2.1 简谐运动-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

第二章 机械振动 第1节 简谐运动 白题 基础过关练 限时:15min 题型1 机械振动和简谐运动 振子在M、N之间做简谐运动.以平衡位置0 1.(2023·海南海口期中)质点运动的位移x与 为原点,建立0x轴,向右为x轴正方向.若振 时间;的关系如图所示,其中不属于机械振动 子位于N点时开始计时,则其振动图像为 , 的是 _~ ###00 过00000 #7#分4分,_#△ C B D B C 2.(多选)下列说法正确的是 __ 5. 一个质点做简谐运动,其位移随时间变化的 A. 做简谐运动的物体一定做机械振动 x-.图像如图.以位移的正方向为正,该质点的 B. 机械振动就是简谐运动 ( 速度随时间变化的v-1关系图像为 _~_ C. 简谐运动就是弹策振子的运动 ### D. 简谐运动是机械振动中最简单、最基本的 一种 3.某鱼漂的示意图如图所示.0、M、N为鱼漂上 的三个点,当鱼漂静止时,水面恰好过点0.用 #### 手将鱼漂向下压,使点V到达水面,松手后 鱼漂会上下运动,上升到最高处时,点V到达 水面,不考虑阻力的影响,下列说法不正确的是 ######_ ( _~ 6. 某弹策振子的振动图像如图所示,将弹策振子 从平衡位置拉开4cm后放开,同时开始计时. 则在1=0.15s时 ( ) A.振子正在做加速度减 A. 鱼漂的运动是一种机械振动 xiem B. 点0过水面时,鱼漂的加速度最小 小的加速运动 C. 点V到达水面时,鱼漂具有向下的加速度 B. 振子正在做加速度增 D. 鱼漂由上往下运动时,速度先变大后变小 大的减速运动 题型2 简谐运动的图像 C. 振子速度方向沿x轴正方向 4.(2024·安徽合肥一中质检)如图所示,弹 D. 振子的位移大小一定等于2cm 第二章 黑白题037 塑题 应用提荷 限时:20min 1. 如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像,以 B. 1s末到5;末振子的路程为40cm 向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正 C.2;末和4;末振子的位移相等,运动方向 方向,从/三0时刻起,当甲第一次到达右方最 也相同 大位移处时,乙在平衡位置的 ( ) D. 振子在2s内完成一次往复运动 4. 如图所示,简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、/ 六个点,其中: .xer A. 左方,向右运动 B. 左方,向左运动 C. 右方,向右运动 D. 右方,向左运动 (1)与a点位移相同的点为 2.(2024·山东济南期末)一根粗细均匀的木 (2)与a点速度相同的点为 筷,下端绕几圈铁丝,竖直浮在装有水的杯中 (3)图像上从a点到c点,质点经过的位移 将木筷向上提一段距离后放手,木筷就在水 为 ,路程为 中上下振动,以本筷振动的最低点为计时起 压轴挑战 点,竖直向上为正方向,木筷离开平衡位置的 位移为x.速度为;.周期为T.下列图像正确 5.(2024·湖北联考)如图甲所示,质量相等的 的是 ~ C 小球和点光源分别用相同的弹策竖直悬挂 于同一高度,静止时间距为/.竖直放置的光 屏与小球水平间距为2/.小球和光源做小幅 度运动时,在光屏上可观测到小球影子的运 动,以竖直向上为正方向,小球和光源的振动 _ 图像如图乙所示,则 _~ ##一2一# 3.(多选)如图甲所示,在弹振子的小球上安 000)5答 70O d球 装一记录用的铅笔P,在下面放一条自纸带 光 当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸 ## 带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线.若 ....... 振动曲线如图乙所示,由图像可知下列说 法正确的是 ) ( A.(=0时刻小球处于平衡位置 B.t三t.时刻光源的加速度方向向上 C.1三1.时刻小球与影子相位差为0 D.1三1。时刻影子的位移为-3A # ) 进阶突破 A. 振子偏离平衡位置的最大距离为10cm 拨离练PO7 选择性必修第一册:BJ 黑白题038第二章 机械振动 第1节 简谐运动 0.625Hz,故B错误： C根据图乙可知，=0.8s时，振子回到了平衡位置0点，此 白题基留过关练 时速度最大，加速度为零，故C错误： 1.D2.AD3.C4.A5.A D.1=0.45s到1=1.25s的时间为0.8s,而弹簧振子的周期为 6,B解析：在1=0.15s时，振子正在向负的最大位移处运动. 1.68,即1=0.45s到1=1.25s的时间为弹簧振子做简谐运动 加速度在增大，速度在减小，A错、B对：振子的速度方向沿x 周期的一半，则可知在该时间内振子通过的路程为24m, 轴负方向，C错：在0.1~0.2s内振子做变速运动，故振子的 故D正确.故选D, 位移大小不等于2cm,D错 2.D解析：由题可知，1=0时刻振子的位移为x,=-0.1m,1= 黑题应用提优练 1:时刻振子的位移为5=01m,则(）T=1解得 1.D 2.C解析：由于木筷在水中做简谐运动，以木筷振动的最低 T2当a=0时，可得72当=1时，可得号 2 点为计时起点，竖直向上为正方向，可知木筷相对于平衡位 随着n的增大，周期变小.故选D 置的位移从计时起点始由负向最大逐渐减小：速度由零逐 3.D 渐增大，方向为正方向，且运动的速度、相对平衡位置的位移 随时间的关系均为三角函数的波形，结合选项图，可知选C 4.D解析：由两振动方程知.它们的振幅都为6m,周期T= 2n 2m 3,AB解析：AD.由题图乙可知振子偏离平衡位置的最大距离 石。=a02s,相位差4p=石，故A,B.C三项表述正 为10cm,4s内完成一次往复运动，A正确，D错误；B.1s末 确：但由于它们的相位不同.故振动步调不一致，D项错误 到5s末振子的路程是振子运动路径的总长，为40m,B正 5.B解析：由振动方程可知，t=0.25s时.x=10sin(5π× 确：C.2s末和4s末振子位移均为0，位移相同，2s末振子向 x轴负方向运动，4末振子向x轴正方向运动，运动方向相 0.25+π)em=52cm,则质点在平衡位置的右方，周期为 反，C错误故选AB. T=2m2 。5s,则此时质点向右运动，放选B. 4.(1)b,e、f(2)d,e(3)-2cm4m 解析：(1)分析图像可得a、b,r、f的位移均为1cm.c,d点的 6.A解析：简谐运动的表达式为x=Asin(at+p),根据题目所 位移都是-1cm.故与a点位移相同的点为b,e、f三点 给条件得A=8cm,w=2Tf=T,则x=8sin(Tt+9)cm.在t=0 (2)由(1)可知，图像上的a,b、c、f点对应质点运动到同一 位置图像上的c,d点对应质点运动到关于O点对称的另一 时，位移是4m,代人得4=血p,解得初相e名或一 位置故以上6个点的速度大小相等.再结合图像可以判断 因为=0时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取 a,b,c,de、f6个点的运动方向分别为向上，向下、向下、向 p=石则所求的振动方程为=8n(+?r)m放选 6 上，向上和向下.故与a点有相同速度的点为d和e (3)图像上从a点到c点，质点经过的位移为-1cm-1cm= 黑题应用提优练 -2cm从a点到b点，对应质点从正方向1cm处先是到达 1,A解析：小球做简谐运动的平衡位置在O点，振幅为A,取 2cm处又返回到1cm处，通过的路程为2cm从b点到c点， 向下方向为正方向，小球从正向位移最大处开始振动，初相 对应质点从正方向1cm处经平衡位置运动到负方向1cm 处，通过的路程也为2cm,故从a点到c点总共通过的路程 位为牙故简谐运动位移表达式为=4血（停+受），故 为4cm 选A. 压轴挑战 2.B解析：从平衡位置0处经过时间。第一次到达最大位 5.C解析：A由图乙可知，1=0时刻小球处于正向位移最大 移A处，可知从最大位移处第一次到达平衡位置处的时间也 处，故A错误：B.由图乙可知，1=t,时刻光源位于平衡位置， 为1。，由最大位移经时间。到达平衡位置处的过程是加速度 加速度为零，故B错误：C由图乙可知，小球与光源的振动步 减小的加速运动过程，此过程的位移大小为A,所以振子从 调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏 上留下的阴影，可知影子与小球的振动步调总是相同.故1= 最大位移处经过宁时间经过的位移大小要小于号，所以从 12时刻小球与影子相位差为0，故C正确：D.由图乙可，1= 时光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播 最大位移A处经过时间宁时弹黄形变量大于振子位移为号 可知屏上影子的位置也处于最高点，即影子位于正方向上的 时弹簧形变量，根据弹簧振子运动规律可知a,>a1,刊，<2，故 最大位移处，根据几何关系有中2A+x 【A+A .解得1=2时刻影 选B. 3.BD解析：A.当小球1到达最高点时立即释放小球2，则两 子的位移为x=5A,故D错误.故选C 球振动的相位相差T,故A错误：B.两个完全相同的萍簧振 第2节简谐运动的描述 子1和2，质量相同.相位相差云，则瞬时速度大小始终相等。 故动能始终相同，故B正确；C.两球的速度始终大小相等，方 白题 甚础过关练 向相反或相同，则动量不是始终相同，故C错误：D.相同的弹 1.D解析：A.根据题图乙可知，该弹簧振子的振幅为12cm, 簧振子周期和频率都相同，故D正确故选BD. 故A错误： 4.C解析：振动的周期是0,3s,而频闪的周期是0.1s,所以在 B.根据图乙可知，该弹簧振子的周期T=1.6s, 一个周期内有三幅不同的照片：振动的周期是0.3s,则角频 则根据周期与频率间的关系可得该振子的频率=T 案：o=2m2n 刀3d/s.0.1s时刻对应的角度：=名x0门 参考答案与解析黑白题17