2024-2025学年高中物理第一章1简谐运动练习含解析教科版选修3-4

PAGEPAGE41.简谐运动课时过关·实力提升1.简谐运动属于()A.匀变速运动 B.匀速直线运动C.变加速运动 D.匀加速直线运动解析:依据简谐运动的特征a=-kxm可知,物体的加速度大小和方向随位移的改变而改变,位移作周期性改变,加速度也作周期性答案:C2.如图所示,能正确反映做简谐运动的物体所受回复力与位移关系的图像是()解析:做简谐运动的物体所受回复力与位移关系的表达式为F=-kx,可见选项B正确.答案:B3.一质点在A、B间做简谐运动,P、Q是其振动过程中关于平衡位置O对称的两点.当质点由A向B运动,先后经过P、Q两点时,质点的()A.受力相同 B.速度相同C.位移相同 D.加速度相同解析:物体经过关于平衡位置对称的位置时,位移大小相等,方向相反,所以位移不同,故C错误.由F=-kx知,位移大小相等、方向相反,则回复力也大小相等、方向相反,所以回复力不同,故A错误.物体经过关于平衡位置对称的位置时,依据对称性可知,若运动方向相同,则速度是相同的,故B正确.由a=-kxm答案:B4.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中()A.振子所受的弹力渐渐增大 B.振子的位移渐渐增大C.振子的速度渐渐减小 D.振子的加速度渐渐减小解析:弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中,位移减小,由F=kx知,振子所受的弹力减小,加速度减小,弹力做正功,振子动能增加,选项D正确.答案:D5.如图所示,质量为m的小球放在劲度系数为k的轻弹簧上,使小球上下振动而又始终未脱离弹簧,则()A.最大振幅A是B.最大振幅A是C.最大振幅A是D.最大振幅A是解析:最大振幅满意kA=mg解得A=小球在最高点和最低点所受回复力大小相同,故有Fm-mg=mg解得Fm=2mg.答案:A6.做简谐运动的弹簧振子质量为0.2kg,当它运动到平衡位置左侧20cm时受到的回复力是4N;当它运动到平衡位置右侧40cm时,它的加速度为()A.20m/s2,向右 B.20m/s2,向左C.40m/s2,向右 D.40m/s2,向左解析:加速度方向指向平衡位置,因此方向向左.由力和位移的大小关系F=kx可知,当x=40cm时,F=8N,a=Fm=答案:D7.下列运动中是简谐运动的是()A.打乒乓球时乒乓球的运动B.思索中的人来回走动C.上端固定的轻质弹簧的下端悬挂一个钢球,钢球上下来回运动D.从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动解析:打乒乓球时乒乓球的运动和思索中的人的来回走动没有规律,不是简谐运动,故A、B错误;轻质弹簧的下端悬挂一个钢球,上端固定,组成振动系统,钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动,C正确;从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动过程为自由落体,不是简谐运动,故D错误.答案:C8.质点做简谐运动的周期为0.4s,振幅为0.1m,从质点通过平衡位置起先计时,则经5s,质点通过的路程等于m,位移为m.

解析:质点通过的路程s=tT·4A=50.4答案:509.质点以O为平衡位置做简谐运动,它离开平衡位置向最大位移处运动的过程中,经0.15s第一次通过A点,再经0.1s其次次通过A点,再经多少时间第三次通过A点?此质点振动的周期是多少?解析:质点振动状况如图所示.O点为平衡位置,B点为最大位移处,质点的振动周期设为T,那么T4=t1+12t2,则T=4×(0.15+0.05)s=0.答案:0.7s0.8s10.一质量为m、侧面积为S的正方体木块,放在水面上静止(平衡),如图所示.现用力向下将其压入水中肯定深度后(未全部浸入)撤掉外力,木块在水面上下振动,试推断木块的振动是否为简谐运动.解析:以木块为探讨对象,设静止时木块浸入水中Δx深,当木块被压入水中x撤掉外力后受力状况如图所示.规定向下为正方向,则mg=ρ水gS