高三物理专项基础训练 第66练 简谐运动及其描述 简谐运动的表达式和图像(1).doc

第18章 机械振动第66练 简谐运动及其描述 简谐运动的表达式和图像基础过关一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1. 弹簧振子在做简谐运动时（ ）a加速度大小和位移大小成正比，方向相反b加速度大小和位移大小成正比，方向相同c速度和位移大小成正比，方向相同d速度和位移大小成正比，方向相反 2关于回复力的说法，正确的是（ ）a回复力是指物体受到的指向平衡位置的力b回复力是指物体所受的合外力c回复力是从力的作用效果来命名的，可以是弹力，也可以是重力或摩擦力，还可以是几个力的合力d回复力实际上就是向心力 3某同学看到一只鸟落在树枝上的p处，树枝在10s内上下振动了6次，鸟飞走后，他把50g的砝码挂在p处，发现树枝在10s内上下振动了12次.将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次，你估计鸟的质量最接近（ ）a50gb200gc500gd550g 4一弹簧振子作简谐振动，周期为t（ ）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）时刻振子运动速度的大小相等、方向相同，则上t一定等于t/2的整数倍c若t=t，则在t时刻和（t+t）时刻振子运动的加速度一定相等d若t=t/2，则在t时刻和（t+t）时刻弹簧的长度一定相等 5一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）a质点运动频率是4hzb在10要内质点经过的路程是20cmc第4末质点的速度是零d在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4cm.振子的平衡位置位于x袖上的o点.图甲中的a，b，c，d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上箭头表示运动的方向.图乙给出的四条振动图线，可用于表示振子的振动图像是（ ）a若规定状态a时t=0，则图像为b若规定状态b时t=0，则图像为c若规定状态c时t=0，则图像为d若规定状态b时t=0，则图像为 7做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，一定相同的物理量是（ ）a速度b位移c加速度d能量 8如图所示弹簧下面挂一个质量为m的物体，物体在竖直方向作振幅为a的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长.则物体在振动过程中（ ）a物体在最低点时的弹力大小为2mgb弹簧的弹性势能和物体动能总和不变c物体的最大弹性势能等于2mgad物体的最大动能应等于2mga时刻状态量 9如果表中给出的是作简谐运动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，t是振动周期，则下列选项正确的是（ ）0t/4t/23t/4t甲零正最大零负最大零乙零负最大零正最大零丙正最大零负最大零正最大丁负最大零正最大零负最大a若甲表示位移x，则丙表示相应的速度vb若丁表示位移x，则甲表示相应的速度vc若丙表示位移x，则甲表示相应的速度vd若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v三、计算或论述题 10如图所示为一弹簧振子的振动图象，求：（1）从计时开始经过多少时间第一次达到弹性势能最大？（2）在第2s末到第3s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100s的总位移和路程各是多少？ 11在光滑水平面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，振子质量为m，振动的最大速度为v，如图所示，当振子在最大位移为a的时刻把质量为m的物体轻放其上，则（1）要保持物体和振子一起振动，二者间动摩擦因数至少是多少？（2）一起振动时，二者通过平衡位置的速度多大？振幅又是多大？ 12如图所示，木块的质量为m，小车的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为fm.在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动.若使木块和小车在运动时不发生相对滑动，它们可能达到的最大振幅a是多少？ 13如图所示，一个竖直弹簧连着一个质量为m的薄板，板上放一木块，木块质量为m.现使整个装置在竖直方向做简谐振动，振幅为a.若要求在整个过程中木块m都不脱离木板，则弹簧的劲度系数k应为多少？能力提升14一个做简谐运动的物体，位移随时间的变化规律x=asint，在1/4周期内通过的路程可能是（ ）a小于ab等于ac等于ad等于1.5a 15试证明：如图在竖直方向上作自由振动的弹簧振子是做简谐运动.第18章 机械振动第66练 简谐运动及其描述简谐运动的表达式和图像1a 2.c 3b 解析 鸟在树枝上时，树枝振动的周期t0=1.7s，挂上50g的砝码时，树枝振动周期t1=0.83s，挂上500g的砝码时，树枝振动的周期t2=2.5s，由于t1t0t2，所以鸟的质量m应满足50gm500g，故b选项正确.4c 解析 做简谐运动时，振子由平衡位置到最大位移，再由最大位移回到平衡位置，两次经过同一点时，它们的位移大小相等、方向相同，其时间间隔并不等于周期的整数倍，选项a错误.同理在振子由指向最大位移，到反向最大的过程中，速度大小相等、方向相反的位里之间的时间间隔小于，选项b错误.相差的两个时刻，弹簧的长度可能相等，振子从平衡位置开始振动、再回到平衡位置时，弹簧长度相等，也可能不相等，选项d错误.若，则根据周期性，该振子所有的物理量应和t时刻都相同，a就一定相等.5b 解析 振动图像表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移，由图像可看出，质点运动的周期t=4s，其频率内质点运动了，其运动路程s=第4s末质点在平衡位置，其速度最大；t=1s和t=3s两时刻，由图像可看出，位移大小相等，方向相反，由以上分析可知，b选项正确.6ad 解析 若t=0，质点处于a状态，则此时x=+3cm运动方向为正方向，只有图对；若t=0时质点处于b状态，此时x=+2cm，运动方向为负方向，图不对；若取处于c状态时t=0时，此时x=-2cm，运动方向为负方向，故图不正确；取状态d为t=0时，图刚好符合.7.bcd8ac 解析 振子在振动过程中，整个系统机械能守恒，物体的最大弹性势能等于2mga.根据对称性，最高点和最低点回复力大小相等，所以在最低点弹力等于2mg.9ab10（1）t=1s （2）加速度和弹性势能增大，速度和动能减小 （3）0和5m11（1）在最大位移处将m放在m上，此时m与m一起开始做加速运动，ka=(m+m)a.对m提供回复力的是静摩擦力，,所以有（2）由于在最大位移处放置m没有机械能损失，所以机械能守恒，振幅仍然为a，回到平衡位置时速度为v，则12对m+m整体是弹力提供回复力，有kx=(m+m)a，对m提供回复力的是静摩擦力f=ma，当x=a时a最大，此时f也应该是最大，又ffm，联解上面几个等式得到：a，最大振幅即为a=13m不离开m条件是只要在最高点时两者