高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动1 简谐运动课时练习

第二章　1

一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)

1．(多选)下列运动中属于机械振动的是(　AB　)

A．人说话时声带的振动

B．钟摆的摆动

C．匀速圆周运动

D．竖直向上抛出的物体的运动

解析：物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动，A、B正确；圆周运动和竖直上抛运动都没有平衡位置，不是机械振动。

2．(多选)如图所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定组成一个振动系统，用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，下列说法正确的是(　CD　)

A．钢球运动的最高处为平衡位置

B．钢球运动的最低处为平衡位置

C．钢球速度最大处为平衡位置

D．钢球原来静止时的位置为平衡位置

解析：钢球振动的平衡位置应在钢球重力与弹簧弹力相等的位置，即钢球静止时的位置，故C、D正确。

3．如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是(　B　)

A．大小为OC，方向向左　 B．大小为OC，方向向右

C．大小为AC，方向向左 D．大小为AC，方向向右

解析：振子离开平衡位置的位移是以O点为起点，C点为终点，大小为OC，方向向右。

4．装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一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像中可能正确的是(　D　)

解析：试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时，向上提起的距离就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D。

5．如图所示，下列说法正确的是(　B　)

A．振动图像上的A、B两点振动物体的速度相同

B．在t＝0.1 s和t＝0. 3 s时，质点的加速度大小相等，方向相反

C．振动图像上A、B两点的位移大小相等，方向相反

D．质点在t＝0.2 s和t＝0.3 s时的动能相等

解析：由图看出A、B两点振动物体的速度大小相等，方向相反，A、B两点的位移大小相等方向相同，故A、C选项错误；在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，加速度等大、反向，故B正确；质点在t＝0.2 s在平衡位置，动能最大，t＝0.3 s时在最大位移处，动能最小；故D错误。

6．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(　D　)

A．0到1 s内 B．1 s到2 s内

C．2 s到3 s内 D．3 s到4 s内

解析：根据题意，以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2～4 s内；而2～3 s内位移增大，速度向左，3～4 s内位移逐渐减小，速度向右。故D正确。

7．(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过O点时为计时时刻，其振动的x－t图像如图乙所示，则下列说法中正确的是(　AC　)

A．t2时刻振子在A点

B．t2时刻振子在B点

C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大

D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小

解析：振子在A点和B点时的位移最大，由于取向右为正方向，所以振子运动到A点有正向最大位移，在B点有负向最大位移，则t2时刻，振子在A点，t4时刻，振子在B点，故选项A正确，选项B错误；振子的位移是以平衡位置为起点，所以在t1～t2和t3～t4时间内振子的位移都在增大，故选项C正确，选项D错误。

8．(多选)(2020·河北省邯郸市馆陶一中高二下学期3月)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是(　BD　)

A．t＝0.4 s时，振子的速度为正值

B．t＝0.8 s时，振子在O点和A点之间

C．t＝0.6 s和t＝1.2 s时刻，振子的速度完全相同

D．t＝1.5 s到t＝1.8 s的时间内，振子的加速度逐渐减小

解析：t＝0.4 s时，振子的速度向左为负值，A错误；t＝0.8 s时，振子在OA之间，B正确；t＝0.6 s和t＝1.2 s时刻振子的速度方向相反，C错；t＝1.5 s到t＝1.8 s时间内振子从B运动到O，加速度逐渐减小，D正确。

二、非选择题(共12分)

9．(12分)如图，简谐运动的图像上有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)图像上从a点到c点，质点经过的路程为多少？

答案：(1)b、e、f　(2)d、e　(3)4 cm

解析：(1)分析图像可得a、b、e、f的位移均为1 cm。c、d点的位移都是－1 cm。故与a点位移相同的点b、e、f三点。

(2)由(1)可知，图像上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置。图像上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置。故以上6个点的速度大小相等。再结合图像可以判断a、b、c、d、e、f 点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下。故与a点有相同速度的点为d和e。

(3)图像上从a到b点，对应质点从正方向1 cm处先是来到2 cm处又返回到1 cm处，通过的路程为2 cm。从b点到c点，对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm处，通过的路程也为2 cm，故从a到c点总共通过的路程为4 cm。

一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)

1．(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)一竖直弹簧振子做简谐运动，其振动图像如图所示，那么在和(Δt是微小的时间)两时刻，弹簧振子的(　B　)

A．相对平衡位置的位移相同 B．速度相同

C．加速度相同 D．弹性势能相同

解析：在两时刻振子的位移大小相等方向相反，加速度大小相等方向相反，速度相同，弹性势能不同，故选B。

2．质点做简谐运动的x－t关系如图甲所示，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v－t关系是(　B　)

解析：在t＝0时刻，质点的位移最大，速度为0，则下一时刻质点应沿x轴向负方向运动，故选项A、C错误；在t＝时刻，质点的位移为0，速率最大，故选项B正确，选项D错误。

3．(2021·山东省烟台市高二下学期检测)一个质点做简谐运动，它的振动图像如图所示，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时刻的速率

解析：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，故B错，C对；质点在t1时刻的速率应是曲线在t1时刻所对应的曲线的斜率，故D错。

二、非选择题(共16分)

4．(16分)如图所示为某质点做简谐运动的图像，质点在前6 s内通过的路程是多少？在6～8 s的平均速度大小为多少？方向如何？

答案：6 cm　1×10－2 m/s　方向沿x轴正方向

解析：质点在前6 s内通过的路程s＝×4×2 cm＝6 cm，6～8 s内平均速度大小＝＝＝1×10－2 m/s，方向沿x轴正方向。