高中物理 11.2 简谐运动的描述同步练习 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 11 211 2 简谐运动的描述简谐运动的描述 同步练习 人教版选修同步练习 人教版选修 3 43 4 1 如图 11 2 3 所示 弹簧振子以O为平衡位置在BC间做简谐运动 则 图 11 2 3 A 从B O C为一次全振动 B 从O B O C为一次全振动 C 从C O B O C为一次全振动 D 从D C O B O为一次全振动 答案 C 2 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 答案 A 3 2011 年诸暨高二检测 如图 11 2 4 所示为质点的振动图象 下列判断中正确的 是 图 11 2 4 A 质点振动周期是 8 s B 振幅是 2 cm C 4 s 末质点的速度为负 加速度为零 D 10 s 末质点的加速度为正 速度为零 解析 选 AC 由振动图象可读得 质点的振动周期为 8 s A 对 振幅为 2 cm B 错 4 秒末质点经平衡位置向负方向运动 速度为负向最大 加速度为零 C 对 10 s 末质点 在正的最大位移处 加速度为负值 速度为零 D 错 4 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 A x 8 10 3sin 4 t m 2 B x 8 10 3sin 4 t m 2 C x 8 10 1sin t m 3 2 D x 8 10 1sin t m 4 2 解析 选 A 由题给条件可得 A 0 8 cm 8 10 3m 4 所以 2 T 2 振动表达式为 A 5 弹簧振子以O点为平衡位置在B C两点间做简谐运动 BC相距 20 cm 某时刻振 用心 爱心 专心2 子处于B点 经过 0 5 s 振子首次到达C点 求 1 振子的振幅 2 振子的周期和频率 3 振子在 5 s 内通过的路程及位移大小 解析 1 振幅设为A 则有 2A BC 20 cm 所以A 10 cm 2 从B首次到C的时间为周期的一半 因此T 2t 1 s 再根据周期和频率的关系可得 1 Hz 1 T 3 振子一个周期内通过的路程为 4A 40 cm 即一个周期运动的路程为 40 cm s 4A 5 40 cm 200 cm t T 5 s 的时间为 5 个周期 又回到原始点B 位移大小为 10 cm 答案 1 10 cm 2 1 s 1 Hz 3 200 cm 10 cm 一 选择题 1 弹簧振子的振幅增大为原来的 2 倍时 下列说法中正确的是 A 周期增大为原来的 2 倍 B 周期减小为原来的 1 2 C 周期不变 D 以上说法都不正确 解析 选 C 周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关 与其他量无关 2 如图 11 2 5 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 图 11 2 5 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 答案 B 3 一个在水平方向做简谐运动的物体 它的振幅是 4 cm 频率是 2 5 Hz 物体经过平 衡位置开始计时 再经过 21 s 此时它对平衡位置的位移大小为 A 0 B 4 cm C 840 cm D 210 cm 答案 A 4 如图 11 2 6 是一做简谐运动的物体的振动图象 下列说法正确的是 图 11 2 6 A 振动周期是 2 10 2s B 前 2 10 2s 内物体的位移是 10 cm C 物体的振动频率为 25 Hz D 物体的振幅是 10 cm 解析 选 CD 由图象可知 A 10 cm T 4 10 2s f 25 Hz 所以 C D 对 A 1 T 错 前 2 秒内的位移为 0 B 错 用心 爱心 专心3 5 2011 年重庆模拟 如图 11 2 7 所示为一简谐运动的振动图象 在 0 0 8 s 时 间内 下列说法正确的是 图 11 2 7 A 质点在 0 和 0 8 s 时刻具有正向最大速度 B 质点在 0 2 s 时刻具有负向最大加速度 C 0 至 0 4 s 质点加速度始终指向 x方向不变 D 在 0 2 s 至 0 4 s 时间内 加速度方向和速度方向相同 解析 选 D 在 0 和 0 8 s 时刻具有负向的最大速度 而不是正向 故 A 错 0 2 s 时 刻加速度方向向上指向平衡位置即正向 故 B 错 0 至 0 4 s 质点加速度指向x正方向不 变 故 C 错 0 2 s 至 0 4 s 内 加速度方向和速度方向相同 D 对 6 一质点做简谐运动的图象如图 11 2 8 所示 下列说法正确的是 图 11 2 8 A 质点振动频率是 4 Hz B 在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C 第 4 s 末质点的速度为零 D 在t 1 s 和t 3 s 两时刻 质点位移大小相等 方向相同 解析 选 B 根据振动图象可知 该简谐运动的周期T 4 s 所以频率f 0 25 1 T Hz A 错 10 s 内质点通过的路程s 4A 10A 10 2 cm 20 cm B 正确 第 4 s 末 10 4 质点经过平衡位置 速度最大 C 错 在t 1 s 和t 3 s 两时刻 质点位移大小相等 方向相反 D 错 7 质点沿直线以O为平衡位置做简谐运动 A B两点分别为正向最大位移处与负向 最大位移处的点 A B相距 10 cm 质点从A到B的时间为 0 1 s 从O点开始计时 经 0 5 s 则下述说法中正确的是 A 振幅为 10 cm B 振幅为 20 cm C 通过路程为 50 cm D 质点位移为 50 cm 解析 选 C 该振动的振幅为 5 cm 选项 A B 错误 周期为 0 2 s 经 0 5 s 的时间 也就是 2 5 个周期 质点运动到O点 位移为零 选项 D 错 每个周期运动的路程是振幅 的四倍 总路程为 50 cm 选项 C 对 8 2011 年厦门高二检测 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 A 4 cm 10 cm B 4 cm 100 cm C 0 24 cm D 0 100 cm 解析 选 B 质点的振动周期T 0 4 s 故时间t T 6T 所以 2 5 s 末质点 1 f 2 5 0 4 1 4 在最大位移处 位移大小为 4 cm 质点通过的路程为 4 4 6 cm 100 cm B 正确 1 4 9 弹簧振子在振动过程中 振子经a b两点的速度相等 且从a点运动到b点最短 历时为 0 2 s 从b点再到b点最短历时 0 2 s 则这个弹簧振子的振动周期和频率分别为 用心 爱心 专心4 A 0 4 s 2 5 Hz B 0 8 s 2 5 Hz C 0 4 s 1 25 Hz D 0 8 s 1 25 Hz 答案 D 10 有三个简谐运动 xA 4sin cm xB 6sincm xC 8sin 5 t 4 5 t 3 4 cm 下列说法正确的是 5 t 5 4 A A B两物体属同相振动 B A C两物体属同相振动 C B C两物体属同相振动 D A C两物体属反相振动 答案 C 二 非选择题 11 某做简谐运动的物体 其位移与时间的变化关系式为x 10sin5 t cm 由此可 知 1 物体的振幅为多少 2 物体振动的频率为多少 3 在时间t 0 1 s 时 物体的位移是多少 解析 简谐运动的表达式x Asin t 比较题中所给表达式x 10sin5 t cm 可知 1 振幅A 10 cm 2 物体振动的频率f Hz 2 5 Hz 2 5 2 3 t 0 1 s 时位移x 10sin 5 0 1 cm 10 cm 答案 1 10 cm 2 2 5 Hz 3 10 cm 12 如图 11 2 9 所示是弹簧振子的振动图象 请回答下列问题 图 11 2 9 1 振子的振幅 周期 频率分别为多少 2 振子在 5 s 内通过的