2.1 简谐运动 课后练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(Word含答案)

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名称 2.1 简谐运动 课后练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(Word含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-08 13:03:03

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文档简介

第二章机械振动第一节简谐运动课后练习2021_2022学年高二物理上学期(人教版2019选择性必修第一册)
练习
一、单选题,共10小题
1.如图,弹簧振子在、之间做简谐运动。以平衡位置为原点,建立坐标系。取到为正方向,若从振子位于点时开始计时,则其振动图像为(  )
A.
B.
C.
D.
2.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,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(  )
A.t=0.2
s时,振子在O点右侧6
cm处
B.t=0.6
s和t=1.4
s时,振子的速度完全相同
C.t=0.8
s时,振子的速度方向向左
D.t=0.4
s到t=0.8
s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小
3.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(  )
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.钢球速度为零处为平衡位置
D.钢球原来静止时的位置为平衡位置
4.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像,由图可知,在t=4
s时刻,质点的
(  )
A.速度为零,位移为正的最大值
B.速度为零,位移为负的最大值
C.加速度为正的最大值,位移为零
D.加速度为负的最大值,位移为零
5.下列运动属于机械振动的是( 
 )
①乒乓球在地面上的自由来回上下运动
②弹簧振子在竖直方向的上下运动
③秋千在空中的来回运动
④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动
A.①②
B.②③
C.③④
D.①②③④
6.一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.在10
s内质点经过的路程是20
cm
B.在5
s末,质点的速度为零
C.t=1.5
s和t=2.5
s两个时刻质点的位移和速度方向都相反
D.t=1.5
s和t=4.5
s两时刻质点的位移大小相等,都是cm
7.某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是(

A.时,振子的速度为零
B.时,振子的速度为负,但不是最大值
C.时,振子的速度为负的最大值
D.时,振子的速度为正,但不是最大值
8.简谐运动是下列哪一种运动(  )
A.匀变速运动
B.匀速直线运动
C.非匀变速运动
D.匀加速直线运动
9.将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开,同时开始计时,其振动图像如图所示,则(  )
A.在0.1~0.2s振子正在做加速度减小的加速运动
B.在0.1~0.2s振子正在做加速度增大的减速运动
C.在0.1~0.2s振子速度方向沿x轴正方向
D.在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm
10.如图所示为某一质点在0~4s内的振动图像,下列叙述中正确的是(  )
A.该质点2.5s时向正方向运动
B.该质点2.5s时加速度方向为负方向
C.该质点2s时加速度最大,且方向为负方向
D.该质点1s时加速度最大,且方向为负方向
二、多选题,共5小题
11.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
12.如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法,改变纸带运动的速度,下列说法正确的是(  )
A.如果纸带不动,作出的振动图像仍然是正弦函数曲线
B.如果纸带不动,作出的振动图像是一段线段
C.图示时刻,振子正经过平衡位置向右运动
D.若纸带运动的速度不恒定,则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像
13.如图是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像中的信息,判断下列说法正确的是(  )
A.质点离开平衡位置的最大距离为10
cm
B.在1.5
s和2.5
s这两个时刻,质点的位移相同
C.在1.5
s和2.5
s这两个时刻,质点的速度相同
D.质点在0.5
s内通过的路程一定是10
cm
14.下列说法正确的是(  )
A.做简谐运动的物体一定做机械振动
B.机械振动就是简谐运动
C.简谐运动就是弹簧振子的运动
D.简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种
15.关于简谐运动的理解,下列说法中正确的是(  )
A.简谐运动是匀变速运动
B.位移减小时,速度增大
C.位移的方向总跟速度的方向相同
D.物体运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同
三、填空题,共3小题
16.判断下来说法的正误:
(1)简谐运动是匀变速运动。(______)
(2)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。(______)
17.对简谐运动图像的认识
(1)简谐运动的图像是一条___________曲线,如图所示。
(2)图像反映了质点的___________随___________变化的规律,___________(填“代表”或者“不代表”)质点运动的轨迹。
18.图像信息
(1)可以确定某时刻质点离开平衡位置的___________。
(2)确定某时刻质点速度的方向:速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定,若下一时刻位移增加,振动质点的速度方向就是远离t轴,若下一时刻位移减小,振动质点的速度方向就是指向t轴。
(3)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。
四、解答题,共2小题
19.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?
20.请在图上标出弹簧振子在A点时离开平衡位置O的位移的方向和在C点时的加速度的方向。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
振子运动到点时,振子具有负方向最大位移,若从振子位于点时开始计时,则其振动图像应如选项B所示,初始时具有负方向最大位移。
故选B。
2.C
【详解】
A.在0~0.4
s内,振子做变减速运动,不是匀速运动,所以t=0.2
s时,振子不在O点右侧6
cm处,故A错误;
B.由图像乙知t=0.6
s和t=1.4
s时,振子的速度大小相等,方向相反,故B错误;
C.t=0.8
s时,图像的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方向向左,故C正确;
D.t=0.4
s到t=0.8
s的时间内,振子的位移减小,正向平衡位置靠近,速度逐渐增大,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】
钢球在竖直方向做简谐运动,平衡位置为重力和弹簧弹力相等的位置,即钢球原来静止的位置为平衡位置,在平衡位置处速度最大,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.A
【详解】
在t=4
s时,质点的位移为正向最大,质点的速度为零,而加速度方向总是与位移方向相反,大小与位移大小成正比,则加速度为负向最大值。故A正确,BCD错误。
故选A。
5.D
【详解】
机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动,ABC错误,D正确。
故选D。
6.C
【详解】
A.由题图可知1s的路程为2cm,则10s内质点经过的路程为20cm,A正确,不符合题意;
B.5s末,质点运动至最大位移处,速度为零,B正确,不符合题意;
C.t=1.5s和t=2.5s两个时刻的位移方向相反,但速度方向相同,C错误,符合题意;
D.题图对应的函数关系为
代入数据t=1.5s和t=4.5s可知,两个时刻的位移大小相等,都为cm,D正确,不符合题意。
故选C。
7.A
【详解】
AC.由题图可知,和时振子在最大位移处,速度为零,故选项A正确,C错误;
BD.和时振子在平衡位置,速度分别为负向最大值和正向最大值,故BD错误。
故选A。
8.C
【详解】
简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线,其图像的斜率既不是定值,且随t也并非均匀变化,所以简谐运动是非匀变速运动,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.B
【详解】
ABC.在0.1~0.2s,振子由平衡位置向负的最大位移处运动,加速度在增大,速度在减小,振子的速度方向沿x轴负方向,故AC错误,B正确;
D.在0.1~0.2s内振子做加速度增大的减速运动,故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm,D错误。
故选B。
10.D
【详解】
A.根据振动图像切线的斜率表示速度,知t=2.5s时图线切线的斜率为负,速度为负,说明该质点2.5s时向负方向运动,故A错误;
B.t=2.5s时位移方向为负方向,加速度的方向与位移方向相反,所以加速度方向为正方向,故B错误;
C.该质点2s时位移为零,加速度为零,故C错误;
D.该质点1s时位移最大,且方向为正方向,加速度最大,且方向为负方向,故D正确。
故选D。
11.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。
12.BC
【详解】
AB.当纸带不动时,描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹,即一段线段,A错误,B正确;
C.由振动图像可以看出,图示时刻振子正由平衡位置向右运动,C正确;
D.只有当纸带匀速运动时,运动时间才与纸带运动的位移成正比,振动图像才是正弦或余弦函数曲线,而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线,D错误。
故选BC。
13.AC
【详解】
A.由振动图像可知,质点离开平衡位置的最大距离为10
cm,故A正确;
B.在1.5
s和2.5
s这两个时刻,质点的位移等大反向,故B错误;
C.在1.5
s和2.5
s这两个时刻,图像的斜率相同,则质点的速度相同,故C正确;
D.,则质点在0.5
s内通过的路程一定不是一个最大位移大小10
cm,故D错误。
故选AC。
14.AD
【详解】
ACD.简谐运动是机械振动的一种最基本、最简单的振动形式。振动物体的位移—时间图像遵从正弦函数规律的振动形式,都是简谐运动,弹簧振子的振动只是简谐运动中的一种,C错误,AD正确;
B.做简谐运动的物体一定做机械振动,但机械振动不一定都是简谐运动,如果位移—时间图像不满足正弦规律,则不是简谐运动,B错误。
故选AD。
15.BD
【详解】
A.简谐运动的受力特点是F= kx,因此是变加速运动,不是匀变速运动,A错误;
B.当位移减小时,物体向平衡位置运动,速度增大,故B正确;
CD.速度与位移方向可以相同,也可以相反;物体运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同,故C错误,D正确。
故选BD。
16.错

【详解】
(1)[1]简谐运动中,回复力随位移的变化而变化,是变力,所以简谐运动是非匀变速运动。故错。
(2)[2]简谐运动的图像描述的是质点的位移随时间变化的规律,不是振动质点的轨迹,故错。
17.正弦或余弦
位移
时间
不代表
【详解】
(1)[1]简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。
(2)[2][3][4]图像反映了质点的位移随时间变化的规律,不代表质点运动的轨迹。
18.位移
【详解】
(1)[1]可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。
19.(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
【详解】

20.见解析
【详解】
位移为相对平衡位置的位移,回复力指向平衡位置O点,加速度指向O点,如图所示:
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页