《高中物理 11.2 简谐运动的描述每课一练 新人教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 11.2 简谐运动的描述每课一练 新人教版选修3-4（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -11.2 简谐运动的描述 每课一练（人教版选修 3-4）1下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是()A振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处B周期和频率的乘积不一定等于 1C振幅增加，周期必然增加，而频率减小D做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关2弹簧振子在 AOB 之间做简谐运动， O 为平衡位置，测得 A、 B 之间的距离为 8 cm，完成 30 次全振动所用时间为 60 s，则()A振子的振动周期是 2 s，振幅是 8 cmB振子的振动频率是 2 HzC振子完成一次全振动通过的路程是 16 cmD从振子通过 O 点时开始计时，3 s 内通过的路程为 24 cm图
2、 43如图 4 所示，振子以 O 点为平衡位置在 A、 B 间做简谐运动，从振子第一次到达 P 点开始计时，则()A振子第二次到达 P 点的时间间隔为一个周期B振子第三次到达 P 点的时间间隔为一个周期C振子第四次到达 P 点的时间间隔为一个周期D振子从 A 点到 B 点或从 B 点到 A 点的时间间隔为一个周期4一水平弹簧振子的振动周期是 0.025 s，当振子从平衡位置向右运动开始计时，经过0.17 s 时，振子的运动情况是()A正在向右做减速运动B正在向右做加速运动C正在向左做减速运动D正在向左做加速运动5.图 5如图 5 所示，小球 m 连着轻质弹簧，放在光滑水平面上，弹簧的另一端固定
3、在墙上， O点为它的平衡位置，把 m 拉到 A 点， OA1 cm，轻轻释放，经 0.2 s 运动到 O 点，如果把 m 拉到 A点，使 OA2 cm，弹簧仍在弹性限度范围内，则释放后运动到 O 点所需要的时间为()A0.2 s B0.4 sC0.3 s D0.1 s6如图 6 所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是()图 6A振动周期是 2102 sB第 2 个 102 s 内物体的位移是10 cmC物体的振动频率为 25 HzD物体的振幅是 10 cm- 2 -7一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在坐标原点 t0 时刻的位移 x0.1 m； t 43s 时刻 x0.1 m；
4、t4 s 时刻 x0.1 m该振子的振幅和周期可能为()A0.1 m， s B0.1 m,8 s83C0.2 m， s D0.2 m,8 s838某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 x Asin t，则质点() 4A第 1 s 末与第 3 s 末的位移相同B第 1 s 末与第 3s 末的速度相同C3 s 末至 5 s 末的位移方向都相同D3 s 末至 5 s 末的速度方向都相同9一水平弹簧振子做简谐运动，周期为 T，则()A若 t 时刻和( t t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则 t 一定等于 T的整数倍B若 t 时刻和( t t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则
5、t 一定等于 的T2整数倍C若 t T，则在 t 时刻和( t t)时刻振子振动的加速度一定相等D若 t ，则在 t 时刻和( t t)时刻弹簧振子的长度一定相等T210如图 7 甲所示是演示简谐运动图象的装置，当漏斗下面的薄木板 N 被匀速地拉出时，振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系板上的直线 OO1代表时间轴，图乙中是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板 N1和板 N2拉动的速度 v1和 v2的关系为 v22 v1，则板 N1、 N2上曲线所代表的周期 T1和 T2的关系为()图 7A T2 T1 B T22 T1C T24 T1 D T2 T11411
6、有一个弹簧振子，振幅为 0.8 cm，周期为 0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是()A x810 3 sin m(4 t 2)B x810 3 sin m(4 t 2)C x810 1 sin m( t32 )D x810 1 sin m(4 t 2)题号 1 2 3 4 5 6答案- 3 -题号 7 8 9 10 11答案12如图 8 所示为 A、 B 两个简谐运动的位移时间图象图 8试根据图象写出：(1)A 的振幅是_cm，周期是_s； B 的振幅是_cm，周期是_s.(2)这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式(3)在时间 t0.05 s 时两质点的位移分别是多少
7、？13.一质点在平衡位置 O 附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经 0.13 s 质点第一次通过 M 点，再经 0.1 s 第二次通过 M 点，则质点振动周期的可能值为多大？14在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图 9(a)所示是一种常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔 P，在下面放一条白纸带当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直)，笔就会在纸带上画出一条曲线，如图(b)所示若匀速拉动纸带的速度为 1 m/s，作出 P 的振动图象图 9参考答案1 D2 CDA、B 之间的距离为 8 cm，则振幅是 4 cm，故 A 错；T2 s，f0
8、.5 Hz， B 错；振子完成一次全振动通过的路程是 4A，即 16 cm,3 s 内运动了 1.5 个周期，故总路程为 24 cm， C、 D 正确3 B从经过某点开始计时，则再经过该点两次所用的时间为一个周期， B 对， A、 C错；振子从 A 到 B 或从 B 到 A 的时间间隔为半个周期， D 错4 B0.17 s6.8T，振子经 6T，回到原位置，只需考虑经过 0.8T 时的位置，此时振子在平衡位置的左侧，正在向平衡位置做加速运动，故 B 选项正确5 A不论将 m 由 A 点还是 A点释放，到达 O 点的时间都为四分之一周期，其周期与振幅大小无关，由振动系统本身决定，故选 A.6 B
9、CD振动周期是完成一次全振动所用的时间，在图象上是两相邻极大值间的距离，所以周期是 4102 s又 f ，所以 f25 Hz，则 A 项错误， C 项正确；正、负极大值表1T- 4 -示物体的振幅，所以振幅 A10 cm，则 D 项正确；第 2 个 102 s 的初位置是 10 cm，末位置是 0，根据位移的概念有 x10 cm，则 B 项正确7 ACD解析画出草图，设图中 a、b 两点为质点振动过程中的最大位移处，若开始质点从 N点向右运动，NM 历时 s，MbM 历时 s，则可能 T8 s，振幅 A0.2 m若开始计43 83时时刻质点从 a 点向右运动，ab 历时 s，bab 历时 s，
10、则可能 T s，振幅43 83 83A0.1 m若质点从 NaM 历时 s，从 MbaM 历时 s，则可能 T s，振幅43 83 83A0.2 m，故选项 A、 C、 D 正确8 AD由表达式 xA sin t 知， ，简谐运动的周期 T 8 s表达式对应的振动 4 4 2图象如图所示质点在 1 s 末的位移 x1A sin( 1) A 4 22质点在 3 s 末的位移 x3A sin( 3) A，故 A 正确由前面计算可知 t1 s 和 4 22t3 s 质点连续通过同一位置，故两时刻质点速度大小相等，但方向相反， B 错误；由xt 图象可知，3 s4 s 内质点的位移为正值，4 s5 s
11、 内质点的位移为负值， C 错误；同样由 xt 图象可知，在时间 3 s5 s 内，质点一直向负方向运动， D 正确9 C本题可以结合弹簧振子的运动示意图和振动图象进行分析如图所示，图中的a、b、c 三点位移大小相等、方向相同，显然 t 不等于 T 的整数倍，故选项 A 是错误的；图中的 a、d 两点的位移相等、方向相反， t ，故选项 B 是错误的；在相隔一个周期 T 的T2两个时刻，振子只能位于同一位置，其位移相同，合外力相同，加速度必相等，选项 C 是正确的；相隔 的两个时刻，振子的位移大小相等，方向相反，其位置关于平衡位置对称，由T2运动的示意图可知(图略)，在这两个位置时，弹簧分别处
12、于压缩和拉伸状态，弹簧的长度并不相等，选项 D 是错误的10 D在木板上由摆动着的漏斗中漏出的沙形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的规律，即沙摆的振动图象由于拉动木板的速度不同，所以 N1、N 2上两条曲线的时间轴的(横轴)单位长度代表的时间不等如果确定了 N1、N 2上两条曲线的时间轴的单位长度与时间的对应关系后，就可以确定各条曲线代表的沙摆完成一次全振动所需的时间，即振动周期，从而可以确定 T1、T 2的关系由图可见，薄板被匀速拉出的距离相同，且 v22v 1，则木板 N1上时间轴单位长度代表的时间 t1是木板 N2上时间轴单位长度代表的时间 t2的两倍，即 t12t 2.由图线可知，T1
13、t 1，T 2 t2，因而得出 T14T 2.正确选项为 D.1211 A 4 ，当 t0 时，具有负方向的最大加速度，则 xA，所以初相2T- 5 - ，表达式为 x810 3 sin m， A 正确 2 (4 t 2)12(1)0.50.40.20.8(2)xA0.5 sin (5 t ) cm，x B0.2 sin cm(2.5 t ) cm 2(3)xA cm，x B0.2 sin cm24 58解析(1)由图象知：A 的振幅是 0.5 cm，周期是 0.4 s；B 的振幅是 0.2 cm，周期是0.8 s.(2)由图象知：A 中振动的质点已振动了 周期， ，由 T0.4 s，得12
14、5 ，则简谐运动的表达式为 xA0.5 sin (5 t ) cm.B 中振动的质点从平衡位2T置沿正方向已振动了 周期， ，由 T0.8 s 得 2.5 ，则简谐运动的表达式14 2 2T为 xB0.2 sin (2.5 t ) cm. 2(3)将 t0.05 s 分别代入两个表达式中得：x A0.5 sin(5 0.05 )cm0.5 cm cm，x B0.2 sin(2.5 0.05 )cm0.2 sin cm.22 24 2 58130.72 s 或 0.24 s甲解析质点的振动周期共存在两种可能性设质点在 AA范围内运动(1)如图甲所示，由 OMA 历时 0.13 s0.05 s 0.18 s，则周期 T140.18 s0.72 s.(2)如图乙所示，由 OAM 历时 t10.13 s，由 MAM 历时 t20.1 s，设由 OM或由 MO 历时为 t，则 0.13 st2t0.1 s，故 t0.01 s，所以周期Tt 1t 2t0.24 s.乙14见解析图解析该题考查简谐运动图象的画法( b)图中运动的位移值可以对应不同的时刻，由xvt 可知，当 x20 cm 时，对应时间 t 0.2 s，做出图象如图所示xv
