【講與練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：2.1 簡諧運(yùn)動(dòng)提能作業(yè)習(xí)題

第二章1.eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每題6分，共48分)1．以下運(yùn)動(dòng)中，屬于機(jī)械振動(dòng)的是(B)A．圖a，小球在光滑的V型槽內(nèi)來回運(yùn)動(dòng)B．圖b，彈簧振子豎直放置，下端固定，按壓小球釋放后小球在豎直平面內(nèi)上下振動(dòng)C．圖c，小球與墻壁碰撞無能量損失，在光滑的平面上來回運(yùn)動(dòng)D．圖d，忽略空氣阻力，乒乓球在豎直平面內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)解析：題圖a，小球在斜面上受到的力為恒力，不符合振動(dòng)的條件，故A錯(cuò)誤；題圖b，彈簧振子豎直放置，下端固定，按壓小球釋放后小球在豎直平面內(nèi)上下振動(dòng)時(shí)，小球受到重力和彈力的作用，合力符合振動(dòng)特點(diǎn)，故B正確；題圖c中，小球在光滑的平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受水平方向的外力作用，故C錯(cuò)誤；題圖d中，乒乓球在上升過程和下降過程均只受重力，故合外力為恒力，不是機(jī)械振動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2．(多選)如圖所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，下列說法正確的是(CD)A．鋼球運(yùn)動(dòng)的最高處為平衡位置B．鋼球運(yùn)動(dòng)的最低處為平衡位置C．鋼球速度最大處為平衡位置D．鋼球原來靜止時(shí)的位置為平衡位置解析：鋼球振動(dòng)的平衡位置應(yīng)在鋼球重力與彈簧彈力相等的位置，即鋼球原來靜止時(shí)的位置，故C、D正確。3．如圖所示的彈簧振子，O點(diǎn)為它的平衡位置，當(dāng)振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，振子離開平衡位置的位移是(B)A．大小為OC，方向向左B．大小為OC，方向向右C．大小為AC，方向向左D．大小為AC，方向向右解析：振子離開平衡位置的位移是以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，C點(diǎn)為終點(diǎn)，大小為OC，方向向右。4．裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖所示。將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動(dòng)。若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動(dòng)的圖像中可能正確的是(D)解析：試管在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置是在重力與浮力相等的位置，開始時(shí)，向上提起的距離就是其偏離平衡位置的位移，為正向最大位移，因此應(yīng)選D。5．如圖所示為某彈簧振子的x－t圖像，下列說法正確的是(B)A．振動(dòng)圖像上的A、B兩點(diǎn)振動(dòng)物體的速度相同B．在t＝0.1s和t＝0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小相等，方向相反C．振動(dòng)圖像上A、B兩點(diǎn)的位移大小相等，方向相反D．質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2s和t＝0.3s時(shí)的動(dòng)能相等解析：由圖看出A、B兩點(diǎn)振動(dòng)物體的速度大小相等，方向相反，A、B兩點(diǎn)的位移大小相等方向相同，故A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；在t＝0.1s和t＝0.3s時(shí)，加速度等大、反向，故B正確；質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2s在平衡位置，動(dòng)能最大，t＝0.3s時(shí)在最大位移處，動(dòng)能最小；故D錯(cuò)誤。6．在水平方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖像如圖所示。假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?，則質(zhì)點(diǎn)的位移向左且速度向右的時(shí)間段是(D)A．0到1s內(nèi) B．1s到2s內(nèi)C．2s到3s內(nèi) D．3s到4s內(nèi)解析：根據(jù)題意，以向右的方向?yàn)檎较?，則質(zhì)點(diǎn)的位移向左時(shí)為負(fù)值，即時(shí)間段在2～4s內(nèi)；而2～3s內(nèi)位移增大，速度向左，3～4s內(nèi)位移逐漸減小，速度向右。故D正確。7．(多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)以O(shè)為中心做簡諧運(yùn)動(dòng)，位移隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，a、b、c、d表示質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的相應(yīng)位置，下列說法正確的是(AC)A．質(zhì)點(diǎn)通過位置c時(shí)速度最大，加速度為零B．質(zhì)點(diǎn)通過位置b時(shí)，相對平衡位置的位移為eq\f(A,2)C．質(zhì)點(diǎn)從位置a到c和從位置b到d所用時(shí)間相等D．質(zhì)點(diǎn)從位置a到b和從位置b到c的平均速度相等解析：位置c在平衡位置，速度最大，加速度為零，故選項(xiàng)A正確；質(zhì)點(diǎn)通過位置b時(shí)，相對平衡位置的位移大于eq\f(A,2)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從位置a到c和從位置b到d所用時(shí)間相等，選項(xiàng)C正確；質(zhì)點(diǎn)從位置a到b和從位置b到c的時(shí)間相等，位移不相等，所以平均速度不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8．(多選)(2023·河北省邯鄲市館陶一中高二下學(xué)期3月)如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是(BD)A．t＝0.4s時(shí)，振子的速度為正值B．t＝0.8s時(shí)，振子在O點(diǎn)和A點(diǎn)之間C．t＝0.6s和t＝1.2s時(shí)刻，振子的速度完全相同D．t＝1.5s到t＝1.8s的時(shí)間內(nèi)，振子的加速度逐漸減小解析：t＝0.4s時(shí)，振子的速度向左為負(fù)值，A錯(cuò)誤；t＝0.8s時(shí)，振子在OA之間，B正確；t＝0.6s和t＝1.2s時(shí)刻振子的速度方向相反，C錯(cuò)；t＝1.5s到t＝1.8s時(shí)間內(nèi)振子從B運(yùn)動(dòng)到O，加速度逐漸減小，D正確。二、非選擇題(共12分)9．(12分)如圖，簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像上有a、b、c、d、e、f六個(gè)點(diǎn)，其中：(1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些？(2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些？(3)圖像上從a點(diǎn)到c點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？答案：(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm解析：(1)分析圖像可得a、b、e、f的位移均為1cm。c、d點(diǎn)的位移都是－1cm。故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有b、e、f三點(diǎn)。(2)由(1)可知，圖像上的a、b、e、f點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置。圖像上的c、d點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于O點(diǎn)對稱的另一位置。故以上6個(gè)點(diǎn)的速度大小相等。再結(jié)合圖像可以判斷a、b、c、d、e、f點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向分別為向上、向下、向下、向上、向上和向下。故與a點(diǎn)有相同速度的點(diǎn)為d和e。(3)圖像上從a到b點(diǎn)，對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處先是來到2cm處又返回到1cm處，通過的路程為2cm。從b點(diǎn)到c點(diǎn)，對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向1cm處，通過的路程也為2cm，故從a到c點(diǎn)總共通過的路程為4cm。eq\f(素能等級練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題8分，共24分)1．(2023·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高二下學(xué)期期中)一豎直彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，那么在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)－Δt))和eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)＋Δt))(Δt是微小的時(shí)間)兩時(shí)刻，彈簧振子的(B)A．相對平衡位置的位移相同B．速度相同C．加速度相同D．彈性勢能相同解析：在兩時(shí)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，彈性勢能不同，故選B。2．(多選)如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一記錄用的鉛筆P，在下面放一條白紙帶，當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)沿垂直于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶，鉛筆P就在紙帶上畫出一條振動(dòng)曲線。若振動(dòng)曲線如圖乙所示，由圖像可知下列說法正確的是(AB)A．振子偏離平衡位置的最大距離為10cmB．1s末到5s末振子的路程為40cmC．2s末和4s末振子的位移相等，運(yùn)動(dòng)方向也相同D．振子在2s內(nèi)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)解析：由題圖可知振子偏離平衡位置的最大距離為10cm,4s內(nèi)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤，A正確；1s末到5s末振子的路程是振子運(yùn)動(dòng)路徑的總長40cm，B正確；2s末和4s末振子位移均為0，位移相同，2s末振子向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，4s末振子向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相反，C錯(cuò)誤。3．(2023·山東省煙臺市高二下學(xué)期檢測)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，它的振動(dòng)圖像如圖所示，則(C)A．圖中的曲線部分是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡B．有向線段OA是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)間內(nèi)的位移C．有向線段OA在x軸的投影是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的位移D．有向線段OA的斜率是質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的速率解析：圖中的曲線部分是質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系，不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，故A錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)間內(nèi)的位移，應(yīng)是曲線在t1時(shí)刻的縱坐標(biāo)，故B錯(cuò)，C對；質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的速率應(yīng)是曲線在t1時(shí)刻所對應(yīng)的切線的斜率，故D錯(cuò)。二、非選擇題(共16分)4．(16分)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像，質(zhì)點(diǎn)在前