高中物理 第十一章 机械振动 2简谐运动的描述自我小测 新人教版选修3-4.doc

简谐运动的描述1下列关于简谐运动各物理量的说法中正确的是()。a振幅是由平衡位置指向最大位移处的一个矢量b周期和频率的乘积为一常量c振幅越大，周期越长d振幅越小，频率越大2如图所示，弹簧振子在bc间振动，o为平衡位置，booc5 cm，若振子从b到c的运动时间是1 s，则下列说法中正确的是()。a振子从b经o到c完成一次全振动b振动周期是1 s，振幅是10 cmc经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmd从b开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm3关于简谐运动的频率，下列说法中正确的是()。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弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关4质点沿x轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点o，经过两点a(xa5 cm)和b(xb5 cm)时速度相同，质点从a点运动到b点所用最短时间为tab0.2 s；质点由b点回到a点所用的最短时间tba0.4 s；则该质点做简谐运动的频率为()。a1 hzb1.25 hzc2 hz d2.5 hz5如图甲所示为以o点为平衡位置，在a、b两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是()。a在t0.2 s时，弹簧振子可能运动到b位置b在t0.1 s与t0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同c从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加d在t0.2 s与t0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同6.一个简谐运动的振动方程为x5cos(2t) 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。7如图所示，a、b为两弹簧振子的振动图象，求它们的相位差。8a、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。9如图所示是一个质点的振动图象，根据图象求：(1)该振动的振幅。(2)该振动的频率。(3)在t0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向。(4)质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置。(5)质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置。(6)在0.6 s至0.8 s这段时间内质点的运动情况。参考答案1. 答案：b2. 答案：d该题考查全振动、振幅、周期以及振动的路程等概念，是一个小综合题。振子从boc仅完成了半次全振动，所以周期t21 s2 s，振幅abo5 cm。弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4a20 cm，所以两次全振动中通过路程为40 cm，3 s的时间为1.5t，所以振子通过的路程为30 cm。3. 答案：bc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，它由振动系统的固有量(质量m和弹簧的劲度系数k)决定，故d项错误。4. 答案：b由对称性知，由o到b的时间加上由b到最大位移的时间，二者之和为周期的四分之一。由题意可知：a、b点在o点的两侧，相对于o点对称，通过a、b点时速度大小、方向相同；质点由a到b的时间为tab0.2 s，由b点回到a所用最短时间tba0.4 s，表明质点经过b点后还要继续向x轴的正方向运动，振幅大于5 cm，质点做简谐运动的四分之一周期为，解得周期t2tab(tbatab)20.2(0.40.2) s0.8 s。频率f1.25 hz。5. 答案：at0.2 s时，弹簧振子在最大位移处，可能在a位置或b位置，选项a正确；t0.1 s时弹簧振子的速度方向与t0.3 s时的相反，选项b错误；从t0 s到t0.2 s的时间内，弹簧振子的速度逐渐减小，动能也逐渐减小，选项c错误；t0.2 s与t0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度方向相反，选项d错误。6答案：51207. 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0.4 s，因此有确定的相位差。而相位差为初相之差。t0时，xaasin a，xa0，a0xbasin b，xba，bab答案：8. 解析：(1)由题意知，振子的振动周期t2 s，振幅a5 cm。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t0.5 s，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t3.5 s，根据振动的重复性，这时振子的状态跟经过时间t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9. 解析：(1)振幅为最大位移的绝对值，从图象可知振幅a5 cm。(2)从图象可知周期t0.8 s，则振动的频率fhz1.25 hz(3)由各时刻的位移变化过程可判断：t0.1 s、0.7 s时，质点的振动方向向上；t0.3 s、0.5 s时，质点的振动方向向下。(4)质点在0.4 s通过平衡位置时，速度首次具有负方向的最大值。(5)