第2章 第1节 简谐运动 能力（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2章 第1节 简谐运动 能力（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 247.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-06 16:09:17 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修一 第2章 第1节 简谐运动 能力
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 如图甲所示，弹簧振子中小球运动的最左端 （最右端 ）与平衡位置 间的距离为 ，规定向右为正方向，其振动图象如图乙所示，下列说法正确的是
A. 图乙中 应为
B. 时间内小球由 向 运动
C. 时间内小球由 向 运动
D. 时间内与 时间内小球运动方向相反
2. 某弹簧振子如图所示，其中 、 均为振子偏离平衡位置的最大位移处， 为平衡位置。在振子由 向 运动的过程中
A. 振子偏离平衡位置的位移方向向左
B. 振子偏离平衡位置的位移正在减小
C. 弹簧的弹性势能正在减小
D. 振子的速度正在减小
3. 如图甲所示，物块与轻质弹簧组成的弹簧振子，在竖直方向上做简谐运动。取竖直向上为正方向，该弹簧振子的振动图象如图乙所示，则
A. 时，振子向上运动
B. 到 过程中，振子的速度增大
C. 和 时，振子的加速度相同
D. 和 时，振子的速度相同
4. 质点做简谐运动，其 图象如图。以 轴正方向为速度 的正方向，该质点的 关系是
A. B.
C. D.
5. 一物体置于一平台上，随平台一起在竖直方向上做简谐运动，则
A. 当平台振动到最高点时，物体对平台的正压力最大
B. 当平台振动到最低点时，物体对平台的正压力最大
C. 当平台振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力为零
D. 物体在上下振动的过程中，物体的机械能守恒
二、多项选择题（共1小题；共4分）
6. 一个质点以 点为平衡位置做简谐运动，位移随时间变化的图象如图， 、 、 、 表示质点在不同时刻的相应位置，则
A. 质点通过位置 时速度最大，加速度为零
B. 质点从位置 到位置 和从位置 到位置 所用时间相等
C. 质点从位置 到位置 和从位置 到位置 的平均速度相等
D. 质点通过位置 和通过位置 时速度方向相同
三、解答题（共1小题；共13分）
7. 如图所示，一个质量为 、有小孔的小球连接在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，该弹簧的劲度系数 ，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。不加任何外力时，小球静止在 点位置。现将小球向右拉至 点，然后由静止释放，小球将做简谐运动，小球向左运动的最远位置是 点。其中 ，小球运动到 点时弹簧的弹性势能为 ，不计其他阻力。求：
（1）小球在 点的位移大小和加速度大小；
（2）小球在振动过程中的最大速度大小。
答案
第一部分
1. A
【解析】结合甲、乙两图可以知道 时刻小球的位移为正值且最大，小球位于 点， 应为 ，A正确；
时间内位移为正值且逐渐增大，小球由 向 运动，B错误；
时间内位移为正值且逐渐减小，小球由 向 运动，C错误；
时间内小球先沿正方向运动到最大位移处，再沿负方向运动到位移为零处， 时间内小球先沿负方向运动到负的最大位移处，再沿正方向运动到位移为零处，D错误。
2. D
【解析】振子由 向 运动的过程中，偏离平衡位置的位移方向向右，且正在增大，故A、B错误；
弹簧处于伸长状态且形变量正在增大，故弹簧的弹性势能正在增大，振子的动能转化为弹簧的弹性势能，振子的速度减小，故C错误，D正确。
3. C
【解析】由题图乙可知， 时，振子处于平衡位置，速度最大，向负方向运动，即振子向下运动，故A错误；
时，振子处于负向最大位移处，所以 到 过程中，振子由平衡位置向下运动到负向最大位移处，在平衡位置时，振子的速度最大，在最大位移处，振子的速度为 ，所以振子的速度减小，故B错误；
在 和 时，振子的加速度方向均竖直向下，速度方向不同： 时速度竖直向上， 时速度竖直向下，故C正确，D错误。
故选C。
4. B
【解析】质点做简谐运动时，位移、速度都随时间周期性变化，且变化的周期相等，C、D项错误；当质点由正向最大位移向平衡位置运动时，速度在增大且速度方向沿 轴负方向，A项错误，B项正确。
5. B
【解析】物体和平台一起做简谐运动，物体的加速度方向总是指向平衡位置，当处于平衡位置下方时，加速度向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律，有 ，在最低点加速度最大，支持力最大，根据牛顿第三定律，物体对平台的正压力最大，故A错误，B正确；当平台振动经过平衡位置时，物体的加速度为零，物体对平台的正压力等于物体的重力，故C错误；物体运动过程中，支持力对它做功，故它的机械能不守恒，故D错误。
第二部分
6. A， B， D
【解析】质点通过位置 即平衡位置时，速度最大，加速度为零，故A正确；
由图象可知质点从位置 到 和从位置 到 所用的时间相等，均为 ，故B正确；
质点从位置 到 和从位置 到 ，所用时间相同，但位移大小不同，则平均速度不相等，故C错误；
由图象可看出，质点通过位置 和通过位置 时速度方向相同，故D正确。
第三部分
7. （1） ；
【解析】由于小球在做简谐运动，故 、 两点关于 点对称，则小球在 点的位移大小
小球在 点时对其受力分析，可得
解得加速度大小 。
（2）
【解析】小球在 点所受合力为 ，因此在 点时速度最大。振子在运动过程中机械能守恒，由 运动到 的过程中，弹性势能转化为动能，可得
解得 。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 如图甲所示，弹簧振子中小球运动的最左端 （最右端 ）与平衡位置 间的距离为 ，规定向右为正方向，其振动图象如图乙所示，下列说法正确的是
A. 图乙中 应为
B. 时间内小球由 向 运动
C. 时间内小球由 向 运动
D. 时间内与 时间内小球运动方向相反
2. 某弹簧振子如图所示，其中 、 均为振子偏离平衡位置的最大位移处， 为平衡位置。在振子由 向 运动的过程中
A. 振子偏离平衡位置的位移方向向左
B. 振子偏离平衡位置的位移正在减小
C. 弹簧的弹性势能正在减小
D. 振子的速度正在减小
3. 如图甲所示，物块与轻质弹簧组成的弹簧振子，在竖直方向上做简谐运动。取竖直向上为正方向，该弹簧振子的振动图象如图乙所示，则
A. 时，振子向上运动
B. 到 过程中，振子的速度增大
C. 和 时，振子的加速度相同
D. 和 时，振子的速度相同
4. 质点做简谐运动，其 图象如图。以 轴正方向为速度 的正方向，该质点的 关系是
A. B.
C. D.
5. 一物体置于一平台上，随平台一起在竖直方向上做简谐运动，则
A. 当平台振动到最高点时，物体对平台的正压力最大
B. 当平台振动到最低点时，物体对平台的正压力最大
C. 当平台振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力为零
D. 物体在上下振动的过程中，物体的机械能守恒
二、多项选择题（共1小题；共4分）
6. 一个质点以 点为平衡位置做简谐运动，位移随时间变化的图象如图， 、 、 、 表示质点在不同时刻的相应位置，则
A. 质点通过位置 时速度最大，加速度为零
B. 质点从位置 到位置 和从位置 到位置 所用时间相等
C. 质点从位置 到位置 和从位置 到位置 的平均速度相等
D. 质点通过位置 和通过位置 时速度方向相同
三、解答题（共1小题；共13分）
7. 如图所示，一个质量为 、有小孔的小球连接在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，该弹簧的劲度系数 ，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。不加任何外力时，小球静止在 点位置。现将小球向右拉至 点，然后由静止释放，小球将做简谐运动，小球向左运动的最远位置是 点。其中 ，小球运动到 点时弹簧的弹性势能为 ，不计其他阻力。求：
（1）小球在 点的位移大小和加速度大小；
（2）小球在振动过程中的最大速度大小。
答案
第一部分
1. A
【解析】结合甲、乙两图可以知道 时刻小球的位移为正值且最大，小球位于 点， 应为 ，A正确；
时间内位移为正值且逐渐增大，小球由 向 运动，B错误；
时间内位移为正值且逐渐减小，小球由 向 运动，C错误；
时间内小球先沿正方向运动到最大位移处，再沿负方向运动到位移为零处， 时间内小球先沿负方向运动到负的最大位移处，再沿正方向运动到位移为零处，D错误。
2. D
【解析】振子由 向 运动的过程中，偏离平衡位置的位移方向向右，且正在增大，故A、B错误；
弹簧处于伸长状态且形变量正在增大，故弹簧的弹性势能正在增大，振子的动能转化为弹簧的弹性势能，振子的速度减小，故C错误，D正确。
3. C
【解析】由题图乙可知， 时，振子处于平衡位置，速度最大，向负方向运动，即振子向下运动，故A错误；
时，振子处于负向最大位移处，所以 到 过程中，振子由平衡位置向下运动到负向最大位移处，在平衡位置时，振子的速度最大，在最大位移处，振子的速度为 ，所以振子的速度减小，故B错误；
在 和 时，振子的加速度方向均竖直向下，速度方向不同： 时速度竖直向上， 时速度竖直向下，故C正确，D错误。
故选C。
4. B
【解析】质点做简谐运动时，位移、速度都随时间周期性变化，且变化的周期相等，C、D项错误；当质点由正向最大位移向平衡位置运动时，速度在增大且速度方向沿 轴负方向，A项错误，B项正确。
5. B
【解析】物体和平台一起做简谐运动，物体的加速度方向总是指向平衡位置，当处于平衡位置下方时，加速度向上，处于超重状态，根据牛顿第二定律，有 ，在最低点加速度最大，支持力最大，根据牛顿第三定律，物体对平台的正压力最大，故A错误，B正确；当平台振动经过平衡位置时，物体的加速度为零，物体对平台的正压力等于物体的重力，故C错误；物体运动过程中，支持力对它做功，故它的机械能不守恒，故D错误。
第二部分
6. A， B， D
【解析】质点通过位置 即平衡位置时，速度最大，加速度为零，故A正确；
由图象可知质点从位置 到 和从位置 到 所用的时间相等，均为 ，故B正确；
质点从位置 到 和从位置 到 ，所用时间相同，但位移大小不同，则平均速度不相等，故C错误；
由图象可看出，质点通过位置 和通过位置 时速度方向相同，故D正确。
第三部分
7. （1） ；
【解析】由于小球在做简谐运动，故 、 两点关于 点对称，则小球在 点的位移大小
小球在 点时对其受力分析，可得
解得加速度大小 。
（2）
【解析】小球在 点所受合力为 ，因此在 点时速度最大。振子在运动过程中机械能守恒，由 运动到 的过程中，弹性势能转化为动能，可得
解得 。
第1页（共1 页）