高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动2.1 简谐运动课时作业

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动2.1 简谐运动课时作业，共12页。试卷主要包含了1简谐运动 课时练，2至0，5mB．简谐运动的周期是0等内容，欢迎下载使用。
2021—2022学年沪教版（2019）选择性必修第一册2.1简谐运动 课时练（解析版）一、选择题1．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板，一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T。竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
 A．时，货物对车厢底板的压力最小B．时，货物对车厢底板的压力最小C．时，货物对车厢底板的压力最小D．t=T时，货物对车厢底板的压力最小2．如图所示，表示一物体做简谐运动的位移与时间关系图像，关于物体的速度、位移、加速度和能量等，下列说法正确的是（　　）A．0.2至0.3秒时间内，位移增大速度减小B．0.2至0.3秒时间内，速度减小加速度减小C．0.3至0.4秒时间内，位移与速度方向相同D．0.3至0.4秒时间内，势能增加动能减少3．如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上做往复运动（不计空气阻力），两者保持相对静止。则下列说法正确的是（　　）
 A．A和B均做简谐运动B．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成反比C．B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功D．B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功4．假设可以沿着地球的直径挖一条隧道，利用重力把乘客运送到地球的另外一端，已知地球的半径为。地表的重力加速度为，则把乘客运送到地球的另外一端所需要的时间为（　　）A． B． C． D．5．下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是（　　）A．振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处B．简谐运动的周期和频率的乘积是一个常数C．振幅增大，周期必然增大，而频率减小D．做简谐运动的物体，其频率与振幅有关6．简谐振动属于以下哪种运动（　　）A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动C．非匀变速运动 D．以上运动都可能7．有两个小球做简谐运动的方程：和，下列说法不正确的是（　　）A．它们的振幅之比1：3B．它们的频率之比1：1C．简谐运动1比简谐运动2相位超前D．当小球1在平衡位置时小球2一定处于最大位移处8．甲图中的弹簧振子在内的振动图像如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）A．从第末到第末振子的回复力增加B．从第末到第末弹簧的弹性势能增加C．从第末到第末振子在做加速运动D．第末振子的加速度最大且方向为轴正向9．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是（　　）A．速度、加速度、动量和动能 B．加速度、动能、回复力和位移C．加速度、动量、动能和位移 D．位移、动能、动量和回复力10．简谐运动属于（　　）A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀变速运动 D．变加速运动11．弹簧振子做简谐振动，若从平衡位置O开始计时，如图，经过0.2s（0.2s小于振子的四分之一振动周期）时，振子第一次经过P点，又经过了0.2s，振子第二次经过P点，则振子的振动周期为（　　）
 A．0.4s B．0.8s C．1.0s D．1.2s12．如图甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端。小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长。取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示。则（　　）A．弹簧的最大伸长量为B．时，弹簧的弹性势能最大C．到内，小球的重力势能逐渐减小D．到内，小球路程为零 13．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为，t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。重力加速度的大小g取10。以下判断正确的是（　　）A．h＝1.5m B．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程为0.3m D．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反14．下列运动中可以看作机械振动的是（　　）A．声带发声B．音叉发声C．火车沿斜坡行驶D．秋风中树叶落下15．如图所示为一质点的简谐运动图象。由图可知（　　）A．质点的运动轨迹为正弦曲线B．t=0时，质点正通过平衡位置向正方向运动C．t=0.25s时，质点的速度方向与位移的正方向相同D．质点运动过程中，两端点间的距离为10cm二、解答题16．如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：（1）该弹簧振子振动的振幅、周期各是多少；（2）该弹簧振子简谐运动的表达式； 17．如图所示，水平弹簧振子以点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，A、B之间的距离为0.4m，P点为O、B的中点。某时刻，振子从P点以速度向B点运动，经过时间，振子的速度第二次变为。求：（1）弹簧振子的振动周期T；（2）振子经过P点向右运动作为计时起点的振动方程。
 
参考答案1．A【详解】图像斜率代表速度，根据图像可知，时，速度向上减小，加速度向下，处于失重状态，货物对车厢底板的压力小于重力；和t=T时，速度最大，处于平衡位置，时，向下减速，加速度向上，处于超重状态，货物对车厢底板的压力大于重力，故时，货物对车厢底板的压力最小。故选A。2．A【详解】AB．由图可知：0.2至0.3秒时间内，位移增大，做减速运动，速度减小，由知加速度增大，故A正确，B错误；CD．0.3至0.4秒时间内，位移在y轴负方向减小，速度沿y轴正方向增大，则动能增大，势能减小，故CD错误。故选A。3．A【详解】A．物体A和B一起在光滑的水平面上做往复运动，回复力，则都做简谐运动，故A正确；B．设弹簧型变量为x，弹簧的劲度系数为k，物体A、B的质量分别为M、m，对A、B整体，根据牛顿第二定律有对A物体，根据牛顿第二定律有可见，作用在A物体上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比，故B错误；C．在简谐运动中，B对A的静摩擦力方向与位移方向相同或相反，B对A的静摩擦力对A做功，同理，A对B的静摩擦力也对B做功，故C错误；D．当物体A、B离开平衡位置时，B对A的静摩擦力对A做负功，A对B的静摩擦力对B做正功，故D错误。故选A。4．B【详解】把乘客运送到地球的另外一端可以简化成简谐运动，时间即简谐运动周期的一半，与近地卫星周期相等。对近地卫星有解得所以把乘客运送到地球的另外一端所需要的时间为。故选B。5．B【详解】A．振幅是标量，故A项错误；B．周期与频率互为倒数，即故B项正确；CD．简谐运动的周期与振幅没有关系，周期的长短由系统本身决定，故CD项错误。故选B。6．C【详解】A．简谐运动的速度是变化的，不可能是匀速直线运动，故A错误；BCD．简谐运动物体的速度随时间也周期性变化，回复力和加速度随时间作周期性变化，是非匀变速运动，故C正确，BD错误。故选C。7．C【详解】A．由它们的方程可知，小球1的振幅为3a，小球2的振幅为9a，故它们的振幅之比为1:3，故A正确，不符合题意；B．由它们的方程可知，小球1的角速度为，小球2的角速度为，根据可知它们的频率之比1:1，故B正确，不符合题意；C．由它们的方程可知，简谐运动1的相位为，简谐运动2的相位为，则则相位差为即简谐运动2的相位总是比简谐运动1的相位超前，故C错误，符合题意；D．当小球1在平衡位置时，则有解得代入小球2的方程解得即小球2此时处于最大位移处，故D正确，不符合题意。故选C。8．D【详解】AB．第末到第末振子在靠近平衡位置，弹簧的形变量减小，故回复力减小，弹性势能也减小，故AB错误；C．振子在平衡位置速度最大，第末到第末，振子在做加速度增大的减速运动，故C错误；D．第末振子到负向振幅最大处，所以加速度最大，且为正向，故D正确。故选D。9．B【详解】当振子每次经过同一位置时，相对于平衡位置的位移必定相同；则振子的回复力F=-kx回复力必定相同；当振子每次经过同一位置时，回复力为定值，由牛顿第二定律得，加速度必定相同，振子每次经过同一位置时，速度大小相同，所以动能必定相等；但速度的方向可能相反，所以动量的方向可能相反，描述振动的物理量总是相同的是：位移、回复力、加速度和动能。故选B。10．D【详解】简谐运动中，加速度随时间不断变化，则属于变加速运动。故选D。11．D【详解】由题意可知，振子从O开始向右运动，设振子向右运动的最远点为Q，根据对称性可知振子从P向右运动到Q的时间为0.1s，则振子从O向右运动到Q的时间为0.3s，所以振子的周期为1.2s，故D正确。故选D。12．C【详解】A．小球的振幅即为振子的最大位移，由图乙可知，振幅为A=2cm，由于振子到达斜面最高点时，弹簧处于原长，所以弹簧的最大伸长量为2A=4cm，A错误；B．由图乙可知，t=0.2s时，小球在斜面的最高点，弹簧处于原长，弹簧的弹性势能最小，是零，B错误；C．到内，小球沿斜面向下运动，小球的重力势能逐渐减小，C正确；D．到内，小球的路程是2A=4cm，D错误。故选C。13．BC【详解】AB．由题给表达式可知物块做简谐运动的周期为因为所以t=0.6s时，物块位于负向最大位移处，则根据运动学公式可得解得故A错误，B正确；C．根据前面分析可知，0.6s内物块运动的路程为故C正确；D．因为所以t＝0.4s时物块正通过平衡位置竖直向下运动，与小球运动方向相同，故D错误。故选BC。14．AB【详解】AB．机械运动需满足在平衡位置两侧做往复运动，满足条件的有声带发声、音叉发声，AB正确；CD．火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下属于机械运动，CD错误。故选AB。15．CD【详解】A．简谐运动图象反映质点的位移随时间变化的情况，不是质点的运动轨迹，故A错误；B．t=0时，质点离开平衡位置的位移最大，速度为零，故B错误；C．根据图象的斜率表示速度，则t=0.25s时，质点的速度为正值，则速度方向与位移的正方向相同，故C正确；D．质点运动过程中，两端点间的距离等于2倍的振幅，为故D正确。故选CD。16．（1）；；（2）【详解】（1）由图可知：振幅为，周期为．（2）角速度简谐运动的表达式17．（1）；（2）（m）【详解】（1）P点为AB的中点，速度第二次变为时到达AO的中点Q，从P至Q经过了时间，对应1.8s，所以周期为3.6s.
 （2）由已知条件知振幅A=0.2m，角速度初相位为，根据可得（m）