高二物理选修34同步练习111《简谐运动》人教版.docx
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高二物理选修34同步练习111《简谐运动》人教版
基础夯实
1．下列运动中属于机械振动的是（ ）
A．树枝在风的作用下运动
B．竖直向上抛出的物体的运动
C．说话时声带的运动
D．爆炸声引起窗扇的运动
答案：
ACD
解析：
物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动，故A、C、D正确；竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故B错误。
2．（新沂一中高二检测）简谐运动是下列哪一种运动（ ）
A．匀变速运动 B．匀速直线运动
C．非匀变速运动D．匀加速直线运动
答案：
C
解析：
简谐运动的速度是变化的，B错。
加速度a也是变化的，A、D错，C对。
3．如图，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．振子的位移在减小
B．振子的运动方向向左
C．振子的位移方向向左
D．振子的位移大小在增大
答案：
AB
解析：
造成错解的原因就在于对本节中位移的概念把握不准，从而忽视位移的参考点造成的。
本题中位移的参考点应是O点，所以C、D错误。
由于振子在O点的右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，且大小在不断减小，故正确答案为A、B。
4．一质点做简谐运动，如图所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况是（ ）
A．沿负方向运动，且速度不断增大
B．沿负方向运动，且位移不断增大
C．沿正方向运动，且速度不断增大
D．沿正方向运动，且加速度不断减小
答案：
CD
解析：
由图象可看出，在0.2s至0.3s这段时间内，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿正方向由负的最大位移向着平衡位置运动，由此可判断答案中A、B是错误的。
0.2s至0.3s之间质点加速度不断减小，而加速度方向沿正方向，故选项D正确，又质点的速度方向与加速度方向都是正方向，故质点做变加速运动，质点速度不断增大，所以选项C也是正确的。
5．下图为质点P在0～4s内的振动图象，下列叙述正确的是（ ）
A．再过1s，该质点的位移是正向最大
B．再过1s，该质点的速度方向为正向
C．再过1s，该质点的加速度方向为正向
D．再过1s，该质点的速度最大
答案：
A
解析：
由图象可知，再过1s即第5s时，质点在正向最大位移处，速度为零加速度最大且沿x轴负向。
故正确答案为A。
6．如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移－时间图象，下列有关该图象的说法不正确的是（ ）
A．该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置
B．从图象可以看出小球在振动过程中是沿x轴方向移动的
C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动
D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
答案：
B
解析：
该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置，小球的振动过程是沿垂直于x轴方向移动的，故A对，B错。
由获得图象的方法知C对。
频闪照相是在相同时间留下的小球的像，因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢，D对。
7．如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：
质点在第2s末的位移是多少？
质点在第2s内的位移是多少？
在前4s内的路程是多少？
答案：
0 －10cm 40cm
解析：
（1）由x－t图象可以读出2s末质点的位移为零。
（2）质点的最大位移在前4s发生在1s末和3s末，故第2s内，位移为－10cm。
（3）前4s质点正好完成一个往复的全振动。
先朝正方向运动了距离为10cm的一个来回，又在负方向上进行了一个10cm距离的来回，总路程为40cm。
点评：
解此类题时，首先要理解x－t图象的意义，其次要把x－t图象与质点的实际振动过程联系起来。
能力提升
1．（2012·德州市高二联考）关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．位移减小时，加速度增大，速度也增大
B．位移方向总跟加速度方向相反，一定跟速度方向相同
C．物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反
D．物体向平衡位置运动时，做匀加速运动，背离平衡位置时，做匀减速运动
答案：
C
2．（菏泽检测）如图（a），一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图（b）是振子做简谐运动时的位移—时间图象。
则关于振子的加速度随时间的变化规律。
下列四个图象中正确的是（ ）
答案：
C
解析：
设弹簧劲度系数为k，位移与加速度方向相反，由牛顿第二定律得a＝－，故C正确。
3．如图所示为一弹簧振子，O为其平衡位置，试完成下表。
A→O
O→A′
A′→O
O→A
位移x
向右减小
弹簧弹力F
向右增大
速度v
向右增大
答案：
A→O
O→A′
A′→O
O→A
位移x
向右减小
向左增大
向左减小
向右增大
弹簧弹力F
向左减小
向右增大
向右减小
向左增大
速度v
向左增大
向左减小
向右增大
向右减小
4.一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图（a）所示，它的振动图象如图（b）所示，设向右为正方向，则（ ）
（1）OB＝________cm；
（2）第0.2s末质点的速度方向是_______，位移大小为_______；
（3）第0.7s时，质点位置在________点与________点之间；
（4）质点从O经B运动到A所需时间t＝________s；
（5）质点在0.2s到0.8s内运动的路程为________cm。
答案：
（1）5
（2）向左 0 （3）O B （4）0.6 （5）15
解析：
（1）OB＝5m。
（2）在第0.2s末质点沿x轴负方向运动，即加速度向左，此时正处在平衡位置，位移大小为0。
（3）第0.7s时，质点正处于由平衡位置向正向最大位移运动，即在O点与B点之间。
（4）由图象知，由质点O到B需0.2s，由对称性可知从O经B运动到A所需时间t＝0.6s。
（5）由图象知，质点由O点到B点位移为5cm，由对称性可知质点在0.2s到0.8s的运动路程为15cm。
5．在如图a所示的频闪照片中，取小球在中心位置O（平衡位置）时为t＝0，水平向右的位移为正，每次曝光时间间隔为Δt，请你用图中刻度尺测量小球在不同时刻的位移，记录在你设计的表格中，根据记录的数据在图b所示的坐标平面上描绘振子做简谐运动的位移—时间图象。
答案：
图象如图所示
6．如图，简谐运动的图象上有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）图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？
答案：
（1）b、e、f
（2）d、e （3）4cm
解析：
（1）分析图象可得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b、e、f三点。
（2）由
（1）可知，图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置。
图象上的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。
再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f6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）图象上从a到b点，对应质点从正方向1cm处先是来到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到c点总共通过的路程为4cm。
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