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2019-2020年高中物理 11.1 簡諧運動同步練習 新人教版選修3-4 1．(xx年湛江高二檢測)簡諧運動是下列哪一種運動(　　) A．勻變速運動 B．勻速直線運動 C．非勻變速運動 D．勻加速直線運動 解析：選C.簡諧運動的速度是變化的，B錯．加速度a也是變化的，A、D錯，C對． 2．如圖11－1－12所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定，它們組成一個振動系統(tǒng)．用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，鋼球便上下振動起來，下列說法正確的是(　　) 圖11－1－12 A．鋼球的最低處為平衡位置 B．鋼球的最高處為平衡位置 C．鋼球速度為零處為平衡位置 D．鋼球原來靜止時的位置為平衡位置 答案：D 3．做簡諧運動的物體，當相對于平衡位置的位移為負值時(　　) A．速度一定為正值　　　　　　 B．速度一定為負值 C．速度不一定為正值 D．速度不一定為負值 解析：選CD.振動的質(zhì)點經(jīng)過某一位置時，速度的方向可能為正，可能為負，也可能為零，因此C、D正確． 4. 如圖11－1－13所示為某物體做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖11－1－13 A．由P→Q位移在增大 B．由P→Q速度在增大 C．由M→N位移是先減小后增大 D．由M→N位移始終減小 解析：選AC.物體經(jīng)過平衡位置向正方向運動，先后經(jīng)過P、Q兩點，故位移增大，速度減??；物體從正方向最大位移處向負方向運動，先后經(jīng)過M、N兩點，且N點在平衡位置另一側(cè)，故從M→N位移先減小后增大． 5．如圖11－1－14所示的振動圖象上有a、b、c、d、e、f六點，其中：(1)與a點位移相同的點有哪些？(2)與a點速度相同的點有哪些？(3)b點離開平衡位置的最大距離有多大？ 圖11－1－14 解析：(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，可知與a點位移相同的點有b、e、f. (2)速度也是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，可知與a點速度相同的點有d、e. (3)b離開平衡位置的最大距離即為振動物體最大位移的大?。蓤D知最大距離為2 cm. 答案：(1)b、e、f　(2)d、e　(3)2 cm 一、選擇題 1．下列振動是簡諧運動的有(　　) A．手拍乒乓球的運動 B．彈簧的下端懸掛一個鋼球，上端固定組成的振動系統(tǒng) C．搖擺的樹枝 D．從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運動 解析：選B.手拍乒乓球，球原來靜止的位置為平衡位置，球向上和向下運動過程中受重力，不是簡諧運動，A錯；B為彈簧振子，為簡諧運動，B對；C中樹枝搖擺，受樹的彈力，但彈力的變化無規(guī)律，C錯；D既不是機械振動，也不是簡諧運動，D錯． 2．關于簡諧運動下列說法正確的是(　　) A．簡諧運動一定是水平方向的運動 B．所有的振動都可以看做是簡諧運動 C．物體做簡諧運動時一定可以得到正弦曲線形狀的軌跡線 D．只要振動圖象是正弦曲線，物體一定做簡諧運動 解析：選D.物體的簡諧運動并不一定只在水平方向發(fā)生，各個方向都有可能發(fā)生，A錯．簡諧運動是最簡單的振動，B錯．做簡諧運動的軌跡線并不是正弦曲線，C錯．物體振動的圖象是正弦曲線，則一定是做簡諧運動，D對． 3．彈簧振子以O點為平衡位置，在水平方向上的A、B兩點間做簡諧運動，以下說法正確的是(　　) A．振子在A、B兩點時的速度和加速度均為零 B．振子在通過O點時速度的方向?qū)l(fā)生改變 C．振子的加速度方向總跟速度方向相反 D．振子離開O點運動總是減速運動，靠近O點的運動總是加速運動 答案：D 4．有一彈簧振子做簡諧運動，下列說法正確的是(　　) A．位移最大時，速度也最大 B．速度最大時，位移也最大 C．位移最大時，速度為零 D．位移最小時，速度最大 解析：選CD.解答本題的最好方法是結(jié)合圖象來解，如圖所示．當位移最大時，如A點，此時速度為零；當速度最大時，如B點，此時位移為零，故選C、D. 5．如圖11－1－15所示是質(zhì)點做簡諧運動的圖象，由此可知(　　) 圖11－1－15 A．t＝0時，質(zhì)點位移、速度均為零 B．t＝1 s時，質(zhì)點位移最大，速度為零 C．t＝2 s時，質(zhì)點的位移為零，速度為負向最大值 D．t＝4 s時，質(zhì)點停止運動 解析：選BC.當t＝0時，質(zhì)點的位移為零，此時質(zhì)點在平衡位置具有沿x軸正方向的最大速度，故選項A錯誤． 當t＝1 s 時，質(zhì)點的位移最大，此時質(zhì)點振動到平衡位置正方向的最大位移處，速度為零，選項B正確． 當t＝2 s時，質(zhì)點的位移為零，質(zhì)點在平衡位置，具有沿x軸負方向的最大速度，因此選項C正確． 當t＝4 s時，質(zhì)點位移為零，質(zhì)點在平衡位置，具有沿x軸正方向的最大速度，故選項D錯誤． 6. 一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖11－1－16所示，在4 s內(nèi)具有最大負方向速度和具有最大負方向位移的時刻分別是(　　) 圖11－1－16 A．1 s,4 s B．3 s,2 s C．1 s,2 s D．3 s,4 s 解析：選C.質(zhì)點具有最大速度處是在平衡位置，由圖中看是1 s處和3 s處，在1 s處振子將向負的最大位移處移動，所以此處速度為負，而3 s處速度為正向最大．在2 s和4 s處都有最大位移，2 s處位移為負方向，4 s處位移為正方向，正確選項為C. 7．如圖11－1－17所示為彈簧振子的振動圖象，關于振子的振動描述正確的是(　　) 圖11－1－17 A．振子沿如圖的曲線運動 B．圖象描述的是振子在任意時刻的位移 C．在0.5 s到1.5 s內(nèi)振子先加速運動后減速運動 D．在1 s到2 s內(nèi)振子先減速運動后加速運動 解析：選B.振動圖象表達的是振子的位移隨時間的變化規(guī)律，不是運動軌跡，選項A錯、B對．振子運動到平衡位置時速度最大，由圖象得出：0.5 s時振子在平衡位置，1 s時在負的最大位移處，1.5 s時又回到平衡位置，2 s時在正的最大位移處，所以在0.5 s到1.5 s內(nèi)振子先減速運動后加速運動，C錯．在1 s到2 s內(nèi)振子先加速運動后減速運動，D錯． 8. (xx年重慶高二檢測)如圖11－1－18所示是一水平彈簧振子做簡諧運動的振動圖象(xt圖)．由圖可推斷，振動系統(tǒng)(　　) 圖11－1－18 A．在t1和t3時刻具有相同的速度 B．在t3和t4時刻具有相同的速度 C．在t4和t6時刻具有相同的位移 D．在t1和t6時刻具有相同的速度 解析：選BCD.t1、t3時刻速度大小相等，方向相反，t3、t4時刻速度大小相等，方向相同，故A錯B對．t4、t6位移相同，t1、t6速度相同，故C、D對． 9．某彈簧振子的振動圖象如圖11－1－19所示，將彈簧振子從平衡位置拉開4 cm 后放開，同時開始計時，則在t＝0.15 s時(　　) 圖11－1－19 A．振子正在做加速度減小的加速運動 B．振子正在做加速度增大的減速運動 C．振子速度方向沿x軸正方向 D．振子的位移一定等于2 cm 解析：選B.振子正向負的最大位移處運動，加速度在增大，速度在減小，故A錯B對；振子的速度方向沿x軸負方向，C錯；在0.1～0.2 s內(nèi)振子做變速運動，故振子的位移不等于2 cm，故D錯． 10. 如圖11－1－20所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離Δx，釋放后振子在A、B間振動，且AB＝20 cm，振子由A到B的時間為0.1 s，則下列說法中正確的是(　　) 圖11－1－20 A．振子在A、B兩點時，彈簧彈力大小相等 B．振子由A到O的時間比振子由O到B的時間短 C．振子完成一次全振動通過的路程為40 cm D．若使振子在AB＝10 cm間振動，則振子由A到B的時間仍為0.1 s 解析：選CD.在A、B兩點，彈力大小并不相等，但回復力相等，故A錯．據(jù)對稱性，振子從A到O和從O到B時間相同，B錯．一次全振動的路程為4A＝40 cm，C對．D選項中振幅、周期不變，仍為0.2 s，A到B仍用時0.1 s，D對． 二、非選擇題 11．在心電圖儀、地震儀等儀器工作過程中，要進行振動記錄，如圖11－1－21甲所示是一個常用的記錄方法，在彈簧振子的小球上安裝一支記錄用筆P，在下面放一條白紙帶．當小球振動時，勻速拉動紙帶(紙帶速度與振子振動方向垂直)，筆就在紙帶上畫出一條曲線，如圖乙所示．若勻速拉動紙帶的速度為1 m/s，作出P的振動圖象． 圖11－1－21 解析：乙圖中運動的位移值可以對應不同的時刻，由x＝vt可知，當x＝20 cm時，對應時間t＝＝0.2 s，作出圖象如圖所示． 答案：見解析 12. 如圖11－1－22所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題： 圖11－1－22 (1)質(zhì)點離開平衡位置的最大距離有多大？ (2)在1.5 s和2.5 s兩個時刻，質(zhì)點向哪個方向運動？ (3)質(zhì)點在第2 s末的位移是多少？在前4 s內(nèi)的路程是多少？ 解析：(1)質(zhì)點離開平衡位置的最大距離等于最大位移的大小，由圖知，此距離為10 cm. (2)1.5 s時質(zhì)點位移為正，正向平衡位置運動，2.5 s時質(zhì)點位移為負，正背離平衡位置運動，所以在這兩個時刻質(zhì)點都向x軸負方向運動． (3)由圖知，t＝2 s時，質(zhì)點通過平衡位置，所以位移x＝0. 前4秒質(zhì)點先由平衡位置沿正方向運動10 cm，又返回平衡位置，再沿負方向運動10 cm，最后返回平衡位置，故通過的路程為40 cm. 答案：(1)10 cm　(2)均向x軸負方向運動　(3)0　40 cm