广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：1.1初识简谐运动 课时训练（含解析）

1.1初识简谐运动
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．下列关于简谐运动的说法，正确的是（
）
A．只要有回复力，物体就会做简谐运动
B．物体做简谐运动时，加速度最大，速度也最大
C．物体做简谐运动时，速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同
D．物体做简谐运动时，加速度和速度方向总是与位移方向相反
3．简谐运动属于（
）
A．匀变速运动
B．匀速直线运动
C．变加速运动
D．匀加速直线运动
4．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
5．做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是(　　)
A．速度一定为正值，加速度一定为负值
B．速度一定为负值，加速度一定为正值
C．速度不一定为负值，加速度不一定为正值
D．速度不一定为负值，加速度一定为正值
6．端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm，周期为6.0s。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。当地面与甲板的高度差不超过15cm时，游客能舒适地登船。在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（　　）
A．1.0s
B．1.5s
C．2.0s
D．3.0s
7．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的
．
A．位移增大
B．速度增大
C．回复力增大
D．机械能增大
8．如图所示，两长方体木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为，B与劲度系数为的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子，为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则
A．它们的最大加速度不能大于
B．它们的最大加速度不能大于
C．它们的振幅不能大于
D．它们的振幅不能大于
9．如图所示，在倾角为
的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板现让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，之后在斜面上做简谐运动，在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则?（
）
A．简谐运动的振幅为
B．简谐运动的振幅为
C．B对C的最大弹力为
D．B对C的最大弹力为
10．甲、乙两弹簧振子水平放置时的振动图象如图所示，则可知（
）
A．两弹簧振子完全相同
B．振子甲速度为零时，振子乙速度最大
C．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲：F乙＝2：1
D．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零
E.两振子的振动频率之比f甲：f乙＝1：2
11．物体在某一中心位置_________所做的_______叫做机械振动，其中心位置又称______.
12．男生的声带一般宽而厚，振动_______低，所以声音低沉；女生的声带一般窄而薄，振动_____高，所以声音尖细.说话的嗓门有大有小，这是声音的_______不同.
13．如图所示，振动质点做简谐运动，先后以相等而反向的加速度经过a、b两点时，历时2s，过ｂ点后又经2s，仍以相同加速度再经ｂ点，其振动周期为________．
参考答案
1．C
【解析】
A.
根据a=?，每次通过同一位置时，加速度相同，故A错误；
B.
经过同一位置，势能相同，由于机械能一定，故动能也相同，故B错误；
C.
经过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，故C正确；
D.
因为位移是初位置指向末位置的有向线段，末位置都为平衡位置，故位移相同，D错误
2．C
【解析】
A．只要有回复力物体一定振动，但不一定是简谐运动，如阻尼振动，选项A错误；
B．物体做简谐运动加速度最大时，根据可知位移最大，此时速度为零，最小，选项B错误；
C．物体做简谐运动时，位移一定是背离平衡位置，故速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同，选项C正确；
D．物体做简谐运动时，加速度，方向总是与位移方向相反；而速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同．选项D错误．
故选C。
3．C
【解析】
根据简谐运动的特征：，可知物体的加速度大小和方向随位移的变化而变化，位移作周期性变化，加速度也作周期性变化，所以简谐运动是变加速运动，故C正确，ABD错误．
4．A
【解析】
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。
5．D
【解析】
振子的位移为负值时，可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能在两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，ABC错误。
6．C
【解析】
根据题意，甲板的振动可表示为
当地面与甲板的高度差等于15cm时，解得
所以在一个周期内，游客能舒适登船的时间是
故选C。
7．AC
【解析】
由简谐运动的特点可知，当偏角增大，摆球偏离平衡位置的位移增大，故A正确；当偏角增大，动能转化为重力势能，所以速度减小，故B错误；由回复力
可知，位移增大，回复力增大，故C正确，单摆做简谐运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故D错误；
8．AD
【解析】
当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时，AB间静摩擦力达到最大．此时AB到达最大位移处。根据牛顿第二定律得，以A为研究对象，最大加速度
以整体为研究对象
联立两式得，最大振幅
故AD正确，BC错误。
9．BD
【解析】
AB．当弹力等于AD重力沿斜面向下的分力时AD处于平衡状态可得
平衡位置时弹簧的形变量为
弹簧处于压缩状态，当B对C弹力最小时，对B分析则有
故弹簧应伸长达最大位移处，此时形变量
此时弹簧处于伸长状态，故简谐运动的振幅为
故B正确，A错误；
CD．当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大，由对称性可知，此时弹簧的形变量为
此时弹力为
B对C的弹力为
故C错误，D正确。
故选BD。
10．BDE
【解析】
A．两弹簧振子不一定完全相同，A错误；
B．分析振动图像可知，振子甲速度为零时，振子乙处于平衡位置，速度最大，B正确；
C．弹簧振子的回复力
本题中k可能不同，则无法判断两振子的回复力最大值的关系，C错误；
D．分析振动图像可知，振子乙速度最大时，振子甲可能处于最大位移处，也可能处于平衡位置，故振子甲速度不一定为零，D正确；
E．由图可知甲、乙两个振子的周期分别为，，，甲、乙两个振子的周期之比为2：1，频率
所以甲乙振子的振动频率之
E正确。
故选BDE。
11．两侧
往复运动
平衡位置
【解析】
[1][2]物体（或物体的一部分）在某一中心位置的两侧所做的往复运动叫做机械振动；
[3]中心位置又称平衡位置，即当物体不再做往复运动时，最终停下来的位置。
12．频率
频率
响度
【解析】
[1]男生的声带一般宽而厚，说明声带振动慢，所以频率低；
[2]女生的声带一般窄而薄，说明声带振动快，所以频率高；
[3]响度是声音的三个特征之一，与声音的振幅有关，振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小；题中的“嗓门大小”是说声音的振幅大小，所以声音的响度不同。
此外，声音的另外两个特征分别是音调和音色，音调是指声音的高低，由振动的频率决定；音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关。
13．8
【解析】
因ab两点具有大小相等、方向相反的加速度，所以ab两点关于平衡位置对称，所以质点从a点开始到第二次经过b点的时间为半个周期，所以周期为8s．