2.1简谐运动-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）

第二章 机械振动 2.1简谐运动 一、单选题 1.高二年级某同学在天鹅湖中投入一颗小石块激起一列水波，该同学发现湖中有两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰，用手机测量两树叶间水面距离是5m，再通过手机计时发现两树叶在1min内都上下振动了120次。则下列说法正确的是（   ） A. 该列水波的波速是4.0m/s B. 该列水波的频率是120Hz C. 该列水波的波长是2.5m D. 两片树叶的振动方向有可能相同 【答案】 A 【解析】A．根据 则该列水波的波速是4.0m/s，所以A符合题意； B．两树叶在1min内都上下振动了120次，则树叶的振动周期为 树叶振动的频率为 该列水波的频率是2Hz，所以B不符合题意； C．当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰，用手机测量两树叶间水面距离是5m，则有 解得 则该列水波的波长是2m，所以C不符合题意； D．两片树叶的振动方向有相反，所以D不符合题意； 故答案为：A。 2.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 B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量 C. 位移减小时，加速度增大，速度减小 D. 位移的方向总是跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 【答案】 B 【解析】A．简谐运动的加速度是变化的，所以简谐运动是一种变加速的周期性运动，A不符合题意； B．周期是做一次完整周期运动所用的时间，频率是单位时间内完成周期性的次数，都可以反映简谐运动的快慢，是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，B符合题意； C．根据 知，位移减小时，回复力减小，加速度减小，速度增大，C不符合题意； D．根据 知，位移的方向总跟加速度的方向相反，物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；物体运动方向背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，所以位移和速度的方向可能相同也能相反，D不符合题意。 故答案为：B。 3.如图所示，竖直悬挂的弹簧振子，把小球向下拉一小段距离后，放开小球，下列说法正确的是（   ） A. 小球在振动过程中动量守恒 B. 弹簧恢复原长时，小球动能最大 C. 弹簧恢复原长时，小球位于振动的平衡位置 D. 某四分之一周期的时间内小球的动量变化量可能为零 【答案】 D 【解析】A．小球在振动过程中速度的大小和方向在不断的变化，所以其动量并不守恒，A不符合题意； BC．小球动能最大的时刻是恢复力（即所受合力）为零的时刻，即弹力和重力等大反向的时刻，此时小球位于平衡位置，B、C不符合题意； D．小球在到达平衡位置之前的 时刻的动量，等于越过平衡位置之后 时刻的动量，在这 的时间内，小球的动量变化量为零，D符合题意。 故答案为：D。 4.光滑的水平面上叠放着质量分别为1kg和0.5kg的两木块M、N，木块M与一劲度系数为100N/m的水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块间的动摩擦因数为0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使这两个木块一起振动（不发生相对滑动），取重力加速度大小g=10m/s2 ， 弹簧始终在弹性限度内，则振动的最大振幅为（   ） A. 1.5cm                                   B. 3cm                                   C. 4.5cm                                   D. 9cm 【答案】 C 【解析】对整体最大振幅时有 隔离分析，当最大振幅时，两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力，则有 联立解得A=4.5cm 故答案为：C。 5.质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 ，则下列关于质点运动的说法正确的是（   ） A. 质点做简谐运动的振幅为                             B. 质点做简谐运动的周期为 C. 在 时质点的速度最大                                D. 在 时质点的加速度最大 【答案】 C 【解析】AB．由位移随时间变化的关系式 可知质点做简谐运动的振幅为 ，圆频率 ，则周期为 AB不符合题意； CD．在 时质点的位移为零，说明质点正通过平衡位置，速度最大，加速度最小，C符合题意，D不符合题意。 故答案为：C。 6.一质点做简谐振动的振动方程是 cm，则（   ） A. 在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相