2019-2020学年高中物理第11章机械振动课时作业1简谐运动含解析新人教版选修3 6页

课时作业(一)‎ ‎1．关于简谐运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．位移的方向总指向平衡位置 B．加速度方向总和位移方向相反 C．位移方向总和速度方向相反 D．速度方向总跟位移方向相同 解析　简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动过程中任一时刻的位移都是背离平衡位置的，故A选项错误；振子的加速度总是指向平衡位置的，而位移总是背离平衡位置的，故B选项正确；振子在平衡位置两侧往复运动，故C、D选项错误．‎ 答案　B ‎2．做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的(　　)‎ A．加速度　　　　　　　　 B．动能 C．位移 D．速度 解析　同一位置位移相同，振子受力相同，加速度相同，速度大小以及动能相同，但速度方向有两种可能，选项A、B、C对，选项D错．‎ 答案　ABC ‎3．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内(　　)‎ A．振子的位移越来越大 B．振子正向平衡位置运动 C．振子速度与位移同向 D．振子速度与位移方向相反 解析　因振子速度越来越大，可判定振子正向平衡位置运动，而位移总是背离平衡位置的，因此速度与位移方向相反，所以选项A、C错误，选项B、D正确．‎ 答案　BD ‎4．如图所示的一弹簧振子，设向右为正方向，O为平衡位置则(　　)‎ A．A→O时，位移为负，速度为正 B．O→B时，位移为正，加速度为负 C．B→O时，位移为负，速度为正 6‎ D．O→A时，位移为负，加速度为正 解析　位移方向是从平衡位置指向振子所在位置，加速度方向总是指向平衡位置，故选C项．‎ 答案　C ‎5．如图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不正确的是(　　)‎ A．该图像的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置 B．从图像可以看出小球在振动过程中是沿垂直x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化快慢不同 解析　该图像的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置，小球的振动过程是沿x轴方向移动的，故A项对，B项错．由获得图像的方法知C项对．频闪照相是在相同时间留下的小球的像，因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢，D项对．‎ 答案　B ‎6．如图所示，弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，由图可知(　　)‎ A．在t＝1 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 B．在t＝2 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 C．在t＝3 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 D．在t＝4 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 解析　t＝1 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，选项A错误；t＝2 s时，位移为零，加速度为零，而速度最大．速度方向要看该点切线斜率的正、负，t＝2 s时，速度为负值，选项B正确；t＝3 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，选项C错误；t＝4‎ 6‎ ‎ s时，位移为零，加速度为零，速度最大，方向为正，选项D错误．‎ 答案　B ‎7.如图表示某质点简谐运动的图像，以下说法正确的是(　　)‎ A．t1、t2时刻的速度相同 B．从t1到t2这段时间内，速度与加速度同向 C．从t2到t3这段时间内，速度变大，加速度变小 D．t1、t3时刻的加速度相同 解析　t1时刻振子速度最大，t2时刻振子速度为零，故A项不正确；t1到t2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，所以两者方向相反，则B项不正确；在t2到t3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C项正确；t1和t3时刻质点在平衡位置，故加速度均为零，D项正确．‎ 答案　CD ‎8．如图所示为某质点在0－4 s内的振动图像，则(　　)‎ A．质点在3 s末的位移为2 m B．质点在4 s末的位移为8 m C．质点在4 s内的路程为8 m D．质点在4 s内的路程为零 解析　振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移．位移是矢量，有大小，也有方向．因此3 s末的位移为－2 m,4 s末位移为零．路程是指质点运动的路径的长度，在4 s内应该是从平衡位置到位移最大位置这段距离的4倍，即为8 m，C项正确．‎ 答案　C ‎9.如图所示，为一弹簧振子做简谐运动的振动图线，在t1、t2时刻这个质点的(　　)‎ 6‎ A．加速度相同 B．位移相同 C．速度相同 D．机械能相同 解析　在弹簧振子做简谐运动时机械能守恒，在t1、t2两时刻振子具有相同大小的位移，但方向不同，加速度不同，故A、B项不正确；由图像可知t1、t2两时刻速度方向不同，故C项错误．‎ 答案　D ‎10．一弹簧振子沿x轴在[－4,4]区间振动，振子的平衡位置在x轴上的O点．图1中的a、b、c、d为4个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向．图2给出的①②③④4条振动图线，可用于表示振子的振动图像．则(　　)‎ A．若规定状态a时t＝0，则图像为①‎ B．若规定状态b时t＝0，则图像为②‎ 6‎ C．若规定状态c时t＝0，则图像为③‎ D．若规定状态d时t＝0，则图像为④‎ 解析　a点t＝0时刻位移为3，由①振动图线可知a向x正方向运动，则选项A正确．b点t＝0时刻位移为2，②振动图像不在位移2处，选项B错误．c点t＝0时位移为－2，向x负方向运动，而③振动图线向x正方向运动，选项C错误．d点t＝0时，位移为－4，与④振动图线一致，据振动的对称性该质点一定能达到＋4位置．但图像上只到＋3位置，所以选项D不正确．‎ 答案　A ‎11．如图所示的弹簧振子列表分析如下：(只分析A→O，其他过程由同学们自己分析)‎ 振子运动 A→O O→A′‎ A′→O O→A 位移x方向、大小变化 向右减小 弹力F方向、大小变化 向左减小 加速度a方向、大小变化 向左减小 速度v方向、大小变化 向左增大 答案　如下表所示 振子运动 A→O O→A′‎ A′→O O→A 位移x方向、大小变化 向右减小 向左增大 向左减小 向右增大 弹力F方向、大小变化 向左减小 向右增大 向右减小 向左增大 加速度a方向、大小变化 向左减小 向右增大 向右减小 向左增大 6‎ 速度v方向、大小变化 向左增大 向左减小 向右增大 向右减小 ‎12.一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图①所示，它的振动图像如图②所示，设向右为正方向，则：‎ ‎(1)OB＝________ cm；‎ ‎(2)第0.2 s末质点的速度方向是________，位移大小为________；‎ ‎(3)第0.7 s时，质点位置在________点与________点之间；‎ ‎(4)质点从O经B运动到A所需时间t＝________ s；‎ ‎(5)质点在0.2 s到0.8 s内运动的路程为________ cm.‎ 解析　(1)OB＝5 cm.‎ ‎(2)在第0.2 s末质点沿x轴负方向运动，即速度向左，此时正处在平衡位置，位移大小为0.‎ ‎(3)第0.7 s时，质点正处于由平衡位置向正向最大位移运动的过程中，即在O点与B点之间．‎ ‎(4)由图像知，由质点O到B需0.2 s，由对称性可知从O经B运动到A所需时间t＝0.6 s.‎ ‎(5)由图像知，质点由O点到B点位移为5 cm，由对称性可知质点在0.2 s到0.8 s的运动路程为15 cm.‎ 答案　(1)5　(2)向左　0　(3)O　B　(4)0.6　(5)15‎ 6‎