高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动1 简谐运动当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动1 简谐运动当堂检测题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

eq \f( 基础巩固练,25分钟·满分60分 )
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．以下运动中，属于机械振动的是( B )
A．图a，小球在光滑的V型槽内来回运动
B．图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动
C．图c，小球与墙壁碰撞无能量损失，在光滑的平面上来回运动
D．图d，忽略空气阻力，乒乓球在竖直平面内上下运动
解析：题图a，小球在斜面上受到的力为恒力，不符合振动的条件，故A错误；题图b，弹簧振子竖直放置，下端固定，按压小球释放后小球在竖直平面内上下振动时，小球受到重力和弹力的作用，合力符合振动特点，故B正确；题图c中，小球在光滑的平面上运动时，不受水平方向的外力作用，故C错误；题图d中，乒乓球在上升过程和下降过程均只受重力，故合外力为恒力，不是机械振动，故D错误。
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，即钢球原来静止时的位置，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．如图所示为某弹簧振子的x－t图像，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)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图像如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，下列说法正确的是( AC )
A．质点通过位置c时速度最大，加速度为零
B．质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为eq \f(A,2)
C．质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等
D．质点从位置a到b和从位置b到c的平均速度相等
解析：位置c在平衡位置，速度最大，加速度为零，故选项A正确；质点通过位置b时，相对平衡位置的位移大于eq \f(A,2)，选项B错误；质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等，选项C正确；质点从位置a到b和从位置b到c的时间相等，位移不相等，所以平均速度不相等，选项D错误。
8．(多选)(2023·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点位移相同的点有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。
eq \f( 素能等级练,15分钟·满分40分 )
一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)
1．(2023·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eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T,2)－Δt))和eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T,2)＋Δt))(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．(多选)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，由图像可知下列说法正确的是( AB )

A．振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm
B．1 s末到5 s末振子的路程为40 cm
C．2 s末和4 s末振子的位移相等，运动方向也相同
D．振子在2 s内完成一次往复运动
解析：由题图可知振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm,4 s内完成一次往复运动， D错误，A正确；1 s末到5 s末振子的路程是振子运动路径的总长40 cm，B正确；2 s末和4 s末振子位移均为0，位移相同，2 s末振子向x轴负方向运动，4 s末振子向x轴正方向运动，运动方向相反，C错误。
3．(2023·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时刻所对应的切线的斜率，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＝eq \f(6,8)×4×2 cm＝6 cm，6～8 s内平均速度大小eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)＝eq \f(2 cm,2 s)＝1×10－2 m/s，方向沿x轴正方向。