2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 2.1简谐运动 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
2.1简谐运动 课时练（解析版）
1．一做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v0。若从某时刻算起，在半个周期内，合外力（　　）
A．做功一定为0 B．做功一定不为0
C．做功一定是mv02 D．做功可能是0到mv02之间的某一个值
2．如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上做往复运动（不计空气阻力），两者保持相对静止。则下列说法正确的是（　　）
A．A和B均做简谐运动
B．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成反比
C．B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功
D．B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功
3．关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．简谐运动是匀变速运动
B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
C．简谐运动的回复力可以是恒力
D．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
4．如图所示，竖直轻质弹性绳上端固定，原长状态时下端在P点。现取来一块带有小孔的薄板，使小孔处在P点，并将绳下端穿过小孔悬挂一个质量为m的小球，小球静止时位于O点。现将小球拉至与O点等高的A点静止释放，B为A点的对称点，不计一切阻力且弹性绳始终遵循胡克定律。则关于小球释放之后的运动，下列说法正确的是（　　）
A．小球将沿直线在A、B之间来回运动
B．小球将沿曲线在A、B之间来回运动
C．小球经过P点正下方时绳子拉力大于mg
D．小球的运动不是简谐运动
5．简谐运动属于（　　）
A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀变速运动 D．变加速运动
6．一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为振子的平衡位置，如图所示。规定向右为正方向，当振子向左运动经过O点时开始计时，则图中画出的振动图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一带正电小球以O点为平衡位置在B、C间做简谐运动，取水平向右为振子相对平衡位置的位移的正方向，当小球运动到B点时突然施加一水平向右的匀强电场，则下列说法正确的是（　　）
A．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点
B．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点左侧
C．带电小球接下来仍做简谐运动，此时的平衡位置位于O点右侧
D．带电小球接下来将不再做简谐运动
8．关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．位移减小时，加速度增大，速度也增大
B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同
C．物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反
D．物体向平衡位置运动时，做匀加速运动
9．如图所示，一弹簧振子在平衡位置O点附近作振动，关于振子完成一次全振动，下列说法错误的是（　　）
A．从O→B→O→C→O完成一次全振动
B．从O点出发回到O完成了一次全振动
C．从B点出发再次回到B就完成了一次全振动
D．从C点出发再次回到C就完成了一次全振动
10．简谐振动属于以下哪种运动（　　）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动
C．非匀变速运动 D．以上运动都可能
11．简谐运动的质点在运动过程中连续两次经过某一位置时，不相同的物理量（　　）
A．位移 B．速度 C．回复力 D．加速度
12．如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O点为平衡位置，在C、D两点之间做周期为T的简谐运动。已知在t1时刻物块的速度大小为v、方向向下，动能为Ek。下列说法正确的是（　　）
A．如果在t2时刻物块的速度大小也为v，方向向下，则t2－t1的最小值小于
B．如果在t2时刻物块的动能也为Ek，则t2－t1的最小值为
C．当物块通过O点时，其加速度最小
D．物块在C、D两点的加速度相同
13．弹簧振子
（1）机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的_____运动，简称振动。
（2）弹簧振子：_____和弹簧组成的系统。
14．判断下列说法的正误。
（1）小鸟飞走后树枝的往复运动不是机械振动。（____）
（2）弹簧振子同质点一样都是理想化模型。（____）
（3）弹簧振子的x－t图像的曲线就是它的运动轨迹。（____）
（4）弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段。（____）
（5）简谐运动的图像表示质点振动的轨迹是正弦曲线。（____）
（6）振动图像中弹簧振子的位移－5 cm小于1 cm。（____）
15．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．
16．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。
17．如图所示的装置，把小球向右拉开一段距离后释放，可以观察到小球左右运动了一段时间，最终停止运动。
（1）小球的运动具有什么特点？为什么小球最终停止运动？
（2）在横杆上涂上一层润滑油，重复刚才的实验，观察到的结果与第一次实验有何不同？
（3）猜想：如果小球受到的阻力忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小得多，也忽略不计，实验结果如何？
参考答案
1．A
【详解】
若从某时刻算起，在半个周期内，振子的速度与开始时等大反向，根据动能定理可知，动能的变化量为零，则合外力的功为零。
故选A。
2．A
【详解】
A．物体A和B一起在光滑的水平面上做往复运动，回复力，则都做简谐运动，故A正确；
B．设弹簧型变量为x，弹簧的劲度系数为k，物体A、B的质量分别为M、m，对A、B整体，根据牛顿第二定律有
对A物体，根据牛顿第二定律有
可见，作用在A物体上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比，故B错误；
C．在简谐运动中，B对A的静摩擦力方向与位移方向相同或相反，B对A的静摩擦力对A做功，同理，A对B的静摩擦力也对B做功，故C错误；
D．当物体A、B离开平衡位置时，B对A的静摩擦力对A做负功，A对B的静摩擦力对B做正功，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】
A. 简谐运动的加速度是不断变化的，不是匀变速运动，选项A错误；
B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，选项B正确。
C. 简谐运动的回复力F=-kx可知，回复力随位移逐渐变化，不是恒力，选项C错误；
D. 单摆只有在摆角小于5°时才能认为是简谐运动，选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】
设PO=h，则
设某时刻弹性绳与竖直方向的夹角为θ，此时球离开O点的距离为x,则弹力的竖直分量
可知合力方向水平，小球将沿直线在A、B之间来回运动；小球受大小为
满足简谐振动的F=-kx的特征，则球的运动是简谐振动；小球经过P点正下方时绳子拉力等于mg。
故选A。
5．D
【详解】
简谐运动中，加速度随时间不断变化，则属于变加速运动。
故选D。
6．B
【详解】
由题意，因为向右为正方向，且振子向左运动经过O点时开始计时，所以t=0时刻图像的斜率应为负，故B正确。
故选B。
7．C
【详解】
由受力分析可知，加上匀强电场以后小球受力为恒定的电场力与弹簧弹力，此时小球的合力为二者的矢量和，仍然满足
故小球仍做简谐运动，且此模型与竖直状态的弹簧振子类似。同时由于受到向右的电场力，所以振幅将增大，故平衡位置位于O点右侧，ABD错误，C正确。
故选C。
8．C
【详解】
A．位移减小时，加速度减小，速度增大。A错误；
B．根据回复力公式可知，位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向可以相同，也可以相反。B错误；
C．物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反，C正确；
D．物体向平衡位置运动时，做加速度减小的加速运动。D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．弹簧振子从O点开始向右运动，到再次到O点向右运动，即完成了一次全振动 ，A正确；
B．从O点出发回到O点，可能为半个周期，B错误；
C．从B点出发到再次回到B点，即即为一次全振动 ，C正确；
D．从C点出发到再次回到C点，即即为一次全振动 ，D正确。
故选B。
10．C
【详解】
A．简谐运动的速度是变化的，不可能是匀速直线运动，故A错误；
BCD．简谐运动物体的速度随时间也周期性变化，回复力和加速度随时间作周期性变化，是非匀变速运动，故C正确，BD错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同。故A错误；
B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度方向不相同。故B正确；
C．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同。故C错误；
D．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同。故D错误。
故选B。
12．AC
【详解】
A．如果在时刻物块位于O点上方且向下运动，时刻物块位于O点下方且与时刻物块速度相同，则的最小值小于，选项A正确；
B．如果在时刻物块的动能也为，则时刻物块速度与时刻大小相等，方向可能相同，也可能相反，的最小值小于，选项B错误；
C．题图中O点是平衡位置，物块通过O点时位移最小，根据
知，其加速度最小，选项C正确；
D．C、D两点关于平衡位置对称，加速度等大反向，选项D错误。
故选AC。
13．往复 小球（或物体）
14．错误 正确 错误 正确 错误 错误
15．位移 正比
16．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。
17．（1）小球的运动具有往复性；小球因为受到阻力的作用最终停止运动；（2）小球往复运动的次数增多，运动时间变长；（3）小球将持续地做往复运动