2025版高中物理第十一章1简谐运动练习含解析新人教版选修3-4

PAGE3-1简谐运动1.(多选)下列运动中属于机械振动的是(ACD)A.树枝在风的作用下运动B.竖直向上抛出的物体的运动C.说话时声带的运动D.爆炸声引起窗扇的运动解析:物体在平衡位置旁边所做的往复运动属于机械振动,故A,C,D正确;竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地,不具有运动的往复性,因此不属于机械振动,故B错误.2.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做是简谐运动C.物体做简谐运动时的轨迹肯定是正弦曲线D.只要振动图象是正弦曲线,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错误;简谐运动是最简洁的振动,B错误;物体做简谐运动时的轨迹并不肯定是正弦曲线,C错误;若物体振动的图象是正弦曲线,则其肯定做简谐运动,D正确.3.一质点做简谐运动的图象如图所示,在前2s内具有最大负方向速度的时刻是(A)A.0.5s B.1sC.1.5s D.2s解析:质点经过平衡位置时速度最大,速度方向可以依据切线斜率的正、负来推断,也可以依据下一时刻位移的改变来推断,或可以依据简谐运动的过程来推断.该题中,从t=0到t=1s时间内质点向负的最大位移处运动,因此可推断此时间段内速度方向为负.4.装有沙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象中可能正确的是(D)解析:试管被竖直提起少许,说明试管在其平衡位置以上最大位移处释放,D正确.5.如图所示为某质点在0～4s内的振动图象,则(C)A.质点在3s末的位移为2mB.质点在4s末的位移为8mC.质点在4s内的路程为8mD.质点在4s内的路程为零解析: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3s末的位移为-2m,4s末位移为零.路程是指质点运动的路径的长度,在4s内应当是从平衡位置到最大位置这段距离的4倍,即为8m,C正确.6.如图1,x轴的坐标原点O为弹簧振子的平衡位置,小球在B,C间做无摩擦的往复运动.在对应的运动图象图2中A点为(A)A.B→O的过程中某一时刻B.O→B的过程中某一时刻C.O→C的过程中某一时刻D.C→O的过程中某一时刻解析:由题图2知,A点的位移为负,位移正在减小,说明速度方向沿x轴正向,可知此刻振子正靠近平衡位置,且向右运动,故A点为B→O的过程中某一时刻,故A正确,B,C,D错误.7.一弹簧振子做简谐运动,下列说法中正确的是(D)A.若位移为负值,则速度肯定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,位移最大C.振子每次经过平衡位置时,位移相同,速度也肯定相同D.振子每次通过同一位置时,其速度不肯定相同,但位移肯定相同解析:在振子由平衡位置向负方向运动过程中,振子的位移、速度为负值,故A错误;当振子通过平衡位置时,位移为零,速度最大,故B错误;当振子每次通过平衡位置时,速度大小相同,方向不肯定相同,但位移相同,故C错误;当振子每次通过同一位置时,位移相同,速度大小一样,但速度方向可能相同,也可能不同,D正确.8.(多选)一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是(AC)A.0～1s速度在增大B.0～1s位移在增大C.2～3s速度在增大D.2～3s位移在增大解析:0～1s质点从最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小.2～3s质点从负向最大位移处向平衡位置运动,速度越来越大,但相对于平衡位置的位移越来越小,故A,C正确.9.如图所示,简谐运动的图象上有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)b点离开平衡位置的最大距离是多少?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点位移相同的点有b,e,f.(2)速度也是矢量,速度相同要求速度的大小和方向都要相同,可知与a点速度相同的点有d,e.(3)b点离开平衡位置的最大距离即为振动物体最大位移的大小.由图知最大距离为2cm.答案:(1)b,e,f(2)d,e(3)2cm10.一个质点做简谐运动,它的振动图象如图所示,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轴上的投影是质点在t1时刻的位移D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率解析:题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时刻的纵坐标值,故B错,C对;质点在t1时刻的瞬时速率应是t1时刻所对应的曲线的斜率,故D错.11.某弹簧振子的振动图象如图所示.依据图象推断,下列说法正确的是(D)A.第1s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B.第2s末振子相对于平衡位置的位移为-20cmC.第2s末和第3s末振子相对于平衡位置的位移均相同,但瞬时速度方向相反D.第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,瞬时速度方向相反解析:第1s内振子相对于平衡位置的位移方向为正方向,速度方向也为正方向,A错误;第2s末振子在平衡位置,位移为零,B错误;第3s末振子相对于平衡位置的位移为-20cm,C错误;第2s内振子相对于平衡位置的位移方向是正方向,速度方向为负方向,所以D正确.12.如图(甲)所示,在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线.若振动曲线如图(乙)所示,由图象推断下列说法正确的是(A)A.振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB.1s末到5s末振子的路程为10cmC.2s末和4s末振子的位移相等,运动方向也相同D.振子在2s内完成一次往复性运动解析:由图象可知振子偏离平衡位置的最大距离为10cm,4s内完成一次往复性运动,A正确,D错误;1s末到5s末振子的路程是振子运动路径的总长40cm,故B错误;2s末和4s末振子的位移均为零,位移相同,2s末振子向负方向运动,4s末振子向正方向运动,运动方向相反,故C错误.13.一个质点经过平衡位置O,在A,B间做简谐运动,如图(甲)所示,它的振动图象如图(乙)所示,设向右为正方向,则:(1)OB的长度是多少?(2)第0.2s末质点的速度方向是什么?(3)第0.7s时,质点位置在哪两点之间?(4)质点从O点运动到B点再运动到A点所需时间为多少?解析:(1)向右为正方向,O为平衡位置,质点在B处有正向最大位移,所以OB=5cm.(2)0.2s末质点正经过平衡位置向负向最大位移运动,即由O向A运动,方向向左.(3)由运动图