课堂小练（7） 简谐运动(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课堂小练(七)　简谐运动 　 基本素养练 1.下列运动属于机械振动的是 (　　) ①乒乓球在地面上的自由来回上下运动 ②弹簧振子在竖直方向的上下运动 ③秋千在空中的来回运动 ④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动 A.①② B.②③ C.③④ D.①②③④ 解析　机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动,A、B、C三项错误,D项正确。 答案　D 2.关于简谐运动,以下说法正确的是 (　　) A.回复力总指向平衡位置 B.加速度、速度方向永远一致 C.在平衡位置加速度、速度均达到最大值 D.在平衡位置势能达到最大值,动能最小 解析　在简谐运动中,加速度的方向永远指向平衡位置,当振子远离平衡位置时加速度方向与速度方向相反;在平衡位置加速度为零,速度最大,动能最大,势能最小。综上分析,A项正确,B、C、D三项错误。 答案　A 3.(多选)将某弹簧振子从平衡位置拉开4 cm后放开,同时开始计时,弹簧振子的振动图像如图所示,则在t=0.15 s时 (　　) A.振子正在做加速度减小的加速运动 B.振子正在做加速度增大的减速运动 C.振子速度方向沿x轴正方向 D.振子的位移大小一定大于2 cm 解析　振子在t=0.15 s时,正在向负向最大位移处运动,加速度正在增大,速度正在减小,速度方向沿x轴负方向,A、C两项错误,B项正确;因为振子在0.1~0.2 s内做减速运动,所以振子在0.1~0.15 s内运动的速度大于在0.15~0.2 s内运动的速度,故在t=0.15 s时振子的位移大小一定大于2 cm,D项正确。 答案　BD 4.如图甲所示,弹簧的一端与一个带孔小球连接,小球穿在光滑水平杆上,弹簧的另一端固定在竖直墙壁上。小球可在a、b两点之间做简谐运动,O点为其平衡位置。根据图乙所示小球的振动图像,可以判断 (　　) 　 甲 乙 A.t=0时刻小球运动到a点 B.t=t1时刻小球的速度为零 C.从t1到t2时间内小球从O点向b点运动 D.从t1到t2时间内小球的速度方向发生变化 解析　t=0时刻小球在平衡位置,A项错误;t=t1时刻小球在平衡位置,速度最大,B项错误;从t1到t2时间内小球由平衡位置往正方向运动,一直到最大位移,速度的方向没有变化,C项正确,D项错误。 答案　C 5.(多选)如图所示为水平面内振动的弹簧振子,O是平衡位置,A是最大位移处,不计小球与轴的摩擦,则下列说法正确的是 (　　) A.每次经过O点时的动能相同 B.从A到O的过程中加速度不断增大 C.从A到O的过程中速度不断增大 D.从O到A的过程中速度与位移的方向相反 解析　简谐运动中机械能守恒,故振子每次经过O点时动能相同,A项正确;从A到O过程中位移逐渐减小,而振子的加速度大小与位移大小成正比,故加速度也逐渐减小,B项错误;从A到O过程中振子的合力(回复力)做正功,振子速度增加,C项正确;从O到A过程中,振子向右运动,位移也向右,故速度与位移方向相同,D项错误。 答案　AC 6.(多选)如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定,它们组成一个振动的系统,用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动起来,若以竖直向下为正方向,下列说法正确的是 (　　) A.钢球的最低处为平衡位置 B.钢球原来静止时的位置为平衡位置 C.钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm D.钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm 解析　振子的平衡位置为振子静止时的位置,故A项错误,B项正确;振动中的位移为从平衡位置指向某时刻振子所在位置的有向线段,据题意可判断C项正确,D项错误。 答案　BC 7.如图所示为某物体做简谐运动的图像,下列说法正确的是 (　　) A.由P→Q位移在增大 B.由P→Q速度在增大 C.由M→N速度是先减小后增大 D.由M→N位移始终减小 解析　简谐运动的位移是以平衡位置为初始位置的,P→Q的过程位移在增大,速度在减小,A项正确,B项错误;由M→N 速度先增大后减小,C项错误;M→N位移先减小后增大,D项错误。 答案　A 8.(多选)如图甲所示,一弹簧振子在A、B间振动,取向右为正方向,振子经过O点时开始计时,其振动的x-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.t2时刻振子在A点 B.t2时刻振子在B点 C.在t1~t2时间内,振子的位移在增大 D.在t3~t4时间内,振子的位移在减小 解析　振子在A点和B点时的位移最大,由于取向右为正方向,所以振子在A点有正向最大位移,在B点有负向最大位移,则t2时刻振子在A点,t4时刻振子在B点,A项正确,B项错误;振子的位移是以平衡位置为参考点的,所以在t1~t2和t3~t4时间内振子的位移都在增大,C项正确,D项错误。 答案　AC 能力提升练 9.(多选)如图所示为质点P在0~4 s内的振动图像,下列叙述正确的是 (　　) A.再过1 s,该质点的位移是正的最大 B.再过1 s,该质点的速度沿正方向 C.再过1 s,该质点的加速度沿正方向 D.再过1 s,该质点加速度最大 解析　将图像顺延续画增加1 s,质点应在正最大位移处,故A、D两项正确。 答案　AD 10.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,以向右为正方向建立Ox轴。若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为 (　　) A B C D 解析　开始计时时振子位于正向最大位移处,向负方向做简谐运动,振动图像为余弦函数图像,A项正确。 答案　A 11.如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,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,由图像判断下列说法正确的是 (　　) 甲乙 A.振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm B.1 s末到5 s末振子的路程为10 cm C.2 s末和4 s末振子的位移相等,运动方向也相同 D.振子在2 s内完成一次往复性运动 解析　由题图乙可知振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm,4 s内完成一次往复性运动,A项正确,D项错误;1 s末到5 s末振子的路程是振子运动路径的总长,为40 cm,B项错误;2 s末和4 s末振子位移均为零,位移相同,2 s末振子向负方向运动,4 s末振子向正方向运动,运动方向相反,C项错误。 答案　A 12.如图所示,简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点,其中: (1)与a点位移相同的点有哪些? (2)与a点速度相同的点有哪些? (3)图像上从a点到c点,质点经过的路程为多少? 解析　(1)分析图像可得a、b、e、f的位移均为1 cm。c、d点的位移都是-1 cm。故与a点位移相同的点为b、e、f三点。 (2)由(1)可知,图像上的a、b、e、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点对称的另一位置。故以上6个点的速度大小相等。再结合图像可以判断a、b、c、d、e、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、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b点,对应质点从正方向1 cm处先是到达2 cm处又返回到1 cm处,通过的路程为2 cm。从b点到c点,对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm 处,通过的路程也为2 cm,故从a点到c点总共通过的路程为4 cm。 答案　(1)b、e、f　(2)d、e　(3)4 cm 学科网（北京）股份有限公司 $$