第4单元简谐运动、简谐运动的描述、简谐运动的回复力和能量-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

第二章 机械振动 失重状态,故B、C错误;设地球质量为M,乘客和车的 第4单元 简谐运动 简谐运动的描述 #R,在距离地心为, 简谐运动的回复力和能量 3 1.D 解析:规定向右为正方向,1一0时,弹策振子相对平 时,地球对乘客和车的万有引力充当回复力,则F一 衡位置的位移为正的最大值,接下来位移随着时间按照 42M③ R,.故FGMm #,则万有引 3 余弦规律变化,故D正确,A,B.C错误。 力与,成正比,故D正确。 2.D 解析:振子向右通过P点时开始计时,速率逐渐减 8.A 解析:设PO-h,则mg-kh. 小,到达N点后迷率又开始增大,则经过士T,平均速率 设某时刻弹性绳与竖直方向的夹角为8,此时小球到O 小于一个周期内的平均速率,故经过士T搬子通过的路 点的距离为x,则弹力的竖直分力 程一定小干A,故选D。 cosgcoso-lh-ng. 3.D 解析:弹赞振子在A、B间做简谐运动,O是平衡位 可知合力方向水平,小球将沿直线在A、B之间来回 置,经过一周期,振子具有正方向的最大加速度,故此时 运动; 小球受到的合力大小为 振子运动到负方向最大位移处,故A、B、C错误, D正确。 4.D 解析:由图可知相邻峰值之间的距离s一50mm一 由图形剖析可看出合力方向与小球位移方向相反,满足 $ 20 mm=30 mm=0.030 m,又v=1.5m min=0.025 m/s 简谐运动回复力的特征,则小球的运动是简谐运动,小 球经过P点正下方时弹性绳的拉力等于mg,故选A。 9.C 解析:设弹的劲度系数为,振子到平衡位置的位 移为x时系统的加速度为a,由牛顿第二定律可得x 5.B 解析;在2~3s的时间内,小球的回复力减小,则小 -(m十mB)a,解得系统的加速度a-- x,对A 球向平衡位置运动,速度变大。小球的动能E,变大, A十nB mAkx,A所受摩 弹性势能E。减小,故选B。 隔离分析,摩擦力F-mAa=一 nA+mp 6.C 解析;摆动周期为0.6s,频闪光源的周期为0.2s 擦力为其做简谐运动的回复力,F一x图线为斜率为负 且过原点的倾斜直线,C正确。 rads,从图示位置开始计时,0.2s时刻对应的角度0 10.D 解析:影子P做简谐运动,运动周期与钉子B的转 -一 时刻对应的角度-at。-2π,所以0.2s时刻和0.4s 振幅为R,B错误;影子P的最大速度等于钉子B的最 时刻,摇摇椅在同一位置,且未摆到最右侧,在0.6s时 大竖直分速度,当钉子B运动至与转轴A等高处时, 刻,摇摇椅又回到最左侧,故C正确。 竖直分速度最大,为oR,C错误;影子P的振动频率与 7.D 解析:乘客做简谐运动的回复力由地球对乘客的万 钉子B的转动频率相同,设影子P运动的表达式为1 有引力与车对人的支持力的合力提供,故A错误;乘客 向地心运动时速度增大、加速度减小,通过地心时的速 P运动的表达式为x-Rsin(cnt+),D正确。 度达到最大值,加速度为零,则此时乘客没有处于完全 14 11.答案:0.8s 0.8s 无关 平方向的夹角0-a-4rt,小球偏离平衡位置的位移 解析:由图A可知,第一次振动的周期为 满足y-Rsinw-Rsin4xt,所以小球的运动为简谐运 T.-8×0.1s-0.8s. 动,则小球在右侧挡板上的运动也为简谐运动;由题意 由图B可知,第二次振动的周期为 可知,小球做简谐运动的振幅A-R-10cm=0.1m. T.-8×0.1s-0.8s. 设向下为正方向,小球运动方程为y一Asin4xt 因此弹等振子的周期与振幅无关。 0. 1sin 4ri m。 12.答案:(1)2 cm 2×10-2s x--2cos100xt cm (2)由题意可知,弹箸振子做简谐运动的周期与左倒小 (2)一2cm(3)位移增大 回复力增大 速度减小 球周期相同,即T一0.5s.弹赞振子振动的周期公式 动能减少 解析:(1)由题图知,该简谐运动的振幅A一2cm,周期 16N/m。 T-2X10-2s.= 第5单元 单摆 实验:用单摆测量 振动方程为 重力加速度 受迫振动 共振 1.C 解析:用手掌摩擦盆耳,到一定节奏时溅起水花是 (2)7-0.25×102s时质点的位移 “洗”做受迫振动造成的,手掌摩擦盆耳的频率越接近 r=-2cos(100rx0.25x10-)cm=-2cm; “洗”的固有频率,受迫振动的振福越大,溅起的水花越 (3)1.5×10-2~2×10-②s的时间内,质点的位移增 高,故A、B错误,C正确;盆发出的喻喻声是“洗”振动 产生的声音,故D错误。 大,回复力增大,速度减小,动能减少。 2.A 解析:当驱动力的频率等于固有频率时,受迫振动 (2)2^(mgin)=# 13.答案:(1)见解析 的振幅最大,由图可知,此单摆的固有频率为0.5Hz 解析:(1)小球在料面上平衡时,设弹赞伸长量为△/. 有ngsina-△/-o. 当小球离开平衡位置向下的位移为x时,弹伸长量 得/~1m,故B错误;若摆长增大,则单摆的周期增大, 为x十△/,小球所受合力 固有频率减小,所以共振曲线的峰将向左移动,故C、D F =mgsina-(x十△). 错误。 联立可得F。一一kxr,可知小球做简谐运动。 3.C 解析:沙漏摆动时在最大位移处速度为零,在平衡 2lo△. 位置处速度最大,所以P处堆积的细沙比Q处的多,故 (2)小球做简谐运动的振幅A一 3 A、B错误;木板做匀速运动,设沙漏的振动周期为T,则 小球振动到最低点时伸长量△x一A十△/. 4.A 解析:设相邻两次闪光的时间间隔为1.则摆球在左 #2(ging)}。# 侧的摆动周期T,-12/,摆球在右侧的摆动周期T。一 14.答案:(1)见解析 (2)16Nm 8r,可得T:T。-3:2,根据单摆周期公式T 解析:(1)由题意可知,小球在坚直方向上运动,设小圆 柱运动到右端与圆心等高处时为计时起点,此时小球 的位置为平衡位置,则7时刻小圆柱与圆心连线和水 lnc- 15第二章机械振动 5,如因甲属示，光滑水平杆上白春一个小球和一个弹簧，弹簧一 隆国定，另一指连接在个球上：，芝略弹簧质喷。小球以点口为 平衡位置，在A,B西点之问敲作复运动，它所受的问复力F健9 第4单元简谐运动简谐运动的描述简谐运动的回复力和能量 A 时料：变化的图像如例乙，则雀2一3·的时间内.小球的动能 E和势能E,的变化情况是 第G思图 (时间：45分钟满分：100分) A,E雯小.E,变大 队后变大，E变心 C.,E,均座小 DE,E,均变大 一进开體（共]0小赠，据小题5分，共0分，） 1.某弹簧架子在A.B两点之同隙商谐运动，当一0时，弹资银子位于点.若规定2 6,如图所示，在装直平面内解据顿绕度就位置发生属磷，围设该援动是简谐运动，图示 肉布为正方向，属下列国撑曲正确表示弹富都子相对平斋位置的位移与时何关)“图 为幅福楠摆动到最左侧的情最，园动周别为0年。在周期为心，：、的巍闪光源概射 下，从图尽位置开始，铜闪围片可能是 系的是 (〉第1图 第6题国 国工如图断示，第簧银子在MN之间箭网期为T,整幅为A的 商请运动，口为半梅位置，P是N间的一点，若振子向有 0000000004 通过P点时开命计时，哪经过一T,振子酒过的路程《 A一定大于A 我可能小于A 第2题图 C.一定等千A .一定小于A T.(2022·山东青岛四区期中)在科】电影（全面国亿）中有一种越心车，无顾外动 多3，一个缠簧附子在A,时量简营运动，0是平衡位置，以某时刻作为计时越点(：=0)，经速圆用 力就可以让人在几十分件内到达地球的另一端，不考虑地球白转的影响，车与轨 素子其有正方向的最大加速度。期下列图像中插正确反陕检子的振动情况的是 直及空气之可的摩擦，乘客和车的运动为流蕾运动，下列说法正魂的是 A.票客做商谐路动的回复力是由车对乘客的支持力提供的 B,霖客向地心运动时违度增大，违定增大 C,乘客贝有在池心处才处于完全失重状吉 第7题图 山乘客所受地球的万有引力大小与到鲍心的距离成正比 8.〔2022·斯江招兴齿娶中学期中》如图所示，吸直轻质柳性陶上端周定，原长状 态时下层在严点，现《来一块带有小孔的薄板，使小孔处在P点，并将绳下端 穿过小孔县鞋一个质量为m的小球，小球静止时位于)点。现将不球拉至与 )点等高的A点静止释放，书为A点的对称点，不什一切阳力且弹性蝇的弹力 始终难语闭克定律，圈美于个球释放之后的运动，下列说法正魂的品《) A,小感将沿直线在A,B之间来同运动 4.(022·本京101中学期中)某人在医院做了一次心电图.结03边 B,小球将沿由线在A、B之间来回治动 果如所示。射装心电图仪静动纸带的速度为1.3m/国，国 C,小球经注P点正下方时弹性端的位力大于mg 第8题闭 中方格纸扬小络长】■m,侧说人的心率的为 山小球的运动不是简普运动 A.0次/mn 1线70次mn 。.如图所示，A,B两物体组成弹簧据子，在制功过程中A,B始终保持相对静止，阴中健正晓反晓振 C.G0次/mn D.0次mln 第4题图 动过程中A受到的摩擦力F,与据子的位移的关暴图线的是 25 26 13.《14分》(2022·山未成海商二上期中)如图所示，颜角为■的斜山体（光 滑且足能长)风定在水平迫面上，斜面顶端与动度系数为业，自然长提为 w 人的轻质弹簧相连，弹簧的另一骑选接春盾屏为m的小体，开始时，小球 第9莲国 静止干口点，压缩弹簧使其长度为二时将小域由静止开的释放，重力加 第3题图 0,如图所示，半径为尽的屑盘边操有一钉子B,在水平光线下，属盘的转轴 A和打子B在右侧墙里上思成影予()得P,以)为原点在竖直方向上建 速度为，舞簧增性势雀的表达式E,=(:,山：为弹黄形变量 立z坐你系。一0时从图示枪置沿连时针方询匀速特动醒丝，角速度 1》证明小球箭戴的运动为简皆运动： 为。关于即子P的运功，下列说达正确的是 1 《2》求小球报动到量低点时弹簧的弹性势能 从影子尹的运动恩期为 具影子P的振幅为R 第10题图 .影子P的量大速度为2R D影千P动的表达式为一Rm(m+ 二，非选择是北‘小想，共0分，1 11.(0分》在一个喜空环境中，弹簧上随周定，下德是挂割球，起钢球从半衡位置向下拉一夏距离A, 收手让其运动，用期闪慧相机始出惠片如图A所示，再重新向下拉钢球套会处，期闪照片如围部 所示，已如蜘闪照片的闪光州期为，1由此分析出，第一次凝动的周期为·第二次泰动 4.《16分)一个竖直偶盘转动时，周定在调世上的网性体整动一个T思 的周期为 ,师弹簧数子的风精与素幅 (填~有关”或“无关”). 支转在整直方向最动，T形支第下面连着一个小球，如周所示，现使 用登以5李的样期腋时针方向句速转动。 1》若小柱到属醒中心的距离为0m,试证明小球的运动为简蕾 运动，并写出小球的运动方程。 1形支 《2》若在调盘与挡板之可戴一是直弹簧聚子，止振子在鬓直方向据 动：且有一束平行光从左侧照来，在名侧有一竹板，发观两小球在挡 第14题图 第11题图 板上的投些给终重合，已知与弹簧相连的小感的质量m一0,1k,弹簧振子振动周翔的公式为 12.《0分以2022·文底一中高二南中)一质点做简谐运动，其位移和时间 T=层如为小球质楼止为邓的动度系数，求该滑资的药度系致 约关系如图所示。 (1)写出该质点做箱箭运动的聚幅.湖期及深动方程： (2)求1-0,5×103，时断点的2移， 81,5×10-2×10,的时同内，爱点的位移大小，用复力大小，通 度大小，动能分引如可变化？ 第12题国 27