2024_2025学年新教材高中物理第二章机械振动1简谐运动训练含解析新人教版选择性必修第一册.docx
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简谐运动
课后篇巩固提升
必备学问基础练
1.关于简谐运动,下列说法正确的是()
A.简谐运动肯定是水平方向的运动
B.全部的振动都可以看作简谐运动
C.物体做简谐运动时肯定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体肯定做简谐运动
解析物体的简谐运动并不肯定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,选项A错误;简谐运动是最简洁的振动,选项B错误;物体做简谐运动的轨迹并不是正弦曲线,选项C错误;若物体的振动图像是正弦曲线,则其肯定是做简谐运动,选项D正确。
答案D
2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A关于平衡位置对称,则物体()
A.在A点和A点的位移相同
B.在两点处的速度可能相同
C.在两点处的加速度可能相同
D.在两点处的动能肯定相同
解析依据简谐运动的特点可知,关于平衡位置的对称点,物体的位移大小相等,但方向相反,选项A错误;物体的速度大小相等,方向可以相同,也可以相反,故选项B正确;物体的加速度大小相等,方向相反,选项C错误;由于速度大小相等,动能肯定相同,选项D正确。
答案BD
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法正确的是()
A.该图像的坐标原点是随意选取的
B.从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动
D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变更快慢不同
解析从图像中能看出坐标原点在平衡位置,不是随意选取的,选项A错误;横轴是由底片匀速运动得到的时间轴,小球只在x轴上振动,选项B错误,选项C正确;图像中相邻小球之间时间相同,密处位置变更慢,选项D正确。
答案CD
4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是()
A.振动图像是从平衡位置起先计时的
B.1s末速度最大
C.1s末速度沿x轴负方向
D.1s末速度为零
解析在t=0时刻,振子处于平衡位置,所以选项A正确;最大位移处是运动方向变更的位置,速度为零,故选项D正确,B、C错误。
答案AD
5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是()
A.0到1s内 B.1s到2s内
C.2s到3s内 D.3s到4s内
解析据题意,假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左,位移应为负值,即时间段在2~4s内;依据位移图像的切线斜率等于速度,可知速度向右,为正值,应在3~4s内,故D正确。
答案D
6.
甲
如图甲所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),此时振子正向负方向运动,加速度为零。那么如图乙所示的四个振动图像能正确反映振动状况的是()
乙
解析计时零点,振子加速度为零,对应振子在平衡位置,B、C项错误;振子向负方向运动,负向位移应渐渐增大,A错误,D正确。
答案D
7.图甲为一弹簧振子的振动图像,规定向右的方向为正方向,试依据图像分析以下问题:
(1)如图乙所示,振子振动的起始位置是,从起始位置起先,振子向(选填“右”或“左”)运动。?
(2)在图乙中,找出如图甲所示图像中的O,A,B,C,D各对应振动过程中的位置。即O对应,A对应,B对应,C对应,D对应。?
(3)在t=2s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向。?
(4)振子在前4s内的位移等于。?
解析(1)由x-t图像知,在t=0时,振子在平衡位置,故起始位置为E;从t=0时刻起先,振子向正的最大位移处运动,即向右运动。(2)由x-t图像知:O点、B点、D点对应平衡位置的E点,A点在正的最大位移处,对应G点;C点在负的最大位移处,对应F点。(3)t=2s时,图线切线斜率为负,即速度方向为负方向;t=0时,图线切线斜率为正,即速度方向为正方向,故两时刻速度方向相反。(4)4s末振子回到平衡位置,故振子在前4s内的位移为零。
答案(1)E右(2)EGEFE(3)相反
(4)0
8.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。依据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?
(2)在1.5s和2.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?
(3)质点在第2s末的位移是多少?在前4s内的路程是多少?
解析(1)由图像上的信息,结合质点的振动过程可知:质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10cm。
(2)从1.5s到2s时间间隔内,质点位移x0,