人教版选修3-4课后作业第十一章 机械振动 11.1简谐运动 word版含解析答案

人教版选修3-4课后作业第十一章机械振动简谐运动
一、选择题
1.下列说法中正确的是()
A.弹簧振子的运动是简谐运动
B.简谐运动就是指弹簧振子的运动
C.简谐运动是匀变速运动
D.简谐运动是最简单、最基本的一种机械运动
2.弹簧振子做简谐运动时,下列说法中不正确的是()
A.振子通过平衡位置时,加速度一定为零
B.振子做减速运动,加速度却在增大
C.振子向平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反
D.振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反
3.(多选)一弹簧振子做简谐运动,t时刻刚好经过平衡位置,则振子在t+Δt和t-Δt时刻一定相同的物理量有()
A.速度
B.加速度
C.位移
D.机械能
4.(多选)如图甲所示,一弹簧振子在A、B间振动,取向右为正方向,振子经过O点时开始计时,其振动的x-t图象如图乙所示。

则下列说法中正确的是()
A.t2时刻振子在A点
B.t2时刻振子在B点
C.在t1~t2时间内,振子的位移在增大
D.在t3~t4时间内,振子的位移在减小
5.如图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图象,由图可知,在t=4 s时刻,质点的()
A.速度为零,位移为正的最大值
B.速度为零,位移为负的最大值
C.速度为正的最大值,位移为零
D.速度为负的最大值,位移为零
6.(多选)如图所示为某物体做简谐运动的图象,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位移先减小后增大
D.由M→N位移始终减小
7.某质点做简谐运动的图象如图所示,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的()
A.速度一定为正,加速度不一定为负
B.速度一定为负,加速度一定为正
C.速度一定为负,加速度也一定为负
D.速度不一定为正,加速度一定为正
8.(多选)如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置。

关于振子的运动,下列说法正确的是()
A.振子从A点运动到C点时位移大小为OC,方向向右
B.振子从C点运动到A点时位移大小为CA,方向向右
C.振子从A点运动到C点的过程中,速度在增大,加速度在减小
D.振子从A点运动到O点的过程中,速度先增大后减小,加速度先减小后增大
9. (多选)如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法中正确的是()
A.若位移为负值,则加速度一定为正值
B.振子通过平衡位置时,速度为零,位移最大
C.振子每次通过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同
D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同
10. (多选)如图所示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正确的是()
A.该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置
B.从题图可以看出小球在振动过程中是沿t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,应让底片沿垂直t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移变化快慢不同
11.一弹簧振子沿x轴在[-4,4]区间振动,振子的平衡位置在x轴上的O点。

图1中的a、b、c、d 为4个不同的振动状态,黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。

图2给出的
①②③④4条振动图线,可用于表示振子的振动图象。

则()
图1
图2
A.若规定状态a时t=0,则图象为①
B.若规定状态b时t=0,则图象为②
C.若规定状态c时t=0,则图象为③
D.若规定状态d时t=0,则图象为④
12. (多选)如图所示是表示某弹簧振子运动的x-t图象,下列说法正确的是()
A.t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
B.t2时刻振子的位移最大
C.t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
D.该图象是从振子在平衡位置时开始计时画出的
二、非选择题
13.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:
(1)质点离开平衡位置的最大距离为多大?
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动?
(3)质点在第2 s末的位移是多少?在前4 s内的路程是多少?
14.一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0.2 s末质点的速度方向是,位移大小为;
(3)第0.7 s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0.2 s到0.8 s内运动的路程为 cm。

答案
一、选择题
1.A弹簧振子的运动是简谐运动,但简谐运动并不都是弹簧振子的运动,A正确,B错误;简谐运动是最简单、最基本的一种机械振动,其运动的加速度时刻变化,故C、D均错误。

2.C振子通过平衡位置时,位移x=0,故加速度为零,故A说法正确;振子做减速运动时,动能减小,势能一定增加,故振子远离平衡位置,位移增加,故加速度增大,故B说法正确;振子向平衡位置运动时,做加速运动,加速度方向与速度方向相同,故C说法错误;振子远离平衡位置运动时,做减速运动,加速度方向与速度方向相反,故D说法正确。

3.AD t时刻刚好经过平衡位置,则振子在t+Δt和t-Δt时刻的位置关于平衡位置对称,此时速度和机械能相同;位移大小相同,方向不同;加速度大小相同,方向不同,故A、D正确,B、C错误。

4.AC振子在A点和B点时的位移最大,由于取向右为正方向,所以A点为正向最大位移处,B点为负向最大位移处,则t2时刻振子在A点,t4时刻振子在B点,故选项A正确,B错误;振子的位移是以平衡位置为参考点的,所以在t1~t2和t3~t4时间内振子的位移都在增大,故选项C正确,D错误。

5.A由题图可知,在t=4 s时,质点的位移为正向最大,质点的速度为零,故A正确。

6.AC物体做简谐运动的位移是相对于平衡位置的位移。

在振动图象中,图线的斜率表示物体振动的速度。

由题图可知,P→Q过程,位移在增大,图线的斜率在减小,速度在减小,故A正确、B错
误;M→N过程,位移先减小后增大,故C正确、D错误。

7.D由题图可知,质点在0.18 s到0.20 s时间内,速度为负,加速度为正;在0.20 s到0.22 s时间内,速度为正,加速度为正;因此,在0.18 s到0.22 s时间内,质点的速度不一定为正,加速度一定为正,选项D正确。

8.AC振子从A点运动到C点时的位移以O点为起点,C点为终点,故大小为OC,方向向右,A正确;振子从C点运动到A点时的位移以O点为起点,A点为终点,故大小为OA,方向向右,B错误;振子受到的合外力为弹簧的弹力,振子从A点运动到C点的过程和从A点运动到O点的过程中,弹力都在减小,故加速度都在减小,速度方向与加速度方向相同,故速度在增大,C正确,D错误。

9.AD振子受到的力指向平衡位置,振子的位移为负值时,加速度为正值,故A正确;当振子通过平衡位置时,位移为零,速度最大,故B错误;振子每次通过平衡位置时,速度大小相同,方向不一定相同,但位移相同,故C错误;振子每次通过同一位置时,位移相同,速度大小一样,但方向可能相同,也可能不同,故D正确。

10.AD从题图中能看出坐标原点在平衡位置,A对;横轴是由底片匀速运动得到的,已经转化为时间轴,小球只在x轴上振动,B、C错;因题图中相邻小球之间所经时间相同,密处说明位置变化慢,疏处说明位置变化快,D对。

11.A若规定状态a时t=0,此时振子的位移为3 cm,振动方向沿x轴正方向,对应于题图2中图象
①,故A正确;若规定状态b时t=0,此时振子的位移为2 cm,与题图2中图象②不符,故B错误;若规定状态c时t=0,此时振子的位移为-2 cm,振动方向沿x轴负方向,与题图2中图象③不符,故C错误;若规定状态d时t=0,此时振子在负的最大位移处,下一时刻将沿x轴正方向运动,根据对称性可知,振子的最大位移为4 cm,与题图2中图象④不符,故D错误。

12.BC从题图可以看出,t=0时刻,振子在正方向的最大位移处,因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象,D选项错误;t1时刻以后振子的位移为负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运
动,A选项错误;t2时刻振子在负的最大位移处,此时振子的位移最大,B选项正确;t3时刻以后,振子的位移为正,所以该时刻振子正通过平衡位置向正方向运动,C选项正确。

二、非选择题
13.答案(1)10 cm(2)向平衡位置运动背离平衡位置运动
(3)040 cm
解析由图象上的信息,结合质点的振动过程可知:
(1)质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10 cm。

(2)从1.5 s到2 s这段时间内,质点的位移减小,因此是向平衡位置运动;从2.5 s到3 s这段时间内,位移增大,因此是背离平衡位置运动。

(3)质点在第2 s末时,处在平衡位置,因此位移为零,质点在前4 s内完成一个周期性运动,其路程为10×4 cm=40 cm。

14.答案(1)5(2)向左0(3)O B(4)0.6(5)15
解析(1)由题图可知OB=5 cm;(2)由振动图象和质点的振动情景相结合可知,第0.2 s末质点位于平衡位置,位移大小为0,第0.2 s后质点向负方向运动,即向左;(3)由振动图象可知,第0.7 s时,质点位置在O与B两点之间;(4)由振动图象可知,质点从O经B运动到A所需时间为0.6 s;(5)由振动图象和质点的振动情景相结合可知,质点在0.2 s到0.8 s内运动的路程为15 cm。