高效作业11 1 简谐运动-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 高效作业111简谐运动 [A级新教材落实与巩固] 1.(多选)下列说法正确的是(AD) A.做简谐运动的物体一定做机械振动 B.机械振动就是简谐运动 C.简谐运动就是弹簧振子的运动 D.简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种 【解析】简谐运动是机械振动的一种最基本、最简单的振动形式。振动物体 的位移一时间图像遵从正弦函数规律的振动形式，都是简谐运动，弹簧振子的振 动只是简谐运动中的一种，C错误，A、D正确。做简谐运动的物体一定做机械振 动，但机械振动不一定都是简谐运动，如果其位移时间图像不满足正弦函数规 律，则不是简谐运动，B错误。 2.弹簧振子做简谐运动，在平衡位置O两侧B、C间振动，当1=0时，振 子位于B点（如图所示），若规定向右的方向为正方向，则下列各图中能正确表示 振子相对平衡位置的位移随时间变化关系的是(A) "ic 【解析】简谐运动的位移是从初位置（平衡位置）到末位置的有向线段，=0 时刻，振子的位移为负的最大值，故选A项。 3.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法正确的是(A) A.做机械振动的物体必有一个平衡位置 B.机械振动的位移总是指向平衡位置 C.做机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移 【解析】物体在平衡位置附近的往复运动叫作机械振动，故A正确；机械振 动的位移是以平衡位置为起点指向质点所在位置的有向线段，位移随时间而变， 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 振子偏离平衡位置最远时，振动物体的位移最大，B、C、D错误。 4. 根据图中各图像可以判断出物体可能做简谐运动的是(C) ①D弹簧振子的振动图像 ②地震曲线 ③用传感器和计算机描绘 ④心电图 的滑块的4图像 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 【解析】题图中①③的振动图像与正弦函数图像相似，其运动符合简谐运动 的特征，故A、B、D错误，C正确。 5.(多选)质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中表示质点做机械 振动的是(ABC) 【解析】机械振动的特点是质点在其平衡位置附近做往复运动，位移发生周 期性变化，由题图知，选项A、B、C正确，选项D错误。 6.(多选)关于简谐运动的图像，下列说法正确的是(BCD) A,表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线 B.由图像可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向 C.表示质点的位移随时间变化的规律 D.由图像可判断任一时刻质点的速度方向 【解析】简谐运动的图像描述的是振动质点的位移随时间变化的规律，而不 是质点振动的轨迹，A项错误，C项正确；根据图像可判断当x>0时，位移为正， 当x<0时，位移为负，B项正确：简谐运动图像上某点切线的斜率表示质点的速 度，当曲线向上倾斜，即斜率大于0时，速度为正，当曲线向下倾斜，即斜率小 于0时，速度为负，D项正确。 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 7.一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法不正确的是(C) A.在10s内质点经过的路程是20cm B.在5s末，质点的速度为0 C.t=1.5s和t=25s两个时刻，质点的位移和速度方向都相反 D.t=1.5s和t=4.5s两时刻，质点的位移大小相等 【解析】由题图可知1s内质点经过的路程为2cm,则10s内质点经过的路 程为20cm,A正确，不符合题意：5s末，质点运动至最大位移处，速度为0，B 正确，不符合题意：t=1.5s和t=2.5s两个时刻，质点的位移方向相反，但速度 方向相同，C错误，符合题意：t=1,5s和=4.5s两个时刻，质点的位移大小相 等，D正确，不符合题意。 8.装有砂粒的试管竖直静立于水面，如图所示，将试管娶直提起少许，然 后由静止释放并开始计时，在一段时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取 竖直向上为正方向，则下列描述试管振动的图像中可能正确的是(D) .A. D 【解析】试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力大小相等 的位置，开始时向上提起的距离就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移， 故正确答案为D。 9.某物体做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是(A) 独家授权侵权必究· 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.2xXK.com● 您身边的互联网+教辅专家 A.P→Q位移在增大 B.P一Q速度在增大 C.M一N速度先减小后增大 D.M一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，故A项正确，B项错误；M→N速度先增大后减小，故C项错 误：M→N位移先减小后增大，故D项错误。 10.如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，以振子经 过O点时为计时起点，其振动的x1图像如图乙所示，则下列说法正确的是(C) A.时刻振子在A点 B.2时刻振子在B点 C.在一时间内，振子的位移在增大 D.在一4时间内，振子的位移在减小 【解析】振子在A点和B点时位移最大，由于取向右为正方向，所以振子运 动到A点时有正向最大位移，运动到B点时有负向最大位移，则2时刻，振子在 A点，4时刻，振子在B点，故A、B错误；振子的位移以平衡位置为起点，所以 在4~和一4时间内，振子的位移都在增大，故C正确，D错误。 [B级素养养成与评价] 11.一个质点做简谐运动，它的振动图像如图中的曲线部分所示，则(C) A.有向线段OA是质点在（时刻的位移 ◆独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXK.com● 您身边的互联网+教辅专家 B.有向线段OA在t轴上的投影是质点在(1时刻的位移 C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在时刻的位移 D.有向线段OA的斜率是质点在时刻的瞬时速率 【解析】质点在时刻的位移为A点所对应的x轴坐标值，A、B错误，C 正确：位移一时间图像切线的斜率表示瞬时速度，但OA不是图线的切线，故其 斜率不是质点在方时刻的瞬时速率，D错误。 12.(多选)质点做简谐运动的图像如图所示，由此可知(BC) xcm 78 A.=0时，质点位移、速度均为0 B.t=2s时，质点位移最大，速度为0 C.=4s时，质点位移为0，速度为负向最大 D.=8s时，质点停止运动 【解析】=0时，质点速度最大，位移为0，A错误：1=2s时，质点位移最 大，速度为0，B正确；1=4s时，质点经过平衡位置，位移为0，速度沿负方向 最大，C正确；t=8s时，质点位移为0，速度最大，D错误。 13,(多选)某简谐运动的图像如图所示，若=0时，质点正经过O点向b 点运动，则下列说法正确的是(BC) 4x/cm 正方向 a o b A.在0.7s时，质点正在远离平衡位置运动 B.在1.5s时，质点的位移最大 C.12一1.4s,质点的位移在增大 D.1.61.8s,质点的位移在增大 【解析】由于位移是由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，故在07s时 质点的位移方向为正，且正在向平衡位置运动，故A错误：在1.5s时质点的位移 最大，故B正确：1.2~1.4s时间内，质点正在远离平衡位置运动，所以其位移在 增大，故C正确：1.6一1.8s时间内，质点正向平衡位置运动，所以其位移在减小， 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 故D错误。 14.[2023北仑中学检测]（多选）下图所示为获取弹簧振子的位移一时间图像 的一种方法，使纸带匀速运动，便可获得弹簧振子的位移一时间图像。下列说法 正确的是(BC) B ↓纸带 A.如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线 B.如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C.图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D.若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像 【解析】当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹， 即一段线段，A错误，B正确：由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位 置向右运动，C正确；只有当纸带匀速运动时，运动时间才与纸带运动的位移成 正比，振动图像才是正弦或余弦函数曲线，而简谐运动的图像一定是正弦或余弦 函数曲线，D错误。 15.图甲为一弹簧振子的振动图像，规定向右的方向为正方向。图乙为弹簧 振子的示意图，弹簧振子在F、G之间运动，E是振动的平衡位置。试根据图像分 析以下问题。 (1)在图乙中，振子振动的起始位置是E,从起始位置开始，振子向右 (填“右”或“左”)运动。 (2)在图乙中，找出图甲中的A、B、C、D点各对应振动过程中的哪个位置？ A对应G,B对应E，C对应E,D对应E。 (3)在t=2s时，振子速度的方向与=0时速度的方向相反。 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (4)振子在前4s内的位移等于Q_。 【解析】（①）由xt图像知，在=0时刻，振子在平衡位置，故起始位置为E: 从=0时刻开始，振子向正方向运动，即向右运动。 (2)由xt图像知，B点、D点对应平衡位置E点，A点在正的最大位移处，对 应G点；C点在负的最大位移处，对应F点。 (3)=2s时，图线斜率为负，即速度方向为负方向，1=0时，斜率为正，速 度方向为正方向，故两时刻速度方向相反。 (4)4s末振子回到平衡位置，故位移为0。 16.[2023湖州中学检测则]某质点做简谐运动的振动图像如图所示。根据图 像中的信息，回答下列问题。 4x/cm 10 -10 (1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？ (2)在1.5s和25s这两个时刻，质点的位置在哪里？质点向哪个方向运动？ (3)质点相对于平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？ 在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？ (4)质点在第2s末的位移是多少？ (5)质点在前2s内运动的路程是多少？ 答案：(1)10cm(2)见解析(3)在0~1s和2~3s内质点相对于平衡位置的 位移方向跟它的瞬时速度的方向相同；在1~2s和3~4s内质点相对于平衡位置 的位移方向跟它的瞬时速度的方向相反(4)0（⑤）20cm 【解析】(1)由题图可知，质点离开平衡位置的最大距离为10cm。 (2)在1.5s时刻质点离开平衡位置的位移为10cm×2)2=+52cm,下一时刻 质点位移减小，因此1.5s时质点向平衡位置运动：在2.5s时刻质点离开平衡位 置的位移为一52cm,下一时刻位移增大，因此2.5s时质点背离平衡位置运动。 (3)在0~1s时间内质点的位移为正，速度为正：在2~3s时间内质点的位移 为负，速度为负，即在0一1s和2~3s内质点相对于平衡位置的位移方向跟它的 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 ■b2XXkc0m○ 您身边的互联网+教辅专家 瞬时速度的方向相同。 在1~2s时间内质点的位移为正，速度为负；在3~4s时间内质点的位移为 负，速度为正，即在1~2s和3~4s内质点相对于平衡位置的位移方向跟它的瞬 时速度的方向相反。 (4)由题图可知，质点在第2s末的位移为0。 (5)颜点在前2s内运动的路程是20cm。 ◆独家授权侵权必究