高中物理 第1章 机械运动 第2节 振动的描述学业分层测评 鲁科版选修3-4.doc

1、a第2节 振动的描述 (建议用时：45分钟)学业达标1下列关于简谐运动的周期、频率、振幅的说法正确的是()A振幅是矢量，方向是从平衡位置指向最大位移处B周期和频率的乘积是一个常数C振幅增大，周期也增大，而频率减小D在自由振动下，做简谐运动的物体的频率是固定的，与振幅无关E固有周期与物体振幅无关【解析】振幅是一个标量，没有方向，选项A错误；周期和频率互为倒数，其乘积是1，选项B正确；在自由状态下，振动物体的周期与振幅的大小无关，只由振动物体本身的性质决定，故选项C错误，选项D正确固有周期由振动物体本身属性决定，与振幅无关，E正确【答案】BDE2.如图126所示为质点的振动图象，下列判断中正确的是

2、()图126A质点振动周期是8 sB振幅是2 cmC4 s末质点的速度为负，加速度为零D10 s末质点的加速度为正，速度为零E从t0开始经过4 s的时间质点通过的路程为4 cm【解析】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 s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错从t0开始经过4 s的时间质点通过的路程x2A4 cm，E对【答案】ACE3如图127所示是质点做简谐运动的图象，由此可知()aa图127At0时，质点的位移、速度均为零Bt1 s时，质点的位移最大，速度为零，加速度

3、最大Ct2 s时，质点的位移为零，速度负向最大，加速度为零Dt4 s时，质点停止运动E质点的周期为4 s，频率为0.25 Hz【解析】当t0时，质点的位移为零，加速度为零，此时质点在平衡位置具有沿x轴正方向的最大速度，选项A错误；当t1 s时，质点的位移最大，加速度负向最大，此时质点振动到平衡位置正方向的最大位移处，速度为零，选项B正确；t2 s时，质点的位移为零，加速度为零，速度最大，沿x轴负方向，选项C正确；t4 s时，质点速度最大，选项D错误；由图象可以确定周期T4 s，频率f0.25 Hz，E正确【答案】BCE4如图128所示是表示一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是() 图128

4、【导学号：78510005】At1时刻振子正通过平衡位置向上(正方向)运动Bt2时刻振子的位移最大Ct3时刻振子正通过平衡位置向上(正方向)运动D该图象是从平衡位置计时画出的E质点的振动周期是T2(t3t1)【解析】从图象可以看出，t0时刻，振子在正的最大位移处，因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象，D选项错误；t1时刻以后振子的位移为负，因此t1时刻振子正通过平衡位置向下(负方向)运动，A选项错误；t2时刻振子在负的最大位移处，因此可以说是振子的位移最大，B选项正确；t3时刻以后，振子的位移为正，所以该时刻振子正通过平衡位置向上(正方向)运动，C正确；由图象可得：T2(t3t1)，E正确

5、【答案】BCE5如图129所示为质点P在04 s内的振动图象，下列叙述正确的是()aa图129A再过1 s，该质点的位移是正的最大B再过1 s，该质点的速度沿正方向C再过1 s，该质点的加速度沿正方向D再过1 s，该质点加速度最大E再过2 s，质点回到平衡位置【解析】将图象顺延续画增加1 s，质点应在正最大位移处，故A，D正确再过2 s质点回到平衡位置，E正确【答案】ADE6关于简谐运动的周期，以下说法正确的是()A间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同B间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C半个周期内物体的动能变化一定为零D一个周期内物体的势能变化一定为

6、零E经过一个周期质点通过的路程变为零【解析】根据周期的定义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故A选项正确当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故B选项错误，C、D选项正确经过一个周期，质点通过的路程为4A，E错误【答案】ACD7如图1210所示表示某质点简谐运动的图象，以下说法正确的是()图1210At1、t2时刻的速度相同B从t1到t2这段时间内，速度与加速度同向C从t2到t3这段时间内，速度变大，加速度变小Dt1、t3时刻的加速度相同aaE由t1到t3质点通过的位移为零，路程为2A【解析】t1时刻振子速度最大，t2

7、时刻振子速度为零，故A不正确；t1到t2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，所以速度与加速度二者方向相反，故B不正确；在t2到t3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C正确；t1和t3时刻质点在平衡位置，故加速度均为零，D正确；由t1到t3质点通过的位移为零，路程为2A，E正确【答案】CDE8如图1211所示是某质点做简谐运动的图象，根据图象中的信息，回答下列问题：图1211(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2 s末的位移是多少？在前4 s内的路程是多少

8、？【解析】由图象上的信息，结合质点的振动过程可作出以下回答：(1)质点离开平衡位置的最大距离就是x的最大值10 cm.(2)在1.5 s以后的时间质点位移减少，因此是向平衡位置运动，在2.5 s以后的时间位移增大，因此是背离平衡位置运动(3)2 s时质点在平衡位置，因此位移为零质点在前4 s内完成一个周期性运动，其路程104 cm40 cm.【答案】(1)10 cm(2)向平衡位置运动背离平衡位置运动(3)040 cm能力提升9弹簧振子做简谐运动，振动图象如图1212所示，则下列说法正确的是()图1212At1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反Bt1、t2时刻振子的位移大小相等，方向相反C

9、t2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反aaDt2、t4时刻振子的位移大小相等，方向相反Et3、t4时刻振子的速度大小相等，方向相反【解析】从图象可以看出，t1、t2时刻振子位于同一位置，位移大小相等，方向相同，速度大小相等，方向相反，故A正确，B错误，同理E正确；t2、t3时刻振子位移大小相等，方向相反，速度大小相等，方向相同，故C错误；t2、t4时刻振子分别位于平衡位置两则且对称，位移大小相等，方向相反，故D正确【答案】ADE10如图1213所示为某质点做简谐运动的图象，若t0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是() 【导学号：78510006】图1213A质点在0.7 s时，

10、正在远离平衡位置运动B质点在1.5 s时的位移最大C1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大D1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大E2.1 s到2.9 s，质点的加速度先增大后减小【解析】由于位移是指由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，故质点在0.7 s时的位移方向向右，且正在向平衡位置运动，所以A项错误；质点在1.5 s时的位移到达最大，故B正确；质点在1.2 s到1.4 s过程中，正在远离平衡位置，所以其位移在增加，故C正确；1.6 s到1.8 s时间内，质点正向平衡位置运动，所以其位移正在减小，故D项错误；从2.1 s到2.9 s质点位移先增大后减小，故加速度先增大后减小，E正确【

11、答案】BCE11如图1214所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子做简谐运动的表达式图1214(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？aa(3)该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？【解析】(1)由振动图象可得A5 cm，T4 s，0则 rad/s故该振子做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，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大，当t3 s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能

12、等于零，弹性势能达到最大值(3)振子经过一个周期位移为零，路程为45 cm20 cm，前100 s刚好经过25个周期，所以前100 s振子位移x0，振子路程s2025 cm500 cm.【答案】(1)x5sint(cm)(2)见解析(3)0500 cm12物体做简谐运动，通过A点时的速度大小为v，经1 s后物体第一次以相同的速度通过B点，再经过1 s物体又通过B点，已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm.则该简谐运动的周期和振幅分别是多少？【解析】物体通过A点和B点的速度大小相等，A、B两点一定关于平衡位置O对称如果物体从A先向平衡位置运动，根据题意作出物体的运动路径图如图甲所示，物体从A点向右运动到B，即图甲中从1运动到2，时间为1 s，从2运动到3，又经过1 s，从1到3共经历了0.5 T，即0.5 T2 s，T4