物理人教版选修34 11.1简谐运动同步练习教师用卷-精选教育文档

11.1简谐运动同步练习一、单选题1.做简谐振动的物体连续两次通过同一位置非最大位移处时，物理量有变化的是A. 速度B. 加速度C. 位移D. 动能【答案】A【解析】弹簧振子在振动过程中，两次连续经过同一位置时，位移、加速度、回复力、动能、势能、速度的大小均是相同的但速度的方向不同，故速度不同．故选：A．根据弹簧振子的加速度与位移成正比，由加速度的变化分析位移的变化当振子的位移增大时，振子离开平衡位置，速度减小，加速度方向与速度方向相反；当振子的位移减小时，振子向平衡位置靠近，速度增大，加速度方向与速度相同．本题考查分析简谐运动过程中物理量变化的能力，抓住平衡位置和最大位移处的特点就能正确分析．2.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是A. 时，振子的速度方向向左B. 时，振子在O点右侧6cm处C. 和时，振子的加速度完全相同D. 到的时间内，振子的速度逐渐减小【答案】A【解析】解：A、由图象乙知，时，图象的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故A正确．B、在内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以时，振子不在O点右侧6cm处，故B错误．C、和时，振子的位移完全相反，由，知加速度完全相反，故C错误．D、到的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D错误．故选：A由图象可知振动的周期和振幅，振子向平衡位置运动的过程中，速度增大，加速度减小，回复力，再结合牛顿第二定律判断加速度的方向．本题考查了弹簧振子的振动图象，会判断振子的速度和加速度的变化，要知道加速度、第 1 页回复力与位移的变化情况是一致的，而与速度的变化情况相反．3.如图所示，在光滑水平布的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20cm，图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m向右拉动5cm后由静止释放，经振子m第一次回到P位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是A. 该弹簧振子的振动频率为1HzB. 若向右拉动10cm后由静止释放，经过1s振子m第一次回到P位置C. 若向左推到2cm后由静止释放，振子m连续两次经过P位置的时间间隔是2sD. 在P位置给振子m任意一个向左向右的初速度，只要位移不超过20cm，总是经速度就降为0【答案】D【解析】解：A、将振子m向右拉动5cm后由静止释放，经振子m第一次回到P 位置经历，所以：，振动的频率：故A错误；B、振动的周期与振幅的大小无关，所以若向右拉动10cm后由静止释放，经过振子m第一次回到P位置故B错误；C、振动的周期与振幅的大小无关，振子m连续两次经过P位置的时间间隔是半个周期，即故C错误；D、振动的周期与振幅的大小无关，在P位置给振子m任意一个向左向右的初速度，只要位移不超过20cm，总是经到达最大位置处，速度就降为故D正确．故选：D物体第一次向左运动过程，水平方向，结合振动的周期性即可求出周期的大小；振动的周期与振幅的大小无关．本题考查简谐振动的周期性，解答的关键是分析清楚物体向左运动的过程经振子m 第一次回到P位置经历4.如图所示的简谐运动图象中，在和时刻，运动质点相同的量为A. 加速度B. 位移C. 速度D. 回复力【答案】C【解析】解：A、B、由图读出，和时刻，质点运动的位移大小相等，方向相反；根据简谐运动的加速度，位移大小相等，方向相反，则加速度大小相等，方向相反；故A错误，B错误；C、图象上点的切线的斜率表示速度，故在和时刻速度相同，故C正确；D、根据简谐运动的基本特征是：得知，和时刻质点的回复力大小相等，方向相反，故D错误；故选：C．由简谐运动的图象直接读出位移，根据简谐运动的特征分析回复力、加速度关系根据质点的位置关系，判断速度关系．对于矢量，只有大小相等，方向相同时矢量才相同根据简谐运动的图象可以分析质点的振动情况，判断各个物理量的变化情况．5.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，下列说法正确的是A. 该质点振动周期为 sB. 该质点振幅C. 第1s末和第5s末质点的位移相同D. 4s内质点通过的路程为40cm【答案】B【解析】解：A、根据得：，则该质点振动周期，故A错误．B、该质点振幅，故B正确．C、当和分别代入得，位移分别为和，故C错误．D、由于，所以4s内质点通过的路程为，故D错误．故选：B简谐运动的一般表达式为，A为振幅，为圆频率根据，可求出周期，读出振幅将时间代入振动方程可求得任意时刻的位移根据时间与周期的倍数关系求质点通过的路程．解决本题的关键掌握简谐运动的表达式为，知道A为振幅，为圆频率要知道质点做简谐运动时，在半个周期内通过的路程是2A．水平面上，弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行若物块在斜面上做简谐运动，斜面保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象应是图中的第 3 页A. B.C. D.【答案】C【解析】解：设斜面的倾角为．物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力等于物块重力垂直于斜面的分力，即．以斜面体为研究对象，作出力图如图．地面对斜面体的摩擦力因为m，不变，所以f不随时间变化．故选：C物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力等于物块重力垂直于斜面的分力斜面体处于静止，分析受力，作出力图，由平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系．本题关键抓住物块对斜面的压力不变，不要被物块做简谐运动迷惑7.弹簧振子在做简谐振动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的A. 速度与位移方向必定相反B. 加速度与速度方向可能相同C. 位移的大小一定在增加D. 回复力的数值可能在减小【答案】C【解析】解：A、振子的速率在减小，则动能减小、势能增加，故振子必定从平衡位置向最大位移运动，速度与位移同方向，故A错误；B、由A分析知，加速度与速度方向必定相反，故B错误；C、由A分析知，位移的大小一定在增加，故C正确；D、回复力的大小与位移大小成正比，故回复力的数值一定增大，故D错误；故选：C．首先知道判断速度增减的方法：当速度与加速度方向相同时，速度增大；当速度与加速度方向相反时，速度减小．其次知道判断位移增减的方法：当位移与速度方向相同时，位移增大；当位移与速度方向相反时，位移减小．另外要知道在振动过程中，振子与弹簧组成的系统机械能守恒．匀变速直线运动中一些规律性的东西是解题的关键，应当牢固掌握，比如：当速度与加速度方向相同时，速度增大；当速度与加速度方向相反时，速度减小当位移与速度方向相同时，位移增大；当位移与速度方向相反时，位移减小．二、多选题的是A. 质点振动频率是B. 在10 s内质点经过的路程是20 cmC. 第4 s末质点的速度是零D. 在和两时刻，质点位移相同【答案】AB【解析】【分析】由图读出周期，求出频率，质点在一个周期内通过的路程是4个振幅，根据时间与周期的关系，求出质点在10s内经过的路程根据质点的位置，分析速度和加速度在和两时刻质点位移大小相等。

由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题，难度不大，属于基础题。

【解答】A.由题图可知，该简谐运动的周期为4s，则频率，故A正确；B.该简谐运动的周期为4s，则在10 s内质点经过的路程是A，故B正确；C.第4 s末质点在平衡位置，速度最大，故C错误；D.在t和t两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误。

故选AB。

9.下列说法正确的是( )A. 做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B. 全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D. 光在玻璃中的传播速度比真空中小【答案】BCD【解析】【分析】振幅反映了振动的强弱；全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位；本题考查了简谐运动、光的干涉、狭义相对论、知识点多，难度小，关键多看书，记住基础知识点。

【解答】第 5 页A.简谐运动的物体，其振动能量用振幅来反映，故A错误；B.全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位，有立体感，故B正确；C.根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；D.光在玻璃介质中传播的速度小于在真空中传播的速度，故D正确；故选BCD。

10.简谐振动的特点是A. 回复力和位移成正比且方向相反B. 加速度和位移成正比且方向相反C. 速度和位移成正比且方向相反D. 振幅随时间作周期性变化【答案】AB【解析】【分析】简谐运动中的回复力；加速度与位移关系为：；据此判断回复力与加速度和位移之间的关系。

简谐运动是周期性运动，速度、位移、加速度、回复力均随着时间按照正弦规律变化，基础问题。

【解答】解：A、简谐运动中的回复力，即回复力与位移成正比，且方向相反，故A正确；B、加速度与位移关系为：，故加速度跟位移成正比；根据牛顿第二定律，加速度与回复力方向相同，故与位移方向相反，故B正确；C、速度随时间做周期性变化，与位移方向无关，故C错误；D、振幅是振动过程中的最大位移，不会作周期性变化，故D错误；故选：AB。

11.置于同地点的甲、乙两单摆的振动图像如图下列说法正确的是：( )A. 甲、乙两摆的摆长相等B. 甲球质量小于乙球质量C. 甲摆摆长大于乙摆摆长D. 甲摆在a时刻的重力势能大于b时刻的重力势能【答案】CD【解析】解：A、由图象得到甲的周期较长，根据单摆周期公式，甲的摆长较大，故A错误．B、单摆的周期与摆球质量无关，故B错误．C、由图象得到甲的周期较长，根据单摆周期公式，甲的摆长较大，故C正确．D、甲摆a时刻位移大于b时刻位移，故甲摆在a时刻的重力势能大于b时刻的重力势能，故D正确；故选：CD．由图象得到甲的周期较长，根据单摆周期公式得到甲的摆长较大．从位移时间关系图象得到周期、位移、振幅的信息，然后结合周期公式分析，基础题．12.一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T，则A. 若，则t时刻和时刻振子运动的加速度一定大小相等B. 若，则t时刻和时刻弹簧的形变量一定相等C. 若t时刻和时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，则一定等于的奇数倍D. 若t时刻和时刻振子运动速度的大小相等，方向相同，则一定等于的整数倍【答案】AB【解析】【分析】弹簧振子做简谐运动，两个时刻位移相同，不一定等于T的整数倍，只有当位移、速度都相同时，才等于T的整数倍振子运动速度的大小相等、方向相反，一定等于的整数倍经过整数倍周期，加速度一定相同经过，弹簧的长度不一定相等。

本题考查对简谐运动物理量及其变化的理解程度，可通过过程分析理解掌握简谐运动中速度与加速度的大小变化情况是相反，也可以作出振动图象进行分析。