11.2简谐运动的描述-2020-2021学年高二物理课时同步练（人教版选修3-4）

选修3-4 第十一章 机械振动 第二节 简谐运动的描述 一、单选题 1．（2021·江苏南通市·高二期末）一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图所示。a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，且b、d关于平衡位置对称，则下列说法正确的是（　　） A．质点做简谐运动的方程为 B．质点在位置b与位置d时速度大小相同，方向不同 C．质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等 D．质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等 【答案】C 【解析】A．根据图象可得周期T=8s，故角速度 简谐运动方程为 x=Asin t 故A错误； B．由振动图像可知，质点在位置b与位置d时速度大小相同，方向相同，选项B错误； C．质点从位置a到c和从位置b到d所用的时间相等，均为2s，故C正确； D．质点从位置a到b和从b到c的过程中时间相同但位移大小不同，故平均速度不同，故D错误． 故选C。 2．（2021·广东高三专题练习）如图甲所示的弹簧振子（以O点为平衡位置在B、C间振动），取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是（ ） A．t = 0时，振子处在O位置 B．振子运动的周期为4s C．t = 4s时振子对平衡位置的位移为10cm D．t = 2.5s时振子对平衡位置的位移为5cm 【答案】B 【解析】由图乙可知，振子做简谐振动的振幅为10cm，其周期T = 4s，t = 0和t = 4s时，振子在负的最大位置，即图甲中的B位置。由于振子做变速运动，故t = 2.5s时，振子的位移应大于5cm。 故选B。 3．（2021·浙江衢州市·高二期末）如图甲所示，在光滑的水平面上，劲度系数为 的轻质弹簧的一端固定在墙壁上，另一端与一个质量为 物体相连，在物体上放质量为 的木块，压缩弹簧，释放后两者一起运动，运动过程中始终保持相对静止。图乙是两物体一起运动的振动图像，振幅为 ，则下列说法正确的是（　　） A． 内速度在减小，加速度在减小 B． 内木块受到的摩擦力在增大 C． 时刻木块受到的摩擦力大小为 D． 时刻木块受到的摩擦力大小为 【答案】C 【解析】A．两物体一起振动， 内由图可知物体向平衡位置振动速度在增大，加速度在减小，A错误； B． 内过程由振动图像可知加速度在减小，木块的摩擦力提供加速度，则 内木块受到的摩擦力在减小，B错误； C． 时刻对两物受力分析，则有 对在物体上放质量为 的木块受力分析，则有 解得 C正确； D． 时刻木块受到的摩擦力大小为加速度为0，则摩擦力为0，D错误。 故选C。 4．（2021·浙江宁波市·高二期末）一个小球与弹簧连接套在光滑水平细杆上，在A、B间做简谐运动，O点为AB的中点，如图所示。以O点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标系，得到小球振动图像。下列结论正确的是（　　） A．小球振动的频率是2Hz B．t=0.5s时，小球在B位置 C．小球在A、B位置时，加速度最大，速度也最大 D．如果将小球的振幅增大，则周期也会变大 【答案】B 【解析】A．由小球振动图像可知，振动周期 所以小球振动的频率是 故A错误； B．由小球振动图像可知，t=0.5s时，小球在正向位移最大处，水平向右为正方向，故B正确； C．小球在A、B位置时，加速度最大，速度为零，故C错误； D．小球振动的周期与振幅无关，故D错误。 故选B。 5．（2021·山东济宁市·高二期末）一弹簧振子沿水平方向放置，取向右为正方向，其振动图像如图所示。由图可知（　　） A．t=1.0s时振子的速度为零，加速度为正的最大值 B．在1.0s~1.5s内振子的速度增加，加速度为负值 C．在2.0s~2.5s内振子的速度减小，加速度为负值 D．t=2.5s时振子的速度为零，加速度为负的最大值 【答案】B 【解析】A．t=1.0s时振子的速度为零，加速度为负的最大值，所以A错误； B．在1.0s~1.5s内振子的速度增加，加速度为负值，所以B正确； C．在2.0s~2.5s内振子的速度增加，加速度为正值，所以C错误； D．t=2.5s时振子的速度最大，加速度为0，所以D错误； 故选B。 6．（2021·蕲春县第一高级中学高三专题练习）弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　） A．1.4s B．1.6s C．2s D．3s 【答案】B 【解析】如图甲所示，设O为平衡位置，OB（OC）代表振幅，振子从O到C所需时间为 。因为简谐运动具有对称性，所以振子从M到C所用时间和从C到M所用时间相等，故 =0.3s+ s=0.4s 解得 T=1.6s 如图乙所示，若振子一开