2.2简谐运动的描述-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 2.2简谐运动的描述 一、单选题 1.振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为x轴的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图像的是（   ） A.                    B.      C.                    D.  【答案】 A 【解析】由波形得知，波向右传播时，开始计时，P点在平衡位置且振动方向向下。 A.图中t=0时刻，质点的振动方向在平衡位置且振动方向向下，与波动情况一致，A符合题意； B.图中t=0时刻，质点在正向最大位移处，与波动情况不一致，B不符合题意； C.图中t=0时刻，质点在在平衡位置且振动方向向上，与波动情况不一致，C不符合题意； D.图中t=0时刻，质点在负向最大位移处，与波动情况不一致，D不符合题意。 故答案为：A。 2.一个质点以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路程相等 D. 质点从位置a到b平均速度小于从b到c的平均速度 【答案】 D 【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 A不符合题意； 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，B不符合题意； C．质点从位置a到c和从位置b到d路程不相同，C不符合题意； 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， 到 的位移小于b到c的位移，则质点 到 的平均速度小于 到 的平均速度，D符合题意。 故答案为：D。 3.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立 轴，向右为x轴正方向。若振子位于M点时开始计时，则其振动图像为（   ） A.       B.       C.       D.  【答案】 D 【解析】AB．弹簧振子的振动图像表示的是弹簧振子的位移与时间的关系，不是x与y的关系，AB不符合题意； CD．振子位于M点时，振子具有负的最大位移，所以振子位于M点时开始计时的振动图像应从负的最大位移处开始，D符合题意，C不符合题意。 故答案为：D。 4.质量为 kg的小球静止在O点，现用手竖直向上托起小球至A点，使弹簧处于原长状态，如图甲所示。 时放手，小球在竖直方向上A、B之间运动，其位移x随时间t的变化如图乙所示，g取 ，下列说法正确的是（   ） A. 小球在 时速度向上                                B. 小球在 时加速度向下 C. 小球从A到B过程中，弹簧的弹性势能一直增大   D. 该弹簧的劲度系数为100N/cm 【答案】 C 【解析】A．小球在0～1s时间内向下运动，所以 时速度向下，A不符合题意； B. 小球在1s～1.5s时间内从静止开始向上加速运动，1.5s末运动到平衡位置时速度最大，加速度向上，所以 时加速度向上，B不符合题意； C. 小球从A到B过程中，弹簧的形变量增大，弹簧的弹性势能一直增大，C符合题意； D. 因为质量为 kg的小球静止在O点，根据平衡条件得 解得 ，D不符合题意。 故答案为：C。 5.某同学疫情期间停课不停学，在家用水杯来研究简谐运动。如图所示，放有小铁块的水杯静止浮于水面上，现将水杯沿竖直方向提起少许，由静止释放并开始计时，在初始的一段时间内水杯在竖直方向的运动近似为简谐运动。取竖直向上为正方向，下面关于水杯的v-t、x-t图像正确的是（   ） A.  B.  C.  D.  【答案】 D 【解析】AB．将水杯沿竖直方向提起少许，由静止释放并开始计时，则水杯一开始的速度方向竖直向下；由于取竖直向上为正方向，所以开始一段时间内速度为负值，且绝对值由零开始逐渐增大，AB不符合题意； CD．水杯由静止开始释放的位置，就是其简谐运动的最高点，所以0时刻水杯的位移为正向最大，随后逐渐减小，C不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 6.如图甲所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动以平衡位置O为原点，向右为x轴正方向，建立x轴。若从振子位于N点时开始计时，T为弹簧振子的振动周期，则其振动图像可能为图乙中的（   ） A.                                         B.  C.