高中物理选择性必修一同步练习 第2章1.简谐运动

第二章机械振动1.简谐运动基础巩固1.一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是()A.若位移为负值,则速度一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零C.振子每次通过平衡位置时,速度相同D.振子每次通过同一位置时,速度不一定相同答案:D解析:在简谐运动中,速度方向可能与位移方向相同,也可能相反,选项A错误;振子每次通过平衡位置时,速度都最大,但速度方向可能相同,也可能相反,选项B、C错误,D正确。2.关于简谐运动的图像,下列说法错误的是()A.图像表示质点振动的轨迹,是正弦曲线B.由图像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.由图像可判断任一时刻质点的速度方向答案:A解析:振动图像表示质点的位移随时间的变化规律,不是运动轨迹,A错,C对;由图像可以判断某时刻质点的位移和速度方向,B、D正确。3.(多选)如图所示,弹簧振子在A、B两点间做简谐运动,在振子从最大位移处A向平衡位置O运动过程中()A.位移方向向左,速度方向向左B.位移方向向左,速度方向向右C.位移不断增大,速度不断减小D.位移不断减小,速度不断增大答案:BD解析:在振子从最大位移处A向平衡位置O运动的过程中,振子受到的合外力向右且不断减小,速度方向向右且不断增大;位移由平衡位置指向振子所处位置,方向向左,位移不断减小,故B、D正确。4.如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点,建立Ox轴,向右为x轴正方向。当振子位于N点时开始计时,其振动图像为()答案:A解析:开始计时时,振子位于正向最大位移处,向负方向运动,振动图像为余弦函数图像,A项对。5.右图为某质点在0~4s内的振动图像,则()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内的路程为零答案:C解析:振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移,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内应该是从平衡位置到最大位置这段距离的4倍,为8m,C正确。6.(多选)右图为某物体做简谐运动的图像,下列说法正确的是()A.由P→Q,位移在增大B.由P→Q,速度在增大C.由M→N,位移先减小后增大D.由M→N,位移始终减小答案:AC解析:由P→Q,物体远离平衡位置运动,位移在增大而速度在减小,选项A正确,B错误;由M→N,物体先向平衡位置运动,经平衡位置后又远离平衡位置,因而位移先减小后增大,选项C正确,D错误。7.如图所示的三个图线分别是不同的传感器测出的不同物体的振动图线。从三个图线可知,这三个物体振动的共同特点是具有性,三个物体中,最简单的振动是的振动。图中心脏跳动的图线是某人的心电图,方格纸每个小方格的宽度是0.5cm,心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8cm/s,则此人的心率是次/分。

答案:周期弹簧振子67.5解析:三个物体振动的共同特点是具有周期性,三个物体中,最简单的振动是弹簧振子的振动;由心脏跳动图线可知,心脏跳动一次方格纸走过了3.2格,即3.2×0.5cm=1.6cm,故心脏跳动一次所需要的时间为1.61.8s,故1分钟心脏跳动的次数为n=60×能力提升1.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则质点的位移向左且速度向右的时间段是()A.0到1s内 B.1s到2s内C.2s到3s内 D.3s到4s内答案:D解析:据题意,向右的方向为正方向,则质点的位移向左时为负值,即时间段在2~4s内;根据位移—时间图像的切线斜率表示速度,可知速度向右,为正值,应在3~4s内,故D正确。2.右图为某鱼漂的示意图。当鱼漂静止时,水位恰好在O点。用手将鱼漂往下按,使水位到达M点。松手后,鱼漂会上下运动,水位在M、N之间来回移动且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是()A.水位到达N点时,鱼漂的位移向下最大B.水位在O点时,鱼漂的速度最大C.水位到达M点时,鱼漂具有向下的加速度D.鱼漂由上往下运动时,速度越来越大答案:B解析:水位由O点到N点的过程,鱼漂向上运动,到达N点时,鱼漂的位移方向向上,达到最大,A错误;O点是平衡位置,所以水位在O点时鱼漂的速度最大,B正确;水位到达M点时,鱼漂具有向上的加速度,C错误;鱼漂由上往下运动时,可能加速也可能减速,D错误。3.(多选)右图是某弹簧振子运动的x-t图像,下列说法正确的是()A.t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动B.t2时刻振子的位移最大C.t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动D.开始计时时振子位于平衡位置答案:BC解析:从题图可以看出,t=0时刻,振子在正的最大位移处,因此选项D错误;t1时刻以后振子的位移为负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运动,选项A错误;t2时刻振子在负的最大位移处,因此可以说是振子的位移最大,选项B正确;t3时刻以后,振子的位移为正,所以该时刻振子正通过平衡位置向正方向运动,选项C正确。4.某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断,下列说法正确的是()A.第1s内振子相对于平衡位置的位移方向与速度方向相反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不相同,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,瞬时速度方向相反答案:D解析:第1s内振子相对于平衡位置的位移为正方向,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,第2s末振子恰好过平衡位置,且正向x轴负方向运动,而第3s末振子瞬时速度刚好为零,所以C错误;第1s内和第2s内振子相对平衡位置的位移方向相同,瞬时速度方向相反,所以D正确。5.如图所示,某质点做简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点。(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)质点离平衡位置的最大距离为多大?答案:(1)b、e、f(2)d、e(3)2cm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,由题图可知与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,由题图可知与a速度相同的点有d、e。(3)质点离平衡位置的最大距离即质点最大位移的大小。由题图知最大距离为2cm。6.下图是某质点做简谐运动的振动图像,根据图像中的信息,回答下列问题:(1)质点离平衡位置的最大距离有多大?(2)在1.5s和2.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?(3)质点在2s末的位移是多少?答案:(1)10cm(2)1.5s时质点向平衡位