又回到平衡位置，2 s時(shí)在正的最大位移處，所以在0.5 s到1.5 s內(nèi)振子先減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)．在1 s到2 s內(nèi)振子先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)． 8. (xx年重慶高二檢測)如圖11－1－18所示是一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象(xt圖)．由圖可推斷，振動(dòng)系統(tǒng)(　　) 圖11－1－18 A．在t1和t3時(shí)刻具有相同的速度 B．在t3和t4時(shí)刻具有相同的速度 C．在t4和t6時(shí)刻具有相同的位移 D．在t1和t6時(shí)刻具有相同的速度 解析：選BCD.t1、t3時(shí)刻速度大小相等，方向相反，t3、t4時(shí)刻速度大小相等，方向相同，故A錯(cuò)B對(duì)．t4、t6位移相同，t1、t6速度相同，故C、D對(duì)． 9．某彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖11－1－19所示，將彈簧振子從平衡位置拉開4 cm 后放開，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，則在t＝0.15 s時(shí)(　　) 圖11－1－19 A．振子正在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) B．振子正在做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) C．振子速度方向沿x軸正方向 D．振子的位移一定等于2 cm 解析：選B.振子正向負(fù)的最大位移處運(yùn)動(dòng)，加速度在增大，速度在減小，故A錯(cuò)B對(duì)；振子的速度方向沿x軸負(fù)方向，C錯(cuò)；在0.1～0.2 s內(nèi)振子做變速運(yùn)動(dòng)，故振子的位移不等于2 cm，故D錯(cuò)． 10. 如圖11－1－20所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離Δx，釋放后振子在A、B間振動(dòng)，且AB＝20 cm，振子由A到B的時(shí)間為0.1 s，則下列說法中正確的是(　　) 圖11－1－20 A．振子在A、B兩點(diǎn)時(shí)，彈簧彈力大小相等 B．振子由A到O的時(shí)間比振子由O到B的時(shí)間短 C．振子完成一次全振動(dòng)通過的路程為40 cm D．若使振子在AB＝10 cm間振動(dòng)，則振子由A到B的時(shí)間仍為0.1 s 解析：選CD.在A、B兩點(diǎn)，彈力大小并不相等，但回復(fù)力相等，故A錯(cuò)．據(jù)對(duì)稱性，振子從A到O和從O到B時(shí)間相同，B錯(cuò)．一次全振動(dòng)的路程為4A＝40 cm，C對(duì)．D選項(xiàng)中振幅、周期不變，仍為0.2 s，A到B仍用時(shí)0.1 s，D對(duì)． 二、非選擇題 11．在心電圖儀、地震儀等儀器工作過程中，要進(jìn)行振動(dòng)記錄，如圖11－1－21甲所示是一個(gè)常用的記錄方法，在彈簧振子的小球上安裝一支記錄用筆P，在下面放一條白紙帶．當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，勻速拉動(dòng)紙帶(紙帶速度與振子振動(dòng)方向垂直)，筆就在紙帶上畫出一條曲線，如圖乙所示．若勻速拉動(dòng)紙帶的速度為1 m/s，作出P的振動(dòng)圖象． 圖11－1－21 解析：乙圖中運(yùn)動(dòng)的位移值可以對(duì)應(yīng)不同的時(shí)刻，由x＝vt可知，當(dāng)x＝20 cm時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)間t＝＝0.2 s，作出圖象如圖所示． 答案：見解析 12. 如圖11－1－22所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題： 圖11－1－22 (1)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離有多大？ (2)在1.5 s和2.5 s兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？ (3)質(zhì)點(diǎn)在第2 s末的位移是多少？在前4 s內(nèi)的路程是多少？ 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，由圖知，此距離為10 cm. (2)1.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)位移為正，正向平衡位置運(yùn)動(dòng)，2.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)位移為負(fù)，正背離平衡位置運(yùn)動(dòng)，所以在這兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)都向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)． (3)由圖知，t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置，所以位移x＝0. 前4秒質(zhì)點(diǎn)先由平衡位置沿正方向運(yùn)動(dòng)10 cm，又返回平衡位置，再沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)10 cm，最后返回平衡位置，故通過的路程為40 cm. 答案：(1)10 cm　(2)均向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)　(3)0　40 cm