11.1 简谐运动练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 11.1 简谐运动练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 364.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-23 15:52:14 | ||
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文档简介
简谐运动
(40分钟 100分)
基础练
一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)
1.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
2.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
3.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图象,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
4.2019年2月25日13时15分我国四川省自贡市荣县发生4.9级地震,震源深度5 km。造成2死12伤,直接经济损失超1 399万元。如图是某中学兴趣小组在地震时得到的一段振动图象,经处理后其图象如图,则振针在t=3.5 s时,速度v、位移x的方向应为 ( )
A.v为正,x为负 B.v为负,x为正
C.v、x都为正 D.v、x都为负
5.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是 ( )
A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大
C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同
D.质点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
6.(2021·贵阳高二检测)某质点做简谐运动的图象如图所示,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的 ( )
A.速度一定为正,加速度不一定为负
B.速度一定为负,加速度一定为正
C.速度一定为负,加速度也一定为负
D.速度不一定为正,加速度一定为正
7.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
二、非选择题(14分)
8.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象,求:
(1)振子在从计时时刻起20 s内通过的路程。
(2)在30 s末,振子的位移。
提升练
9.(15分)(1)(多选)如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,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
(2)如图所示,简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点,其中:
①与a点位移相同的点有哪些
②与a点速度相同的点有哪些
③图象上从a点到c点,质点经过的路程为多少
10.(15分)(1)(多选)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
(2)某质点做简谐运动的振动图象如图所示。根据图象中的信息,回答下列问题。
①质点离开平衡位置的最大距离有多大
②质点在10 s末和20 s末的位移是多少
③质点在15 s和25 s时各向什么方向运动
④质点在前30 s内的运动路程是多少
参考答案：
基础练
一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)
1.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
【解析】选C。简谐运动的速度是变化的,加速度也是变化的,A、B、D错,C对。
2.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
【解析】选B。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。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。音叉的振动,在平衡位置附近做周期性运动,故B符合题意。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。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。
3.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图象,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
【解析】选A。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。
4.2019年2月25日13时15分我国四川省自贡市荣县发生4.9级地震,震源深度5 km。造成2死12伤,直接经济损失超1 399万元。如图是某中学兴趣小组在地震时得到的一段振动图象,经处理后其图象如图,则振针在t=3.5 s时,速度v、位移x的方向应为 ( )
A.v为正,x为负 B.v为负,x为正
C.v、x都为正 D.v、x都为负
【解析】选C。由题图可得,振针在t=3.5 s时,振针正在远离平衡位置,向正方向运动,所以速度为正值,此时振针相对平衡位置的位移为正向位移,故C正确。故选C。
5.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是 ( )
A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大
C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同
D.质点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
【解析】选D。质点通过同一位置,加速度、位移相同,速度方向可正可负,A、C错误、D正确;质点通过平衡位置时,速度最大,加速度为零,B错误。
6.(2021·贵阳高二检测)某质点做简谐运动的图象如图所示,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的 ( )
A.速度一定为正,加速度不一定为负
B.速度一定为负,加速度一定为正
C.速度一定为负,加速度也一定为负
D.速度不一定为正,加速度一定为正
【解析】选D。由振动图象可知,质点在0.18 s到0.20 s时间内,质点速度为负,加速度为正;在0.20 s到0.22 s时间内,质点速度为正,加速度为正;选项D正确。
7.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
【解析】选C。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。由图象乙知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。t=0.8 s时,图象的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方向向左,故C正确。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。
二、非选择题(14分)
8.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象,求:
(1)振子在从计时时刻起20 s内通过的路程。
(2)在30 s末,振子的位移。
【解析】(1)由图可知,振子离开平衡位置的最大距离为30 cm,在20 s内正好一个来回,故通过的路程为60 cm。
(2)由图可知:在30 s末,振子的位移大小为30 cm,方向沿x轴的负方向。
答案:(1)60 cm (2)30 cm,方向沿x轴的负方向
提升练
9.(15分)(1)(多选)如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,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
(2)如图所示,简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点,其中:
①与a点位移相同的点有哪些
②与a点速度相同的点有哪些
③图象上从a点到c点,质点经过的路程为多少
【解析】(1)选A、C。由振动图象可知,质点离开平衡位置的最大距离为10 cm,选项A正确;在1.5 s和2.5 s这两个时刻,质点的位移等大反向,则选项B错误;在1.5 s和2.5 s这两个时刻,图象的斜率相同,则质点的速度相同,选项C正确;0.5 s=,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,选项D错误;故选A、C。
(2)①分析图象可得a、b、e、f的位移均为1 cm。c、d点的位移都是-1 cm。故与a点位移相同的点为b、e、f三点。
②由①可知,图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置。图象上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置。故以上6个点的速度大小相等。再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下。故与a点有相同速度的点为d和e。
③图象上从a点到b点,对应质点从正方向1 cm处先是到达2 cm 处又返回到
1 cm处,通过的路程为2 cm。从b点到c点,对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm 处,通过的路程也为2 cm,故从a点到c点总共通过的路程为4 cm。
答案:(1)A、C (2)①b、e、f ②d、e ③4 cm
10.(15分)(1)(多选)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
(2)某质点做简谐运动的振动图象如图所示。根据图象中的信息,回答下列问题。
①质点离开平衡位置的最大距离有多大
②质点在10 s末和20 s末的位移是多少
③质点在15 s和25 s时各向什么方向运动
④质点在前30 s内的运动路程是多少
【解析】(1)选A、D。振子在A、B两点时的速度为零,但位移为最大,故A正确;振子经过O点时速度方向不变,故B错;弹力的方向有时也与速度方向相同,故C错。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。
(2)①质点离开平衡位置的最大距离等于质点的最大位移的大小,由题图看出,此距离为20 cm。
②质点在10 s末的位移x1=20 cm,20 s末的位移x2=0。
③15 s末质点位移为正,15 s后的一段时间,位移逐渐减小,故质点在15 s末向负方向运动,同理可知,25 s末质点也向负方向运动。
④前30 s质点先是由平衡位置沿正方向振动了20 cm,又返回平衡位置,最后又到达负方向20 cm处,故质点在前30 s内的总路程为60 cm。
答案:(1)A、D (2)①20 cm ②20 cm 0
③负方向 负方向 ④60 cm
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(40分钟 100分)
基础练
一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)
1.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
2.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
3.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图象,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
4.2019年2月25日13时15分我国四川省自贡市荣县发生4.9级地震,震源深度5 km。造成2死12伤,直接经济损失超1 399万元。如图是某中学兴趣小组在地震时得到的一段振动图象,经处理后其图象如图,则振针在t=3.5 s时,速度v、位移x的方向应为 ( )
A.v为正,x为负 B.v为负,x为正
C.v、x都为正 D.v、x都为负
5.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是 ( )
A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大
C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同
D.质点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
6.(2021·贵阳高二检测)某质点做简谐运动的图象如图所示,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的 ( )
A.速度一定为正,加速度不一定为负
B.速度一定为负,加速度一定为正
C.速度一定为负,加速度也一定为负
D.速度不一定为正,加速度一定为正
7.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
二、非选择题(14分)
8.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象,求:
(1)振子在从计时时刻起20 s内通过的路程。
(2)在30 s末,振子的位移。
提升练
9.(15分)(1)(多选)如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,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
(2)如图所示,简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点,其中:
①与a点位移相同的点有哪些
②与a点速度相同的点有哪些
③图象上从a点到c点,质点经过的路程为多少
10.(15分)(1)(多选)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
(2)某质点做简谐运动的振动图象如图所示。根据图象中的信息,回答下列问题。
①质点离开平衡位置的最大距离有多大
②质点在10 s末和20 s末的位移是多少
③质点在15 s和25 s时各向什么方向运动
④质点在前30 s内的运动路程是多少
参考答案：
基础练
一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分)
1.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
【解析】选C。简谐运动的速度是变化的,加速度也是变化的,A、B、D错,C对。
2.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
【解析】选B。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。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。音叉的振动,在平衡位置附近做周期性运动,故B符合题意。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。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。
3.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图象,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
【解析】选A。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。
4.2019年2月25日13时15分我国四川省自贡市荣县发生4.9级地震,震源深度5 km。造成2死12伤,直接经济损失超1 399万元。如图是某中学兴趣小组在地震时得到的一段振动图象,经处理后其图象如图,则振针在t=3.5 s时,速度v、位移x的方向应为 ( )
A.v为正,x为负 B.v为负,x为正
C.v、x都为正 D.v、x都为负
【解析】选C。由题图可得,振针在t=3.5 s时,振针正在远离平衡位置,向正方向运动,所以速度为正值,此时振针相对平衡位置的位移为正向位移,故C正确。故选C。
5.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是 ( )
A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值
B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大
C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同
D.质点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
【解析】选D。质点通过同一位置,加速度、位移相同,速度方向可正可负,A、C错误、D正确;质点通过平衡位置时,速度最大,加速度为零,B错误。
6.(2021·贵阳高二检测)某质点做简谐运动的图象如图所示,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的 ( )
A.速度一定为正,加速度不一定为负
B.速度一定为负,加速度一定为正
C.速度一定为负,加速度也一定为负
D.速度不一定为正,加速度一定为正
【解析】选D。由振动图象可知,质点在0.18 s到0.20 s时间内,质点速度为负,加速度为正;在0.20 s到0.22 s时间内,质点速度为正,加速度为正;选项D正确。
7.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
【解析】选C。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。由图象乙知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。t=0.8 s时,图象的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方向向左,故C正确。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。
二、非选择题(14分)
8.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象,求:
(1)振子在从计时时刻起20 s内通过的路程。
(2)在30 s末,振子的位移。
【解析】(1)由图可知,振子离开平衡位置的最大距离为30 cm,在20 s内正好一个来回,故通过的路程为60 cm。
(2)由图可知:在30 s末,振子的位移大小为30 cm,方向沿x轴的负方向。
答案:(1)60 cm (2)30 cm,方向沿x轴的负方向
提升练
9.(15分)(1)(多选)如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,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
(2)如图所示,简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点,其中:
①与a点位移相同的点有哪些
②与a点速度相同的点有哪些
③图象上从a点到c点,质点经过的路程为多少
【解析】(1)选A、C。由振动图象可知,质点离开平衡位置的最大距离为10 cm,选项A正确;在1.5 s和2.5 s这两个时刻,质点的位移等大反向,则选项B错误;在1.5 s和2.5 s这两个时刻,图象的斜率相同,则质点的速度相同,选项C正确;0.5 s=,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,选项D错误;故选A、C。
(2)①分析图象可得a、b、e、f的位移均为1 cm。c、d点的位移都是-1 cm。故与a点位移相同的点为b、e、f三点。
②由①可知,图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置。图象上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置。故以上6个点的速度大小相等。再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下。故与a点有相同速度的点为d和e。
③图象上从a点到b点,对应质点从正方向1 cm处先是到达2 cm 处又返回到
1 cm处,通过的路程为2 cm。从b点到c点,对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm 处,通过的路程也为2 cm,故从a点到c点总共通过的路程为4 cm。
答案:(1)A、C (2)①b、e、f ②d、e ③4 cm
10.(15分)(1)(多选)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
(2)某质点做简谐运动的振动图象如图所示。根据图象中的信息,回答下列问题。
①质点离开平衡位置的最大距离有多大
②质点在10 s末和20 s末的位移是多少
③质点在15 s和25 s时各向什么方向运动
④质点在前30 s内的运动路程是多少
【解析】(1)选A、D。振子在A、B两点时的速度为零,但位移为最大,故A正确;振子经过O点时速度方向不变,故B错;弹力的方向有时也与速度方向相同,故C错。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。
(2)①质点离开平衡位置的最大距离等于质点的最大位移的大小,由题图看出,此距离为20 cm。
②质点在10 s末的位移x1=20 cm,20 s末的位移x2=0。
③15 s末质点位移为正,15 s后的一段时间,位移逐渐减小,故质点在15 s末向负方向运动,同理可知,25 s末质点也向负方向运动。
④前30 s质点先是由平衡位置沿正方向振动了20 cm,又返回平衡位置,最后又到达负方向20 cm处,故质点在前30 s内的总路程为60 cm。
答案:(1)A、D (2)①20 cm ②20 cm 0
③负方向 负方向 ④60 cm
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