2020年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 第1節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)課后課時(shí)作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4

第1節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)A組：合格性水平訓(xùn)練1.(對(duì)機(jī)械振動(dòng)的理解)(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秋千在空中來回運(yùn)動(dòng)D浮于水面上的圓柱形玻璃瓶上下振動(dòng)答案BCD解析機(jī)械振動(dòng)是物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，乒乓球在地面上的上下運(yùn)動(dòng)不是在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不屬于機(jī)械振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的定義，易知B、C、D正確。2(對(duì)彈簧振子的理解)(多選)下列關(guān)于彈簧振子的說法中正確的是()A任意的彈簧和任意的小球就可以構(gòu)成彈簧振子B彈簧振子中小球的振動(dòng)范圍不能超出彈簧的彈性限度C彈簧振子中小球的體積不能忽略D彈簧振子中的小球如果沒有外界干擾，一旦振動(dòng)起來就停不下來答案BD解析理想彈簧振子中彈簧的質(zhì)量可以忽略，小球體積忽略不計(jì)，可看成質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦阻力，如果沒有外界干擾，小球一旦振動(dòng)起來將不會(huì)停下來，而且小球振動(dòng)時(shí)，彈簧不能超出彈性限度，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。3. (彈簧振子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn))(多選)在圖中，當(dāng)小球由A向平衡位置O運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()A小球的位移在減小 B小球的運(yùn)動(dòng)方向向左C小球的位移方向向左 D小球的位移在增大答案AB解析小球的位移是相對(duì)平衡位置O而言的，由于小球在O點(diǎn)右側(cè)由A向O運(yùn)動(dòng)，所以小球的運(yùn)動(dòng)方向向左，位移方向向右，位移大小不斷減小，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤。4. (彈簧振子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn))(多選)如圖所示，彈簧振子在a、b兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子從最大位移處a向平衡位置O運(yùn)動(dòng)的過程中()A位移方向向左，速度方向向左B位移方向向左，速度方向向右C位移不斷增大，速度不斷減小D位移不斷減小，速度不斷增大答案BD解析在振子從最大位移處a向平衡位置O運(yùn)動(dòng)的過程中，振子的速度方向向右且不斷增大，A、C錯(cuò)誤；振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移由平衡位置指向振子所處位置，故該過程中振子的位移方向向左且不斷減小，B、D正確。5(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象)(多選)關(guān)于簡(jiǎn)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)平衡位置的位移大小與方向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)的速度方向答案BCD解析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，而不是運(yùn)動(dòng)軌跡，A錯(cuò)誤，C正確；由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移大小及方向，還可判斷任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向，B、D正確。6(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象)裝有砂粒的試管豎直靜立于水中，部分浸沒在水面下，水足夠深，如圖所示，將管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。若取豎直向上為正方向，則如圖所示描述試管振動(dòng)的圖象中可能正確的是()答案D解析試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置是在重力與浮力相等的位置，將試管向上提起一段距離，然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，則t0時(shí)刻，試管位于偏離平衡位置的正向最大位移處。故D正確。7(對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的理解)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)在04s內(nèi)的振動(dòng)圖象，則()A質(zhì)點(diǎn)在3 s末的位移為2 mB質(zhì)點(diǎn)在4 s末的位移為8 mC質(zhì)點(diǎn)在4 s內(nèi)的路程為8 mD質(zhì)點(diǎn)在4 s內(nèi)的路程為零答案C解析振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移指的是質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移，位移是矢量，有大小，也有方向，因此3 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為2 m,4 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為零，A、B錯(cuò)誤。路程是指質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，在4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程是從平衡位置到最大位移處這段距離的4倍，即為8 m，故C正確，D錯(cuò)誤。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練8(對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一定是水平方向的運(yùn)動(dòng)B所有的振動(dòng)都可以看做是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡線一定是正弦曲線D只要振動(dòng)圖象是正弦曲線，物體一定做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)答案D解析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)并不一定是水平方向上的運(yùn)動(dòng)，各個(gè)方向都有可能，A錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)，只有質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律的振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的x­t圖象是正弦曲線，但軌跡線不可能是正弦曲線，C錯(cuò)誤；若物體振動(dòng)的圖象是正弦曲線，則其一定做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，D正確。9(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn))(多選)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)速度越來越大，則這段時(shí)間內(nèi)()A物體的位移越來越大B物體正向平衡位置運(yùn)動(dòng)C物體的速度與位移方向相同D物體的速度與位移方向相反答案BD解析做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)速度越來越大，說明它正向平衡位置運(yùn)動(dòng)，故位移越來越小，A錯(cuò)誤，B正確；位移方向是從平衡位置指向物體所在的位置，故物體的速度與位移方向相反，C錯(cuò)誤，D正確。10(彈簧振子的振動(dòng)圖象)(多選)如圖所示為獲取彈簧振子的位移時(shí)間圖象的一種方法，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一段線段，而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦(或余弦)曲線。下列說法正確的是()A如果紙帶不動(dòng)，作出的振動(dòng)圖象仍然是正弦(或余弦)函數(shù)曲線B如果紙帶不動(dòng)，作出的振動(dòng)圖象是一段線段C圖示時(shí)刻，振子正經(jīng)過平衡位置向右運(yùn)動(dòng)D若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度不恒定，則紙帶上描出的仍然是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象答案BC解析當(dāng)紙帶不動(dòng)時(shí)，描出的只是振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軌跡，是一段線段，A錯(cuò)誤，B正確；由振動(dòng)圖象可以看出，圖示時(shí)刻振子正由平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，C正確；只有當(dāng)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)圖象才是正弦(或余弦)函數(shù)曲線，而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象一定是正弦(或余弦)函數(shù)曲線，D錯(cuò)誤。11.(彈簧振子的振動(dòng)圖象)某彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示。根據(jù)圖象判斷，下列說法正確的是()A第1 s內(nèi)振子相對(duì)平衡位置的位移與速度方向相反B第2 s末振子相對(duì)平衡位置的位移為20 cmC第2 s末和第3 s末振子相對(duì)平衡位置的位移不相同，但瞬時(shí)速度方向相反D第1 s末和第2 s末振子相對(duì)平衡位置的位移方向相同，瞬時(shí)速度方向相反答案D解析第1 s末振子相對(duì)平衡位置的位移方向?yàn)檎较?，速度方向也為正方向，A錯(cuò)誤；第2 s末振子在平衡位置，位移為零，B錯(cuò)誤；第3 s末振子相對(duì)平衡位置的位移為20 cm，第2 s末振子恰好經(jīng)過平衡位置，且正向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，而第3 s末振子瞬時(shí)速度剛好為零，C錯(cuò)誤；第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)振子相對(duì)平衡位置的位移方向相同，瞬時(shí)速度方向相反，D正確。12.(對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的理解)(多選)如圖表示某質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，以下關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)說法正確的是()At1、t2時(shí)刻的速度相同B從t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，速度與位移同向C從t2到t3這段時(shí)間內(nèi)，速度增大，位移減小Dt1、t3時(shí)刻的速度相同答案BC解析t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度最大，t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度為零，A錯(cuò)誤；從t1到t2這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置，其速度、位移方向均背離平衡位置，所以二者方向相同，B正確；從t2到t3這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度在增大，而位移在減小，C正確；t1和t3時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，速度大小相等，方向相反，D錯(cuò)誤。13(彈簧振子的振動(dòng)圖象)圖甲為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，規(guī)定向右的方向?yàn)檎较?，圖乙為彈簧振子的示意圖，彈簧振子在F、G之間運(yùn)動(dòng)，E是振動(dòng)的平衡位置，試根據(jù)圖象分析以下問題：(1)如圖乙所示，振子振動(dòng)的起始位置是_(填“E”“F”或“G”)，從初始位置開始，振子向_(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)。(2)在圖甲中，找出圖象中的A、B、C、D點(diǎn)各對(duì)應(yīng)振動(dòng)過程中的哪個(gè)位置？A對(duì)應(yīng)_，B對(duì)應(yīng)_，C對(duì)應(yīng)_，D對(duì)應(yīng)_。(3)在t2 s時(shí)，振子的速度方向與t0時(shí)速度方向_(填“相同”或“相反”)。(4)振子在前4 s內(nèi)的位移等于_。答案(1)E右(2)GEFE(3)相反(4)0解析(1)由x­t圖象知，在t0時(shí)，振子在平衡位置，故起始位置為E；從t0時(shí)刻開始，振子向正方向運(yùn)動(dòng)，即向右運(yùn)動(dòng)。(2)由x­t圖象知：B點(diǎn)、D點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡位置E點(diǎn)；A點(diǎn)表示振子位于正向最大位移處，對(duì)應(yīng)G點(diǎn)；C點(diǎn)表示振子位于負(fù)向最大位移處，對(duì)應(yīng)F點(diǎn)。(3)t2 s時(shí)，x­t圖線斜率為負(fù)，即速度方向?yàn)樨?fù)方向；t0時(shí)，斜率為正，速度方向?yàn)檎较?。故兩時(shí)刻振子的速度方向相反。(4)4 s末振子回到平衡位置，故振子在前4 s內(nèi)的位移為零。- 6 -