2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配粤教版）分层作业9 简谐运动的描述.docx

分层作业9简谐运动的描述

A组必备知识基础练

1.(2024广东梅州高二模拟)如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是()

A.小球每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同

B.小球通过平衡位置时,速度为零,位移最大

C.小球每次经过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同

D.若位移为负值,则加速度一定为负值

2.如图所示的简谐运动图像中,在t1和t2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

3.(多选)一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从O点开始计时,经过2s质点第一次经过M点,再继续运动,又经过1s它第二次经过M点,则该质点第三次经过M点再需要的时间可能是()

A.43s B.73

C.7s D.9s

4.(多选)公路上匀速行驶的货车受一扰动,车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板.一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动,周期为T.竖直向上为正方向,以某时刻为计时起点,其振动图像如图所示,则下列说法正确的是()

A.t=14T时,

B.t=12T时,

C.t=34T时,

D.t=T时,货物所受合力为零

5.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端与质量为m的小物块A相连,小物块A通过细线与质量为2m的小物块B相连,系统处于静止状态.现剪断细线,小物块A将做简谐运动.以平衡位置为坐标原点,向上为x轴正方向.从剪断细线的瞬间开始计时,小物块A的振动图像为(取x0=mgk)(

6.一水平弹簧振子做简谐运动,其位移和时间关系如图所示.

(1)写出这个简谐运动的位移随时间变化的关系式.(用正弦函数表示)

(2)从t=0到t=6.5×10-2s的时间内,振子通过的路程为多大?

B组关键能力提升练

7.某质点做简谐运动的振幅为A,周期为T,则质点在T4时间内的路程不可能是(

A.0.5A B.0.8A

C.A D.1.2A

8.(2024广东中山高二统考期末)如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点间做简谐运动.B、C相距40cm,小球经过B点时开始计时,经过2s首次到达O点.下列说法正确的是()

A.第1s内小球经过的路程为10cm

B.小球做简谐运动的频率为0.125Hz

C.小球做简谐运动的振幅为40cm

D.小球从B点运动到C点的过程中,加速度先变大后变小

9.某弹簧振子做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是()

A.振子在0.2s时刻的回复力与在0.4s时刻的回复力相同

B.0.8s时刻的动能与0.4s时刻的动能相同

C.0.7~0.9s时间内,振子的加速度在减小

D.0.5~0.7s时间内,系统的势能在增大

10.某学生在粗细均匀的木筷下端绕上铁丝,将其竖直浮在装有水的杯子中,如图甲所示.现把木筷向上提起一段距离后放手,放手时刻开始计时,之后木筷做简谐运动,以向上为正方向作出了木筷振动的位移—时间图像,如图乙所示.不计水的阻力,则()

A.t=2.4s时,木筷处于平衡位置

B.前0.8s内,木筷运动的路程为0.4m

C.木筷的位移时间关系为x=0.05sin(10πt+π2)

D.t=0.05s时,木筷的重力小于其所受的浮力

11.(2024广东佛山高二模拟)一个弹簧振子的振动图像如图所示,试完成以下问题.

(1)在第2s末到第3s末这段时间内,小球的加速度、速度、弹簧的弹性势能各是怎样变化的?

(2)计时起点可任意选取,1s内小球的最大路程有多大?(只需写出结果)

答案：

1.A解析小球每次通过同一位置时,位移相同,速度大小相等,但速度方向可能相同,也可能不同,故A正确;当小球通过平衡位置时,位移为零,速度最大,故B错误;小球每次通过平衡位置时,速度大小相等,方向不一定相同,但位移相同,均为零,故C错误;小球所受的回复力始终指向平衡位置,小球的位移为负值时,受到的力为正值,小球的加速度为正值,故D错误.

2.C解析由图读出,t1和t2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a=-kxm,得加速度大小相等,方向相反,故A、B错误;x-t图像上点的切线的斜率表示速度,故在t1和t2时刻速度相同,C正确;根据简谐运动中F=-kx得知,t1和t2时刻质点的回复力大小相等,方向相反,故D错误

3.BD解析若振子开始运动的方向先向左,再向M点运动,运动路线如图甲所示,

甲

可得振动的周期为T=(2s+12×1s)×13×4=103s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=T-1s=73s;若振子开始运动的方向向右直接向M

乙

得振动的周期为T=(2s+12×1s)×4=10s,振子第三次通过M点需要经过的时间为t=