2022高中物理 課下能力提升一 第十一章 第1節(jié) 簡諧運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4

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1、2022高中物理 課下能力提升一 第十一章 第1節(jié) 簡諧運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版選修3-4 一、選擇題 1．[多選]下列幾種運(yùn)動(dòng)中屬于機(jī)械振動(dòng)的是(　　) A．乒乓球在地面上的上下運(yùn)動(dòng) B．彈簧振子在豎直方向的上下運(yùn)動(dòng) C．秋千在空中來回的運(yùn)動(dòng) D．豎直于水面上的圓柱形玻璃瓶上下振動(dòng) 2．[多選]關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡，是正弦或余弦曲線 B．由圖象可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移方向 C．表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律 D．由圖象可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向 3．[多選]如圖所示是一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象(x-

2、t圖象)。由圖可推斷，該振子(　　) A．在t1和t3時(shí)刻具有相同的速度 B．在t3和t4時(shí)刻具有相同的速度 C．在t4和t6時(shí)刻具有相同的位移 D．在t1和t6時(shí)刻具有相同的速度 4．如圖所示，水平方向上有一彈簧振子，O點(diǎn)是其平衡位置，振子在a和b之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于振子下列說法正確的是(　　) A．在a點(diǎn)時(shí)加速度最大，速度最大 B．在O點(diǎn)時(shí)速度最大，位移最大 C．在b點(diǎn)時(shí)位移最大，速度最小 D．在b點(diǎn)時(shí)加速度最大，速度最大 二、非選擇題 5．如圖所示，簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象上有a、b、c、d、e、f六個(gè)點(diǎn)，其中： (1)與a位移相同的點(diǎn)有________； (

3、2)與a速度相同的點(diǎn)有________； (3)物體離開平衡位置的最大距離是________ cm。 6．如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題： (1)質(zhì)點(diǎn)在第2 s末的位移是多少？ (2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過程中的最大位移為多少？ (3)在前4 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為多少？ [提能練] 一、選擇題 1．簡諧運(yùn)動(dòng)是(　　) A．勻變速運(yùn)動(dòng)　　　　　　 B．勻速直線運(yùn)動(dòng) C．非勻變速運(yùn)動(dòng) D．勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2．(2016·徐州高二檢測(cè))公路上勻速行駛的貨車受一振動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板。一段時(shí)

4、間內(nèi)貨物在豎直方向上的振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T。取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖所示，則(　　) A．t＝T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大 B．t＝T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小 C．t＝T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大 D．t＝T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小 3．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其x-t關(guān)系如圖所示。以x軸正向?yàn)樗俣葀的正方向，該質(zhì)點(diǎn)的v-t關(guān)系是(　　) 4．在水平方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖象如圖所示，假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?，則物體加速度向右且速度向右的時(shí)間段是(　　) A．0～1 s內(nèi) B．1～2

5、 s內(nèi) C．2～3 s內(nèi) D．3～4 s內(nèi) 5．如圖a所示，一彈簧振子在AB間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置。圖b是該振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的x-t圖象。則如選項(xiàng)所示關(guān)于振子的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律圖象中，正確的是(　　) 二、非選擇題 6．如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象。根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題。 (1)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離有多大？ (2)在10 s和30 s這兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移各是多少？ (3)在15 s和25 s這兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？ (4)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移方向在哪些時(shí)間內(nèi)跟它速度的方向相同？在哪些時(shí)

6、間內(nèi)跟速度的方向相反？ 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選BCD　機(jī)械振動(dòng)是物體在平衡位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，乒乓球的上下運(yùn)動(dòng)不是在平衡位置兩側(cè)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)不符題意，B、C、D項(xiàng)符合。 2．解析：選BCD　振動(dòng)圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律，不是運(yùn)動(dòng)軌跡，A錯(cuò)誤，C正確；由圖象可以判斷某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和速度方向，B、D正確。 3．解析：選BCD　t1與t3兩時(shí)刻振子經(jīng)同一位置向相反方向運(yùn)動(dòng)，速度不相同，A錯(cuò)誤；t3與t4兩時(shí)刻振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置的對(duì)稱點(diǎn)，速度大小相等、方向相同，B正確；t4與t6兩時(shí)刻振子的位移都是－2 cm，C正確；t1和t6兩時(shí)刻振子經(jīng)過對(duì)稱點(diǎn)向正方向運(yùn)

7、動(dòng)，速度相同，D正確。 4．解析：選C　O點(diǎn)為彈簧振子振動(dòng)的平衡位置，其加速度為零，位移為零，速度最大，B錯(cuò)誤；振子在a、b兩位置，振動(dòng)的位移最大，加速度最大，速度為零，A、D錯(cuò)誤，C正確。 5．解析：(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，可知與a位移相同的點(diǎn)有b、e、f。(2)速度也是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，可知與a速度相同的點(diǎn)有d、e。(3)物體離開平衡位置的最大距離即為振動(dòng)物體最大位移的大小，由圖知最大距離為2 cm。 答案：(1)b、e、f　(2)d、e　(3)2 6．解析：(1)由x-t圖象可以讀出2 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零。(2)質(zhì)點(diǎn)的

8、最大位移在前4 s發(fā)生在第1 s末和第3 s末，位移大小為10 cm。(3)前4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)正好完成一個(gè)往復(fù)的全運(yùn)動(dòng)。先朝正方向運(yùn)動(dòng)了一個(gè)距離為10 cm的來回，又在負(fù)方向上運(yùn)動(dòng)了一個(gè)距離為10 cm的來回，故總路程為40 cm。 答案：(1)0　(2)10 cm　(3)40 cm [提能練] 1．解析：選C　簡諧運(yùn)動(dòng)的速度是變化的，B錯(cuò)誤；加速度也是變化的，A、D錯(cuò)誤，C正確。 2．解析：選C　由圖象知，t＝時(shí)，貨物在最高點(diǎn)，對(duì)底板壓力最小。t＝時(shí)，貨物在最低點(diǎn)，對(duì)底板壓力最大。 3．解析：選B　在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移正向最大，速度為零，則下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；

9、在t＝時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速率最大，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4．解析：選D　加速度向右的階段時(shí)位移向左，由圖象可知，負(fù)值階段為2～4 s，而速度向右的階段為0～1 s和3～5 s，綜合分析知應(yīng)為3～4 s，D正確。 5．解析：選C　設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，位移方向與加速度方向相反，由牛頓第二定律得a＝－，C正確。 6．解析：(1)由圖象可以直接看出質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離為20 cm。 (2)在10 s時(shí)，位移為20 cm，在30 s時(shí)，位移為－20 cm。 (3)在15 s這一時(shí)刻，位移為正，且下一時(shí)刻，位移沿正方向減小，由此可知，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)。同理可以判斷25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)背離平衡位置向負(fù)的最大位移方向運(yùn)動(dòng)。 (4)在0～10 s內(nèi)，位移逐漸沿正方向增大，速度方向與位移方向相同；10～20 s內(nèi)，位移為正，但逐漸減小即質(zhì)點(diǎn)向平衡位置靠近，速度與位移方向相反。同理可以判斷20～30 s 內(nèi)速度方向和位移方向相同，30～40 s內(nèi)位移和速度方向相反。 答案：(1)20 cm　(2)20 cm　－20 cm (3)向平衡位置運(yùn)動(dòng)　背離平衡位置向負(fù)的最大位移方向運(yùn)動(dòng) (4)0～10 s和20～30 s速度方向和位移方向相同　10～20 s和30～40 s速度方向和位移方向相反