物理选择性必修 第一册1 简谐运动巩固练习

2.1简谐运动 同步练习（解析版）

1．在弹簧振子做简谐运动的过程中，当振子从最大位移处向平衡位置运动时，下列说法中正确的是（　　）

A．加速度逐渐减小，速度也逐渐减小

B．是匀加速运动

C．加速度与速度的方向都与位移的方向相反

D．回复力逐渐增加，速度也逐渐增加

2．水平弹簧振子在运动过程中，不发生的变化的是（　　）

A．动能 B．机械能 C．回复力 D．弹性势能

3．如图甲所示，一水平弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，取水平向右为正方向，其振动图象如图乙所示.由振动图象可知（   ）

A．时刻振子位于O点

B．时刻振子的速度为零

C．时刻振子的运动方向与时刻振子的运动方向相反

D．从时刻到时刻，振子运动的加速度逐渐减小

4．一弹簧振子在振动过程中的某段时间内加速度数值越来越大，则在这段时间内（    ）

A．振子的速度逐渐增大 B．振子在向平衡位置运动

C．振子的速度方向与加速度方向一致 D．振子在向最大位移处运动

5．简谐运动属于( )

A．变速运动 B．匀速直线运动 C．曲线运动 D．匀变速直线运动

6．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是(   )

A．                  B．

C． D．

7．如图所示，一个在光滑水平面内的弹簧振子的平衡位置为，第一次用力把弹簧拉伸到后释放让它振动，第二次把弹簧拉伸到后释放让它振动，，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（    ）

A．1:1  1:1 B．1:1  1:2 C．1:4  1:4 D．1:2  1:2

8．简谐运动是下列哪一种运动（　　）

A．匀变速运动 B．变加速运动 C．匀速运动 D．匀加速运动

9．一个质点做简谐运动，其位移随时间变化的s-t图像如图。以位移的正方向为正，该质点的速度随时间变化的v-t关系图像为（　　）

A．                B．

C． D．

10．质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是(   )

A． B． 

C．     D．

11．弹簧振子作简谐运动，在平衡位置O两侧A、B间振动，当时间t=0时，振子位于B点，若规定向右的方向为正方向，则下图中哪个图象表示振子相对平衡位置的位移随时间变化的关系

A．A B．B C．C D．D

12．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是（　　）

A．振子在A、B两点时的速度为零位移不为零

B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变

C．振子所受的弹力方向总跟速度方向相反

D．振子离开O点的运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动

13．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．质点的振动频率是4Hz

B．在10s内质点经过的路程是20cm

C．第4s质点的加速度为零，速度最大

D．在和两时刻，质点的位移大小相等、方向相同

14．在图中，当振子由A向O（平衡位置）运动时，下列说法正确的是（    ）

A．振子的位移在减小 B．振子的运动方向向左

C．振子的位移方向向左 D．振子的位移在增大

15．关于简谐运动的下列说法中，正确的是

A．位移减小时，加速度减小，速度增大

B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同

C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同

D．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟速度方向相反

16．弹簧振子的位移—时间图像（x－t图像）

（1）用横坐标表示振子运动的______，纵坐标表示振子离开____位置的位移（x），描绘出的图像就是_____随_____变化的图像，即x－t图像，如图所示。

（2）振子的位移：振子相对_____位置的位移。

（3）图像的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它______（选填“是”或“不是”）振子的运动轨迹。

17．产生机械振动的条件是始终受到方向指向_________的回复力，回复力的作用是_____.

18．如图所示的装置，把小球向右拉开一段距离后释放，可以观察到小球左右运动了一段时间，最终停止运动。

（1）小球的运动具有什么特点？为什么小球最终停止运动？

（2）在横杆上涂上一层润滑油，重复刚才的实验，观察到的结果与第一次实验有何不同？

（3）猜想：如果小球受到的阻力忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也忽略不计，实验结果如何？

参考答案

1．C

【详解】

做简谐运动的物体，在由最大位移处向平衡位置运动过程中，位移减小，回复力F=-kx也减小（负号表示方向与位移方向相反），故加速度也减小（负号表示方向与位移方向相反），速度增大．振子做加速度减小的加速运动．故C正确，ABD错误.

2．B

【详解】

水平弹簧振子在运动过程中，因为只有弹簧弹力做功，不发生的变化的是机械能，而动能、弹性势能、回复力都会在运动过程中发生变化，故B正确，ACD错误。

故选B。

3．D

【详解】

A．由图乙知在时刻振子位于正向位移最大处即B点，故A错误；

B．时刻振子位于平衡位置，所以此时速度最大，故B错误；

C．由题意可知，时刻振子处于从B向O运动过程中，时刻振子处于从O到A的运动过程中，所以两时刻运动方向相同，故C错误；

D．从时刻到时刻，振子从最大位移B处向平衡位置O处运动，所以加速度越来越小，速度越来越大，故D正确。

故选D。

4．D

【详解】

振子的加速度数值越来越大，说明振子在向最大位移处运动，速度方向与加速度方向相反，速度越来越小。

故选D。

5．A

【解析】

分析：简谐运动的位移随时间作周期性变化，而回复力与位移的关系是F=-kx，回复力随时间也作周期性变化，加速度也随时间作周期性变化，物体作变速运动．

解答：解：A、简谐运动物体的速度随时间也周期性变化，所以物体作变速运动．故A正确．

 B、简谐运动的速度是变化的，不可能是匀速直线运动．故B错误．

 C、简谐运动可以是曲线运动，也可以是直线运动．故C错误．

 D、简谐运动的回复力和加速度随时间作周期性变化，是非匀变速运动．故D错误．

故选A

6．A

【详解】

某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确，BCD错误．

7．B

【详解】

弹簧两次到和的伸长量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为1:2，而同一振动系统的周期由自身的性质决定，与振幅无关，故周期之比为1:1.

故选B。

【易错分析】

学生易误认为简谐运动的周期和振幅有关，振幅越大，周期越长，产生误区的原因是不理解周期的决定因素，周期的大小与振幅无关.

8．B

【详解】

根据简谐运动的特征

可知物体的加速度大小和方向随位移的变化而变化，位移作周期性变化，加速度也作周期性变化，所以简谐运动是变加速运动，故B正确。

故选B。

9．A

【详解】

由s-t图像可知，t=0时刻，质位于正的最大位移处，速度为零，而在时刻，恰好位于平衡位置，速度为负的最大值，在时刻，恰好位于负的最大位移处，速度刚好减为零；在时刻，又恰好回到平衡位置，速度为正的最大值。

故选A。

10．B

【详解】

质点通过平衡位置时速度最大，由图知内，1s和3s两个时刻质点通过平衡位置，速度最大，根据图象切线的斜率等于速度，可知1s时刻速度为负向，3s时刻速度为正向，故具有最大正方向速度是3s．由加速度与位移的关系：

可知质点具有最大正方向加速度时有最大负向的位移，由图看出该时刻在2s，所以质点具有最大正方向加速度的时刻是2s，故选B．

11．D

【详解】

简谐运动的位移是指相对平衡位置的位移，是从平衡位置到末位置的有向线段；

t=0时刻，位移为正的最大值；

简谐运动的位移随着时间按照余弦规律变化．故D正确，ABC错误．

故选D.

12．AD

【详解】

A．振子在A、B两点时的速度为零，但位移为最大，A正确；

B．振子经过O点时速度方向不变，B错误；

C．弹力的方向有时也与速度方向相同，C错误。

D．振子离开O点运动时，加速度方向与速度方向相反，是减速运动；靠近O点运动时，加速度方向与速度方向相同，是加速运动，D正确。

故选AD。

13．BC

【解析】

【详解】

A、由图读出周期为T=4s，则频率为f==0.25Hz．故A错误；

B、质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4个振幅，t=10s=2.5T，则在10s内质点经过的路程是S=2.5×4A=10×2cm=20cm。故B正确；

C、在第4s末，质点位于平衡位置处，速度最大，加速度为零。故C正确；

D、由图看出，在t=1s和t=3s两时刻质点位移大小相等、方向相反。故D错误。

14．AB

【详解】

简谐运动的位移是相对平衡位置O而言的，不是相对运动的起点，由于振子在O点右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，运动方向向左，位移不断减小，故AB正确，ＣD错误；

故选AB。

15．AC

【详解】

分析：简谐运动的位移是指质点离开平衡位置的位移，方向从平衡位置指向质点所在位置．当质点背离平衡位置时，位移增大，速度减小，加速度增大，加速度方向总是与位移方向相反，指向平衡位置，质点做非匀变速运动．当质点靠近平衡位置时，位移减小，速度增大，加速度减小．

解答：解：A、位移减小时，质点靠近平衡位置，加速度减小，速度增大，故A正确．

 B、位移方向总跟加速度方向相反．质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反．故B错误．

 C、物体运动方向指向平衡位置时，位移方向离开平衡位置，速度方向跟位移方向相反．反之同理；故C正确．

 D、弹簧振子向左运动时，有可能靠近平衡位置也有可能远离平衡位置，因此向左运动时可能相同也可能相反，D错误

故选AC

16．时间（t）    平衡    位移    时间    平衡    不是   

【详解】

略

17．平衡位置    使振动物体回复到平衡位置   

【详解】

[1][2]机械振动产生的条件为每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用且所受到的阻力足够小，因此回复力方向指向平衡位置，作用是使振动物体回复到平衡位置。

18．（1）小球的运动具有往复性；小球因为受到阻力的作用最终停止运动；（2）小球往复运动的次数增多，运动时间变长；（3）小球将持续地做往复运动