2.1 简谐运动 同步练习—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 同步练习—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
文件大小 296.3KB
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 17:09:12

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文档简介

第二章机械振动第一节简谐运动同步练习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.下列振动中可以看作一个简谐运动的是(
).
A.讲话时声带的振动
B.音叉的振动
C.心脏的跳动
D.秋风中树叶的振动
2.如图所示,一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是
A.振子在M、N两点所受弹簧弹力相同
B.振子在M、N两点对平衡位置的位移相同
C.振子在M、N两点加速度大小相等
D.从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动
3.弹簧振子在振动过程中
A.速度最大时,加速度为零
B.速度最大时,加速度也最大
C.速度减小时,加速度也减小
D.速度与加速度的方向始终相反
4.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
5.对水平弹簧振子,下列说法正确的是(  )
A.每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同
B.通过平衡位置时,速度为零,加速度最大
C.每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同
D.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
6.如图所示,一弹性小球被水平抛出,在两个互相竖直平行的平面间运动,小球落在地面之前的运动(  )
A.是机械振动,但不是简谐运动
B.是简谐运动,但不是机械振动
C.是简谐运动,同时也是机械振动
D.不是简谐运动,也不是机械振动
7.如图所示,一个劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上,上端与物块A连接在一起,物块B紧挨着物块A静止在光滑斜面上。某时刻将B迅速移开,A将在斜面上做简谐运动,已知物块A、B的质量分别为、,若取沿斜面向上为正方向,移开B的时刻为计时起点,则A的振动位移随时间变化的图像是(重力加速度为g)(  )
A.
B.
C.
D.
8.下表中给出的是做机械振动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系,T是振动周期.则下列选项中正确的是
0
T


正向最大

负向最大



负向最大

正向最大


正向最大

负向最大

正向最大

负向最大

正向最大

负向最大
A.若甲表示位移x,则丙表示相应的速度v
B.若乙表示位移x,则甲表示相应的速度v
C.若丙表示位移x,则甲表示相应的速度v
D.若丁表示位移x,则丙表示相应的速度v
9.如图所示,水平方向的弹簧振子振动过程中,振子先后经过a、b两点时的速度相同,且从a到b历时0.2s,从b再回到a的最短时间为0.4s,,c、d为振子最大位移处,则该振子的振动频率为(  )
A.1Hz
B.1.25Hz
C.2Hz
D.2.5Hz
10.下列运动中不属于机械振动的是(

A.树枝在风的作用下运动
B.竖直向上抛出的物体的运动
C.说话时声带的运动
D.爆炸声引起窗扇的运动
二、多选题,共5小题
11.下列运动中可以看作机械振动的是(  )
A.声带发声
B.音叉发声
C.火车沿斜坡行驶
D.秋风中树叶落下
12.如图所示,弹簧振子在a、b两点间做简谐运动,在振子从最大位移处a向平衡位置O运动过程中(  )
A.位移方向向左,速度方向向左
B.位移方向向左,速度方向向右
C.位移不断增大,速度不断减小
D.位移不断减小,速度不断增大
13.关于机械振动和平衡位置,以下说法正确的是(  )
A.平衡位置就是振动物体静止时的位置
B.机械振动的位移总是以平衡位置为起点的
C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大
D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远的位移
14.弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,在弹簧振子向着平衡位置运动的过程中___________。
A.弹簧振子所受的回复力逐渐减小
B.弹簧振子相对平衡位置的位移逐渐减小
C.弹簧振子的速度逐渐增大
D.弹簧振子的速度逐渐减小
E.弹簧振子的加速度逐渐增大
15.关于简谐运动,下列说法正确的是(  )
A.物体所受的回复力终指向平衡位置,方向不变
B.如果物体的速度越来越大,加速度一定越来越小
C.在恒力作用下,物体不可能做简谐运动
D.物体的加速度方向和速度方向有时相同有时相反
三、填空题,共3小题
16.简谐运动
如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置______的大小成______,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动.
17.特点:简谐运动是最简单、最基本的振动,弹簧振子的运动就是________。
18.做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,速度___________(填“可能”或“一定”)不同,加速度___________(填“可能”或“一定”)相同。
四、解答题,共2小题
19.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?
(2)在1.5
s和2.5
s两个时刻,质点向哪个方向运动?
(3)质点在第2
s末的位移是多少?在前4
s内的路程是多少?
20.一个质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过A、B两点,历时,质点通过B点后,再经过又第二次通过B点,求质点多久后第三次通过B点。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置,它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。
A.讲话时声带的振动没有规律,不是简谐运动。故A不符合题意。
B.音叉的振动,在平衡位置附近做周期性运动。故B符合题意。
C.心脏的跳动没有规律(指振动与受力的规律)。故C不符合题意。
D.秋风中树叶的振动没有规律(指振动与受力的规律)。故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】
B.因M、N两点的速度大小相同,则M、N两点关于O点对称,故振子在M、N两点对平衡位置的位移大小相同,方向相反,选项B错误;
A.根据F=-kx可知,振子在M、N两点所受弹簧弹力大小相同,方向相反,选项A错误;
C.由牛顿第二定律可知振子在M、N两点加速度大小相等,选项C正确;
D.从M点到N点,由于弹力的大小不断变化,故振子先做变加速运动,后做变减速运动,选项D错误;
故选C。
3.A
【详解】
AB.速度最大时,弹簧振子处于平衡位置,回复力为零,加速度为零,故A正确,B错误;
C.弹簧振子由平衡位置向最大位移处运动过程中,速度减小,加速度增大,故C错误;
D.弹簧振子由位移最大处向平衡位置运动时,速度与加速度方向相同,故D错误。
故选A.
4.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。
5.A
【详解】
A.弹簧振子的运动具有重复性,经过任意位置(除最大位移处)速度有来回两个相反的方向,所以经过同一位置速度不一定相同,但加速度一定相同,故A正确;
B.振子每次通过平衡位置时,速度最大,加速度为零,故B错误;
C.振子每次通过平衡位置时,加速度为零,故相同;但速度有两个相反的方向,不一定相同,故C错误;
D.若位移为负值,则速度可正可负还可以为零,故D错误。
故选A。
6.D
【详解】
简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律,其运动表达式为:x=Asinωt,小球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律,所以不是简谐运动.机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动,小球的运动也不符合,故小球在两墙壁间反弹运动不是简谐运动,也不是机械振动.故选D.
【点睛】
某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置.只有满足这个条件的运动才能认为是简谐运动.
7.B
【详解】
物块A、B紧挨在一起平衡时弹簧压缩量
移走B后,A平衡时弹簧压缩量
因此,负向最大位移为
又时,A在负向最大位移处,故B正确,ACD错误。
故选B。
8.A
【详解】
A.若甲表示位移x,振子从平衡位置向正向最大位移处运动,速度从正向最大开始减小到零,所以丙表示相应的速度v,故A正确;
B.若乙表示位移x,振子从平衡位置向负向最大位移处运动,速度从负向最大开始减小到零,所以丁表示相应的速度v,故B错误;
C.若丙表示位移x,位移从最大正向位移变化到零,振子从正向最大位移处向平衡位置运动,速度从零开始负向最大速度变化,所以乙表示相应的速度v,故C错误;
D.丁表示位移x,位移从最大负向位移变化到零,振子从负向最大位移处向平衡位置运动,速度从零开始正向最大速度变化,所以甲表示相应的速度v,故D错误。
故选A.
9.B
【详解】
由题可知,a、b两点关于平衡位置对称,从a到b历时
从b再回到a的最短时间为0.4s,即从b到c所用时间为
所以弹簧振子振动的周期为
则振动频率为
故B正确,ACD错误。
故选B。
10.B
【详解】
物体(或物体的某一部分)在某一位置附近的往复运动称为机械振动,树枝的运动、声带的运动以及窗扇的运动均是在其平衡位置附近的振动,只有竖直向上抛出的物体的运动不是在其平衡位置附近的振动。
故选B。
11.AB
【详解】
AB.机械运动需满足在平衡位置两侧做往复运动,满足条件的有声带发声、音叉发声,AB正确;
CD.火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下属于机械运动,CD错误。
故选AB。
12.BD
【详解】
在振子从最大位移处a向平衡位置O运动的过程中,振子受到的合外力向右且不断减小,速度方向向右且不断增大,位移由平衡位置指向振子所处位置,方向向左,位移不断减小,故BD正确,AC错误。
故选BD。
13.AB
【详解】
A.平衡位置就是振动物体所受回复力为零的位置,是振动物体静止时的位置,故A正确;
BCD.振动位移是以平衡位置为起点,到物体所在位置的有向线段;振动位移随时间而变化,物体偏离平衡位置最远时,振动物体的位移最大,此最大位移叫振幅;路程越大,位移不一定越大。故B正确,CD错误。
故选AB。
14.ABC
【详解】
弹簧振子向着平衡位置运动的过程中,相对平衡位置的运动位移逐渐减小,根据
可知回复力与位移成正比,则回复力逐渐减小,加速度也逐渐减小,但弹簧振子向着平衡位置运动的过程中一直加速,所以速度不断增加,综上所述,选项ABC正确,而选项DE错误。
故选ABE。
15.BD
【详解】
A.物体所受的回复力终指向平衡位置,方向不断在变化,A错误;
B.如果物体的速度越来越大,说明在衡位置,位移越来越小,加速度一定越来越小,B正确;
C.在恒力作用下,物体可能做简运动,比如竖直方向的弹簧振子,受到恒定的重力,C错误;
D.在物体衡位置时,物体的加速度方向和速度方向相同,在物体远离平衡位置时,物体的加速度方向和速度方向相反,D正确。
故选BD。
16.位移
正比
【详解】

17.简谐运动
【详解】

18.可能
一定
【详解】
[1]
做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,速度可能有两种方向,而速度是矢量,所以速度可能不同。
[2]
根据简谐运动的特征
物体每次通过同一位置时,位移一定相同,加速度也一定相同。
19.(1)10
cm;(2)竖直向下,竖直向下;(3)0,40
cm
【详解】
(1)由图像上的信息,结合质点的振动过程可知:质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10
cm。
(2)从1.5
s到2
s时间间隔内,质点位移x>0,且减小,因此是向平衡位置运动,即竖直向下运动;从2.5
s到3
s时间间隔内,位移x<0,且|x|增大,因此是背离平衡位置运动,即竖直向下运动。
(3)质点在第2
s末时,处在平衡位置,因此位移为零;质点在前4
s内完成一个周期性运动,其路程为4×10
cm=40
cm。
20.
【详解】
根据简谐运动的对称性和题意,可画出答图,其中M、N点所在位置为质点的最大位移处

故质点第三次通过B点还需要的时间
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页