2019_2020学年高中物理第十一章2简谐运动的描述练习（含解析）新人教版.docx

2.简谐运动的描述基础巩固1如图所示,弹簧振子以O为平衡位置,在BC间做简谐运动,则()A.从BOC为一次全振动B.从OBOC为一次全振动C.从COBOC为一次全振动D.从DCOBOD为一次全振动解析：(1)从全振动中路程与振幅间的固定关系上解决本题:A项对应的路程是振幅的2倍,B项所述过程为振幅的3倍,C、D所述过程中路程为振幅的4倍,故C、D两项正确。(2)从全振动意义上解答此题:即物体完成一次全振动时,一定回到了初始位置,且以相同的速度回到初始位置,可判断C、D两项正确。答案：CD2关于振幅,下列说法正确的是()A.振幅是矢量,方向是从平衡位置指向最大位移处B.振幅描述的是物体振动的快慢C.振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅,是标量D.做简谐运动的振子在振动的过程中振幅是不断变化的解析：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,振幅的大小表示振动的强弱,振幅越大,表示振动越强,对于一个简谐运动来讲,振子在振动的过程中振幅是不变的。故正确选项为C。答案：C3关于简谐运动的频率,下列说法正确的是()A.频率越高,振动质点运动的速度越大B.频率越高,单位时间内速度的方向变化的次数越多C.频率是50 Hz时,1 s内振动物体速度方向改变100次D.弹簧振子的振动频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关解析：简谐运动的频率与物体运动的快慢没有关系,描写物体运动的快慢用速度,而速度是变化的,假如说物体振动过程中最大速度越大,也不能说明它的频率越大,振动得越快和运动得越快意义是不同的,故A项错误;做简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次,频率越高,单位时间内所包含的周期个数越多,速度方向变化的次数就越多,故B、C项正确;弹簧振子的频率与物体通过平衡位置的速度没有关系,它由振动系统(质量m和弹簧的劲度系数k)决定,故D项错误。答案：BC4一做简谐运动的物体的振动图象如图所示,下列说法正确的是()A.振动周期210-2 sB.前210-2 s内物体的位移是-10 cmC.物体振动的频率为25 HzD.物体振动的振幅为10 cm解析：该题考查了从图象中获取信息的能力。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410-2s,A项错误。又f=1T,所以f=25Hz,则C项正确。正、负极大值表示物体的振幅,所以振幅A=10cm,则D项正确。前210-2s内初位置是0,末位置是0,根据位移的概念有x=0,则B项错误。答案：CD5一个质点做简谐运动,振幅是4 cm,频率为2.5 Hz,该质点从平衡位置起向正方向运动,经2.5 s,质点的位移和路程分别是()A.4 cm、24 cmB.-4 cm、100 cmC.0、100 cmD.4 cm、100 cm解析：由f=1T得T=1f=0.4s,t=2.5s=254T。每个周期质点通过的路程为44cm=16cm,故质点的总路程s=25416cm=100cm,质点0时刻从平衡位置向正向位移运动,经过14周期运动到正向最大位移处,即位移x=4cm,故D项正确。答案：D6有一个弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时刻具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是()A.x=810-3sin4t+2 mB.x=810-3sin4t-2 mC.x=810-1sint+32 mD.x=810-1sin4t+2 m解析：A=810-3m,T=0.5s,=2T=4,初始时刻具有负方向的最大加速度,则初相位为=2,故振动方程为x=810-3sin4t+2m。答案：A7一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)。过B点后再经过t=0.5 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()A.0.5 sB.1.0 sC.2.0 sD.4.0 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tOB=120.5s=0.25s。质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间tBD=120.5s=0.25s。所以质点从O到D的时间tOD=14T=0.25s+0.25s=0.5s。所以T=2.0s,C对。答案：C8两个简谐运动分别为x1=4asin4bt+2,x2=2asin4bt+32。求它们的振幅之比、各自的频率以及它们的相位差。解析：振幅之比A1A2=4a2a=21。它们的频率相同,都是 f=2=4b2=2b。它们的相位差=2-1=,两振动为反相。答案：212b2b能力提升1某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin4t,则质点()A.第1 s末与第3 s末的位移相同B.第1 s末与第3 s末的速度相同C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同解析：由x=Asin4t知,周期T=8s。第1s、第3s、第5s间分别相差2s,就是14个周期。根据简谐运动图象中的对称性可知A、D项正确。答案：AD2如图所示,某实验室中静止悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上。假设某次有感地震的震源恰好位于该实验室的正下方几十千米处,且此次地震中同一振源产生的地震纵波和横波的频率相同,纵波波长大于横波波长。则可在实验室中观察到的现象是()A.单摆的横向摆动先于弹簧振子的上下振动B.弹簧振子的上下振动先于单摆的横向摆动C.弹簧振子和单摆同时开始振动和摆动D.无法确定哪个先开始振动答案：B3一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x=5sin 5t cm,则下列判断正确的是()A.该简谐运动的周期是0.2 sB.前1 s内质点运动的路程是100 cmC.0.4 s到0.5 s内质点的速度在逐渐减小D.t=0.6 s时刻质点的动能为0答案：C4A、B两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上下振动的情况。(1)A开始观察时,振子正好在平衡位置并向下运动,试在图甲中画出A观察到的弹簧振子的振动图象。已知经过1 s后,振子第一次回到平衡位置,振子振幅为5 cm(设平衡位置上方为正方向,时间轴上每格代表0.5 s)。(2)B在A观察3.5 s后,开始观察并记录时间,试在图乙上画出B观察到的弹簧振子的振动图象。解析：(1)由题意知,振子的振动周期T=2s,振幅A=5cm。根据正方向的规定,A观察时,振子从平衡位置向-x 方向运动,经t=0.5s,达到负向最大位移。画出的A观察到的振子的振动图象如图甲所示。(2)因为t=3.5s=74T,根据振动的重复性,这时振子的状态跟经过时间t=34T的状态相同,所以B开始观察时,振子正好处于正向最大位移处。画出的B观察到的振子的振动图象如图乙所示。答案：见解析5如图所示,A、B为两弹簧振子的振动图象,求它们的相位差。解析：该题考查相位差的求法,由图象可知这两个振子振动的周期相同,均为0.4s,因此有确定的相位差。而相位差为初相之差。t=0时,xA=AsinA,xA=0,A=0xB=AsinB,xB=-A,B=-12A-B=12。答案：126