2019高中物理第十一章课时作业二简谐运动的描述含解析新人教版选修.docx

简谐运动的描述1(多选)振动周期指振动物体()A从任何一个位置出发又回到这个位置所用的时间B从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用时间C从某一位置出发又沿同一运动方向回到这个位置所用时间D经历了四个振幅的时间【解析】振动周期是振子完成一次全振动所用的时间，C、D正确【答案】CD2关于振幅的各种说法中，正确的是()A振幅是振子离开平衡位置的最大距离B位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C振幅等于振子运动轨迹的长度D振幅越大，表示振动越强，周期越长【解析】振幅是振子离开平衡位置的最大距离，是标量，在简谐运动中大小不变，而位移是变化的，故A对，B、C错；振幅越大，振动越强，但与周期无关，D错【答案】A3两个简谐运动的表达式分别为x14sin4t(cm)和x22sin2t(cm)，它们的振幅之比、各自的频率之比是()A21，21B12，12C21，12 D12，21【解析】由题意知A14 cm，A22 cm，14 rad/s，22 rad/s，则A1A221，f1f21221.故A正确，B、C、D错误【答案】A4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，则它的运动表达式是()Ax8103sin mBx8103sin mCx8101sin mDx8101sin m【解析】由题意知，4，t0时具有负方向的最大加速度，所以t0时振子具有最大的正位移，故初相位.【答案】A5(2014桂林高二检测)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图象如图1123所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，下列说法正确的是()图1123A质点在位置b比位置d时相位超前B质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为C质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等D质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等【解析】质点在位置b比位置d时相位超前，选项A错误；质点通过位置b时，相对平衡位置的位移大于，选项B错误；质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等，选项C正确；质点从位置a到b和从b到c的时间相等，位移不等，所以平均速度不相等，选项D错误【答案】C6如图1124所示，弹簧振子的频率为5 Hz，让它从B位置开始振动，并开始计时，则经过0.12 s时()图1124A小球位于BO之间，运动方向向右B小球位于BO之间，运动方向向左C小球位于CO之间，运动方向向右D小球位于CO之间，运动方向向左【解析】周期T0.2 s，则0.6，即t0.6T，TtT，所以小球位于CO之间，运动方向向右，C正确【答案】C7(2015厦门高二检测)一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm，频率是2.5 Hz，该质点从平衡位置开始经过2.5 s后，位移的大小和经过的路程为()A4 cm、10 cm B4 cm、100 cmC0、24 cm D0、100 cm【解析】质点的振动周期T0.4 s，故时间tT6T，所以2.5 s末质点在最大位移处，位移大小为4 cm，质点通过的路程为446 cm100 cm，B正确【答案】B8一个简谐运动的振动方程为x5cos cm，这个振动的振幅是_ cm；频率是_ Hz；在t0.1 s时的相位是_；在1 s的时间内振子通过的路程是_ cm.【解析】振幅可直接由表达式读出，A5 cm，圆频率2，由2f知其频率f1 Hz.t0.1 s时，2t0.2，即相位为，因为f1 Hz，则T1 s，故1 s内通过的路程s4A45 cm20 cm.【答案】51209一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，设振子第一次从平衡位置运动到x处所经历的时间为t1，第一次从最大位移处运动到x所经历的时间为t2，关于t1与t2，以下说法正确的是()At1t2Bt1t2Ct1t2 D无法判断【解析】画出xt图象，从图象上，我们可以很直观地看出：t1t2，因而正确答案为B.【答案】B10.图1125一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10 cm的A、B两点，且由A到B的过程中速度方向不变，历时0.5 s(如图1125)过B点后再经过t0.5 s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是()A0.5 s B1.0 sC2.0 s D4.0 s【解析】根据题意，由振动的对称性可知：AB的中点(设为O)为平衡位置，A、B两点对称分布于O点两侧质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为tOB0.5 s0.25 s质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间tBD0.5 s0.25 s所以质点从O到D的时间tODT0.25 s0.25 s0.5 s所以T2.0 s，C对【答案】C11一个小球和轻质弹簧组成的系统，按x15 sin cm的规律振动(1)求该振动的周期、频率、振幅和初相；(2)另一简谐运动表达式为x25sin cm，求它们的相位差【解析】(1)已知8，由得T s，f4 Hz.A5 cm，1.(2)由21得.【答案】(1) s、4 Hz、5 cm、(2)12如图1126为一弹簧振子的振动图象，试求：图1126(1)写出该振子简谐运动的表达式；(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s的位移是多少？路程是多少？【解析】(1)由振动图象可得A5 cm，T4 s，0则 rad/s故该振子简谐运动的表达式为x5sint cm.(2)由题图可知，在t2 s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断变大，加速度也不断变大，速度不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大当t3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能