第二章 第1节 简谐运动-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂课时作业（人教版2019）

　　　第二章　机械振动 　　　　　 第１节　简谐运动 [A组　基础巩固练] １．对于做简谐运动的弹簧振子,下列说法 不正确的是 (　　) A．振子通过平衡位置时,速度最大 B．振子在最大位移处时,速度最大 C．振子在连续两次通过同一位置时,位 移相同 D．振子连续两次通过同一位置时,动能 相同 ２．(多选)如图所示为一个做 简谐运动的弹簧振子的xＧt 图像,在下列哪些时刻,位 移和速度的方向相同 (　　) A．１􀆰４s　　　　　　　 B．４􀆰６s C．４􀆰２s D．５s ３．如图所示,一弹性小球被水平 抛出,在两个竖直且互相平行 的平面间运动,小球落在地面 之前的运动 (　　) A．是机械振动,但不是简谐运动 B．是简谐运动,但不是机械振动 C．是简谐运动,同时也是机械振动 D．不是简谐运动,也不是机械振动 ４．(爆炸问题)有一个质量为３m 的爆竹斜 向上抛出,到达最高点时速度大小为 v０、方向水平向右,在最高点爆炸成质 量不等的两块,其中一块质量为２m,速 度大小为v,方向水平向右,则另一块的 速度是 (　　) A．３v０－v B．２v０－３v C．３v０－２v D．２v０＋v ５．(多选)一质点做简 谐运动,其位移x与 时间t的关系曲线如 图所示,由图可知,t ＝２􀆰５s时,质点的 (　　) A．速度沿负方向 B．速度沿正方向 C．质点正向平衡位置移动 D．质点正远离平衡位置向最大位移处 运动 ６．如图所示为某物体 做 简 谐 运 动 的 图 像,下 列 说 法 中 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 ７．如图所示是某振子做简 谐运动的图像,以下说 法正确的是 (　　) A．因为振动图像可由 实验直接得到,所以图像就是振子 实际运动的轨迹 B．振动图像反映的是振子位移随时间 变化的规律,并不是振子运动的实 际轨迹 C．振子在B 位置的位移就是曲线BC 的长度 D．振子运动到B 点时的速度方向即该 点的切线方向 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６１􀅰 选择性必修第一册 ８．如图甲所示为一弹簧振子的振动图像, 规定向右的方向为正方向,乙图中E 为 平衡位置,F、G 为最大位移位置,试根 据图像分析以下问题． (１)如图甲所示的振子振动的起始位置 是　　　　　　,从起始位置开始,振 子向　　　　(选填“右”或“左”)运动． (２)图甲中的O、A、B、C、D 各对应图乙 中的哪个位置,即O 对应　　　　,A 对应　　　　,B 对应　　　　,C对应 　　　　,D 对应　　　　． (３)在t＝２s时,振子速度的方向与t＝ ０时速度的方向　　　　(选填“相同” 或“相反”)． (４)质点在前４s内的位移等于　　 　　． ９．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? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７１􀅰 第二章　机械振动 [B组　素养提升练] １０．(多选)劲度系数为２０N/m 的水平弹 簧振子,它的振动图像如图所示,则图 像上的P 点反映出此时刻 (　　) A．弹簧振子的运动方向沿x轴正方向 B．振子所受弹力为０􀆰５N,其方向沿x 轴负方向 C．由t＝０到图像上P 点所示时刻振 子所经过的路程为３７􀆰５cm D．由t＝０到图像上P 点所示时刻的 这段时间内,振子运动 的 位 移 为 ２􀆰５cm １１．在水平方向做简谐运动的质点,其振 动图像如图所示,假设向右的方向为 正方向,则物体的位移向左且速度向 右的时间段是 (　　) A．０到１s内　　　　B．１s到２s内 C．２s到３s内 D．３s到４s内 １２．装有砂粒的试管竖直静 浮于水面,如图所示．将 试管竖直提起少许,然后 由静止释放并开始计时, 在一定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 以下描述试管振动的图像可能正确 的是 (　　) １３．如图所示,一轻质弹簧上端 系于天花板上,一端挂一质 量为 m 的小球,弹簧的劲度 系数为k,将小球从弹簧为自由长度时 的竖 直 位 置 放 手 后,小 球 做 简 谐 运 动,则: (１)小球从放手运动到最低点,下降的 高度为多少? (２)小球运动到最低点时的加速度大 小为多少? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８１􀅰 选择性必修第一册 １３．解析:小孩抛出物体的瞬间,小孩、平板车以及物体组 成的系统动量守恒,设抛出的物体的水平速度大小是 v１,平板车的反冲速度大小是v２,则由动量守恒定律得 mv１－Mv２＝０ 又 M＝１９m 解得v２＝ １ １９v１ 物体离开手后做平抛运动,车以速度v２ 做匀速运动,运 动时间为t＝ ２hg ＝０􀆰５s 在这段时间内物体的水平位移x１ 和车的位移x２ 分别 为x１＝v１t,x２＝v２t 又v１t＋v２t＝x 解得v２＝０􀆰４m/s． 答案:０􀆰４m/s 第二章　第１节 １．B　[振子经过平衡位置时速度最大,A 正确;振子在最 大位移处时,速度最小,为零,B错误;同一位置相对于平 衡位置的位移相同,C正确;动能是标量,振子经过同一 位置时速度的大小相同,则动能相同,D正确．] ２．AC　[根据质点在下一时刻的位置来判断质点的速度 方向．] ３．D　[该题考查振动和简谐运动的特点．机械振动具有往 复的特性,可以重复地进行,小球在运动过程中,没有重 复运动的路径,因此不是机械振动,当然也肯定不是简 谐运动．] ４．C ５．BC　[根据振动的xＧt图像可 知,t＝２􀆰５s时位移x＜０,且正 在减小,对应振动情景如图所 示．振子从负位移处向平衡位置运动,所以速度沿正方 向且正在增大,位移沿负方向且正在减小,故 B、C正确, A、D错误．] ６．A　[简谐运动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;由 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．] ７．B　[振动图像表示振子位移随时间的变化规律,并不是 振子实际运动轨迹,B正确,A、C错误．B 点切线的方向 不表示振子运动到B 点时的速度方向,D错误．] ８．解析:(１)由题图甲可知,起始位置位移为零,而位移是 指由平衡位置指向振子所在位置的有向线段的长度,故 起始位置应在平衡位置且向右运动．(２)O、B、D 三点位 移为零,对应平衡位置E,A 点为正向最大位移处,对应 位置为G,C点为负向最大位移处,对应位置为F．(３)t＝ ０时,切线斜率为正,说明振子向正方向运动,t＝２s时, 切线斜率为负,说明振子向负方向运动,则两时刻速度 方向相反．(４)振子从平衡位置运动４s,恰好又回到平衡 位置,故位移为０． 答案:(１)平衡位置　右　(２)E　G　E　F　E　(３)相 反　(４)０ ９．解析:(１)分析图像可得a、b、e、f的位移均为１cm．c、d点的 位移都是－１cm．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、f６个点的运动方向分别为正向、 负向、负向、正向、正向和负向．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１cm 处先 是到达２cm 处又返回到１cm 处,通过的路程为２cm． 从b点到c点,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点总共通过的路程为４cm． 答案:(１)b、e、f　(２)d、e　(３)４cm １０．ABC　[P点处图斜率为正值,故运动方向沿x轴正方向, A正确;此时x＝２􀆰５×１０－２ m,由F＝kx 有F＝０􀆰５N, 方向指向平衡位置,即向负方向,B正确;由t＝０到图像上 P 点所示时刻振子所经过的路程为３７􀆰５cm,而位移应 为负方向２􀆰５cm,C正确,D错误．] １１．D　[位移向左表示位移为负值,速度向右表示速度为 正值,物体正在由负的最大位移处向平衡位置移动,即 ３s到４s内,故选 D．] １２．D　[试管在竖直方向上做简谐运动,平衡位置是在重 力与浮力相等的位置,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,开始时,试管 由正向最大位移处开始运动,故正确选项为 D．] １３．解析:(１)放手后小球到达平衡位置时,弹簧伸长了x, 则mg＝kx,x＝mgk ,x也是振动过程中球离平衡位置的 最大距离,所以小球从放手运动到最低点,下降高度为 ２x,即２mgk ． (２)小球在最高点时只受重力,其加速度为 g,最低点和最高点对平衡位置的位移大小相等,故加 速度大小相等为g． 答案:(１)２mgk 　 (２)g 第２节 １．B　[弹簧的压缩量是振子离开平衡位置的最大距离,即 振幅,故振幅之比为１∶２,又因为周期与振幅无关,故周 期之比为１∶１,B正确．] ２．B　[振 子 经a、b两 点 的 速 度 相 同,根据振子做周期性运动的特 点可知,a、b两点是关于平衡位置O(如图所示)对称的． 从b回到a 的最短时间为０􀆰４s,振子振动到b点后经 ０􀆰４s第一次回到a点,即a、b两点不是振子的最大位移 处．设图中c、d为最大位移处,则振子b→c→b历时０􀆰２ s,同理振子由a→d→a也应历时０􀆰２s,故振子周期应为 ０􀆰８s,由周期和频率关系不难确定频率为１􀆰２５Hz,故选 B．] ３．AC　[由振动图像可得,质点的振动周期为８s,A 项正 确;振幅为２cm,B项错误;４s末质点经平衡位置向负 方向运动,速度为负向最大,加速度为零,C项正确;１０s 末质点在正的最大位移处,加速度为负值,速度为零,D 项错误．] ４．D　[振子从B→O→C 仅完成了半次全振动,所以周期 T＝２×１s＝２s,振幅A＝BO＝５cm．振子在一次全振动 中通过的路程为４A＝２０cm,所以两次全振动中通过的 路程为４０cm,３s的时间为１􀆰５T,所以振子通过的路程 为３０cm．] ５．AB　[从振动图像可以看出两个振动的周期相同,离开 平衡位置的最大位移即振幅相同,A、B项正确;两个振 动的零时刻相位不同,则初相不同、表达式不同,C、D项 错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０６􀅰 选择性必修第一册