2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第二章第1节简谐运动（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第二章第1节简谐运动
巩固拔高练习
一、单选题
1． 做简谐运动的物体，在不同时刻通过同一确定位置时可能不相同的物理量是( )
A．加速度 B．动能 C．速度 D．位移
2． 如图所示，甲质点在x1轴上做简谐运动，O1为其平衡位置，A1、B1为其所能达到的最远处。乙质点沿x2轴从A2点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知A1O1=A2O2，甲、乙两质点分别经过O1、O2时速率相等，设甲质点从A1运动到O1的时间为t1，乙质点从A2运动到O2的时间为t2，则（ ）
A．t1=t2 B．t1>t2
C．t13． 如图所示的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C之间振动，取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移x的正方向，简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列物理量可能不同的是（ ）
A．位移 B．回复力
C．动能 D．动量
4． 物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（ ）
A．简谐运动中加速度与速度始终同向
B．竖直上抛运动中加速度与速度始终同向
C．匀速圆周运动中加速度方向与速度方向始终垂直
D．自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反
5． 质点所受的力F随时间t变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t=0时，质点的速度为零，则下列判断中正确的是（ ）
A．0、t2、t4时刻质点的加速度最大
B．t2时刻质点的动能最大
C．t4时刻质点回到出发点
D．质点做简谐运动
6． 下列说法正确的是（ ）
A．弹簧振子的运动是简谐运动
B．简谐运动是机械运动中最简单、最基本的运动
C．简谐运动中位移的方向总是指向平衡位置
D．简谐运动中位移的方向总与速度的方向相反
7． 下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧振子的运动是简谐运动
B．简谐运动就是指弹簧振子的运动
C．简谐运动是匀变速运动
D．简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种
8． 下列运动可以看成机械振动的是
A．秋风中树叶下落
B．声带发声
C．音叉被移动
D．火车沿斜坡行驶
9． 关于简谐运动的下列说法中，正确的是（ ）
A．位移减小时，加速度增大，速度减小
B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同
C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同
D．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟速度方向相反
10．关于简谐振动，以下说法中正确的是
A．回复力总是指向平衡位置；
B．加速度和速度的方向总是跟位移方向相反；
C．加速度和速度的方向总是跟位移方向相同；
D．做简谐振动的物体，向平衡位置运动，加速度越来越小，速度也越来越小.
二、多选题
11．列五幅图中关于振动和波的说法正确的是（ ）
A．粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动,则该运动是简谐运动
B．若单摆的摆长为L,摆球的质量为m、位移为x,则此时回复力为
C．若此图为某简谐横波某时刻的波形图,则此时质点A、C之间的距离就是该波的一个波长
D．若实线为某简谐横波某时刻的波形图,且此时质点M沿y轴负向运动,则经极短时间后波形图可能如虚线所示
E．人站在水边观察,看不到远处水面下的物体,是因为水面下远处物体的光线射到界面上,入射角较大,发生了全反射,没有光能射到人眼处而不被觉察
12．某物体质量一定，其动量的变化率保持不变，则（ ）
A．物体可能做匀变速直线运动 B．物体可能做匀变速曲线运动
C．物体可能做匀速圆周运动 D．物体中能作简谐运动
13．一根用绝缘材料制成劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与质量为m、电荷量为+q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上，当施加一个场强为E水平向右的匀强电场后，小球开始做往复运动，那么（ ）
A．小球的运动是简谐振动
B．小球做简谐运动的振幅为
C．运动过程中小球的机械能守恒
D．小球从左向右的运动过程中，系统的机械能逐渐增大
14．一机械波沿x轴传播，图1为t=0时的波动图像，图2为x=5m处A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为-1m，则（ ）
A．这列波向x轴正向传播，波速为
B．t=0.2s时，P、Q两质点加速度相同
C．P质点的振动方程为
D．这列波的波动方程为
15．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面顶端固定一劲度系数为k1的绝缘轻质弹簧，弹簧另外一端连接一质量为m、带电荷量为+Q的小球P，斜面底端固定一带电小球S，带电荷量为-q，当小球P静止时，两者相距r。现突然将小球S移走，小球P做简谐运动，已知静电力常量为k，弹簧的原长为x0，小球可视为质点，重力加速度为g，则（ ）
A．小球P受到的回复力满足F回=-kx，式中k为弹簧的劲度系数
B．小球P做简谐运动的振幅为
C．小球P做简谐运动的平衡位置距离斜面顶端+x0
D．若不撤去小球S，给小球P沿斜面向下的初速度，小球P仍做简谐运动
三、解答题
16．如图甲所示，a、b为某种物质的两个分子，假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上），以a为原点，沿两分子连线建立x轴。两个分子之间的作用力与它们之间距离x的F—x关系图线如图乙所示。图线在r0处的斜率为k，当分子b在两分子间距r0附近小范围振动时：
(1)弹簧、橡皮筋等弹性物质，大多有“弹性限度”，在“弹性限度”范围遵守胡克定律，请结合图乙从微观尺度上谈谈你对“弹性限度”范围的理解。说明在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式；
(2)推导两分子间距为x（xr0）时，两分子间分子势能EP的表达式；当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0。求两分子在r0附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时，热运动加剧，A同学认为分子振动范围变大，B同学认为分子振动频率变大，哪位同学的观点正确？
17．如图甲所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一小球（可视为质点），弹簧处于原长时小球位于点．将小球从点由静止释放，小球沿竖直方向在之间做往复运动，如图乙所示．小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内．不计空气阻力，重力加速度为．
（1）证明小球的振动是简谐振动；
（2）已知弹簧劲度系数为．以点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，建立一维坐标系，如图乙所示．
a．请在图丙中画出小球从运动到的过程中，弹簧弹力的大小随相对于点的位移变化的图象．根据图象求：小球从运动到任意位置的过程中弹力所做的功，以及小球在此位置时弹簧的弹性势能；
b．已知小球质量为，小球在运动的过程中，小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒．求小球经过中点时瞬时速度的大小．
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第二章第1节简谐运动（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D C B A A B C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BDE AB AD CD AB
三、解答题
16．(1)弹力时分子力的宏观表现，从微观尺度上看，只有在r0附近，分子力才和分子偏离r0的距离成正比，宏观上表现为“弹性限度”范围。在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式时简谐运动。
，简谐振动；(2)，，A同学正确。
17．（1）证明：开始时弹簧形变量，规定向下为正方向，依据平衡关系， 之后，，以为平衡点，即原点， 故，故做简谐运动．；（2） ；
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