2024-2025學(xué)年高中物理第11章機(jī)械振動(dòng)第1節(jié)簡諧運(yùn)動(dòng)課后練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGE5-簡諧運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～5題為單選題，6題為多選題)1．下列情形中不屬于機(jī)械振動(dòng)的是(D)A．水中浮標(biāo)上下運(yùn)動(dòng) B．秋千的搖擺C．撥動(dòng)后的琴弦 D．表針沿表盤轉(zhuǎn)動(dòng)解析：物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí)存在某一平衡位置，且物體在這一位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A、B、C選項(xiàng)中描述的運(yùn)動(dòng)均符合這一要求，D選項(xiàng)表針做圓周運(yùn)動(dòng)，它并不是在某一位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故D選項(xiàng)不屬于機(jī)械振動(dòng)。2．下列說法中正確的是(A)A．彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)B．簡諧運(yùn)動(dòng)就是指彈簧振子的運(yùn)動(dòng)C．簡諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)D．簡諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中最簡潔、最基本的一種解析：彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)，但簡諧運(yùn)動(dòng)并不都是彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；簡諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)中最簡潔、最基本的一種，其振動(dòng)的加速度時(shí)刻改變，故C、D均錯(cuò)誤。3．關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(D)A．簡諧運(yùn)動(dòng)肯定是水平方向的運(yùn)動(dòng)B．全部的振動(dòng)都可以看作是簡諧運(yùn)動(dòng)C．物體做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)肯定可以得到正弦曲線形的軌跡線D．只要振動(dòng)圖象是正弦曲線，物體肯定做簡諧運(yùn)動(dòng)解析：物體的簡諧運(yùn)動(dòng)并不肯定只在水平方向發(fā)生，各個(gè)方向都有可能發(fā)生，A錯(cuò)；簡諧運(yùn)動(dòng)是最簡潔的振動(dòng)，B錯(cuò)；做簡諧運(yùn)動(dòng)的軌跡線并不是正弦曲線，C錯(cuò)；物體振動(dòng)的圖象是正弦曲線，肯定是做簡諧運(yùn)動(dòng)，D對。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，然后由靜止釋放并起先計(jì)時(shí)，在肯定時(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)的圖象中可能正確的是(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，起先時(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.(2024·上海市長寧區(qū)高三第一學(xué)期期末)如圖所示，彈簧振子在B、C兩點(diǎn)間做無摩擦的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，O是振子的平衡位置。則振子(A)A．從B向O運(yùn)動(dòng)過程中位移始終變小B．從O向C運(yùn)動(dòng)過程中加速度始終變小C．從B經(jīng)過O向C運(yùn)動(dòng)過程中速度始終變小D．從C經(jīng)過O向B運(yùn)動(dòng)過程中速度始終變小解析：振子從B向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，是向著平衡位置移動(dòng)，位移變小，故A正確；振子從O向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，是從平衡位置向最大位移運(yùn)動(dòng)的過程，所以位移變大，加速度變大，故B錯(cuò)誤；從B經(jīng)過O向C運(yùn)動(dòng)過程中速度先增大后變小，故C錯(cuò)誤；從C經(jīng)過O向B運(yùn)動(dòng)過程中速度先增大后變小，故D錯(cuò)誤。6．如圖所示為某物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說法中正確的是(AB)A．物體在0.2s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻的速度相同B．物體在0.6s時(shí)刻與0.4s時(shí)刻的動(dòng)能相同C．0.7～0.9s時(shí)間內(nèi)物體的加速度在減小D．0.9～1.1s時(shí)間內(nèi)物體的勢能在增加解析：由圖可知，物體在0.2s與0.4s時(shí)刻都向正x方向運(yùn)動(dòng)，速度大小相等，A正確；物體在0.6s與0.4s時(shí)刻速度大小相等，動(dòng)能相同，B正確；物體在0.7～0.9s內(nèi)加速度在增大，C錯(cuò)誤；物體在0.9～1.1s內(nèi)勢能在減小，D錯(cuò)誤。二、非選擇題7．如圖，簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象上有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)圖象上從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)分析圖象可得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)b、e、f三點(diǎn)。(2)由(1)可知，圖象上的a、b、e、f點(diǎn)對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置。圖象上的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)合圖象可以推斷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)圖象上從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。實(shí)力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．(2024·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)圖象如圖所示，那么在(eq\f(T,2)－Δt)和(eq\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．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的x－t關(guān)系如圖甲所示，以x軸正向?yàn)樗俣葀的正方向，該質(zhì)點(diǎn)的v－t關(guān)系是(B)解析：在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，速度為0，則下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)應(yīng)沿x軸向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；在t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移為0，速率最大，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．如圖所示，下列說法正確的是(B)A．振動(dòng)圖象上的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)圖象上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??；故D錯(cuò)誤。4．(2024·山東省煙臺(tái)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)圖象如圖所示，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)的曲線的斜率，故D錯(cuò)。5．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的改變?nèi)鐖D乙所示，下列說法正確的是(BD)A．t＝0.4s時(shí)，振子的速度方向向右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)，振子的加速度漸漸減小解析：t＝0.4s時(shí)，振子的速度向左，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，加速度漸漸減小，D正確。二、非選擇題6．如圖所示的三個(gè)圖線分別是用不同的傳感器測出的不同物體的振動(dòng)圖線。從三個(gè)圖線可知，這三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是具有周期性，三個(gè)物體中，最簡潔的振動(dòng)是彈簧振子的振動(dòng)。圖中心臟跳動(dòng)的圖線是某人的心電圖，方格紙每個(gè)小方格的寬度是0.5cm，心電圖記錄儀拖動(dòng)方格紙的速度是1.8cm/s，則此人的心率是67.5次/分。解析：由圖可看出，三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是都具有周期性，彈簧振子的圖線是簡諧運(yùn)動(dòng)的圖線，是最簡潔的振動(dòng)；心臟跳動(dòng)的頻率為1.8×60/(0.5×3.2)次/分＝67.5次/分。7.如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)通過的路