物理第二節(jié) 簡諧運動的描述當(dāng)堂檢測題

這是一份物理第二節(jié) 簡諧運動的描述當(dāng)堂檢測題，共6頁。
課后素養(yǎng)落實(五)　簡諧運動的描述(建議用時：40分鐘)◎考點一　簡諧運動的表達式1．一質(zhì)點做簡諧振動，從平衡位置運動到最遠點需要周期，則從平衡位置走過該距離的一半所需時間為(　　)A．周期　　　 B．周期C．周期 D．周期D　[由簡諧振動的表達式有A＝Asint，解得t＝，D正確．]2．一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y＝0.1sin(2.5πt)，位移y的單位為m，時間t的單位為s．則(　　)A．彈簧振子的振幅為0.2 mB．彈簧振子的周期為1.25 sC．在t＝0.2 s時，振子的運動速度為零D．在任意0.2 s時間內(nèi)，振子的位移均為0.1 mC　[由y＝0.1sin(2.5πt)知，彈簧振子的振幅為0.1 m，選項A錯誤；彈簧振子的周期為T＝＝ s＝0.8 s，選項B錯誤；在t＝0.2 s時，y＝0.1 m，即振子到達最高點，此時振子的運動速度為零，選項C正確；只有當(dāng)振子從平衡位置或者從最高點(或最低點)開始計時時，經(jīng)過0.2 s，振子的位移才為A＝0.1 m，選項D錯誤．]3．(多選)物體A做簡諧運動的振動位移xA＝3sin  m，物體B做簡諧運動的振動位移xB＝5sin  m．比較A、B的運動(　　)A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 mB．周期是標(biāo)量，A、B周期相等，為100 sC．A振動的頻率fA等于B振動的頻率fBD．A的相位始終超前B的相位CD　[振幅是標(biāo)量，A、B的振幅分別是3 m、5 m，A錯；A、B的周期T＝＝ s＝6.28×10－2 s，B錯；因為TA＝TB，故fA＝fB，C對；Δφ＝φAO－φBO＝為定值，D對．故選C、D．]◎考點二　簡諧運動的圖像4．(多選)一質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．0～1 s速度在增大B．0～1 s位移在增大C．2～3 s速度在增大D．2～3 s位移在增大AC　[0～1 s質(zhì)點從正向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，位移減??；2～3 s質(zhì)點從負向最大位移處向平衡位置運動，速度增大，位移減?。蔄、C正確．]5．在水平方向上做簡諧運動的質(zhì)點其振動圖像如圖所示，假設(shè)向右為正方向，則質(zhì)點速度向右且增大的時間是(　　)A．0～1 s內(nèi)　 B．1～2 s內(nèi)C．2～3 s內(nèi) D．3～4 s內(nèi)D　[x-t圖線的斜率等于速度，則3～4 s內(nèi)圖線的切線斜率為正且增大，速度為正即向右且增大，故選D．]6．一質(zhì)點做簡諧運動，其位移—時間圖像如圖所示，由圖像可知(　　)A．t＝1 s時，質(zhì)點速度為正的最大值，加速度為零B．t＝2 s時，質(zhì)點速度為零，加速度為負的最大值C．t＝3 s時，質(zhì)點速度為正的最大值，加速度為零D．t＝4 s時，質(zhì)點速度為零，加速度為正的最大值C　[t＝1 s時，位移為零，加速度為零，速度最大，圖像斜率為負，即速度為負，選項A錯誤；t＝2 s時，位移為負的最大值，加速度為正的最大值，速度為零，選項B錯誤；t＝3 s時，位移為零，加速度為零，速度最大，圖像斜率為正，即速度為正，選項C正確；t＝4 s時，質(zhì)點位移為正的最大值，加速度為負的最大值，速度為零，選項D錯誤．]7．(多選)一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知(　　)A．質(zhì)點振動頻率是4 HzB．t＝2 s時，質(zhì)點的加速度最大C．質(zhì)點的振幅為2 cmD．t＝2 s時，質(zhì)點的位移是2 cmBC　[由圖像知：質(zhì)點的周期是4 s，頻率是 Hz，A錯；t＝2 s時，質(zhì)點的加速度最大，B對；由圖線知質(zhì)點的振幅為2 cm，C對；t＝2 s時，質(zhì)點的位移是－2 cm，D錯．]8．(多選)如圖所示是物體的振動圖像，下列說法正確的是(　　)A．振動周期是2×10－2 sB．第2個10－2 s內(nèi)物體的位移是－10 cmC．物體的振動頻率為25 HzD．物體的振幅是10 cmBCD　[振動周期是完成一次全振動所用的時間，在圖像上是兩相鄰極大值間的距離，所以周期是4×10－2 s，又f＝，所以f＝25 Hz，則A項錯誤，C項正確；正、負極大值表示物體的振幅，所以振幅A＝10 cm，則D項正確；第2個10－2 s的初位置是10 cm，末位置是0，根據(jù)位移的概念有x＝－10 cm，則B項正確．]9．彈簧振子做簡諧運動，其振動圖像如圖所示，則(　　)A．t1、t2時刻振子的速度大小相等，方向相反B．t1、t2時刻振子加速度大小相等，方向相反C．t2、t3時刻振子的速度大小相等，方向相反D．t2、t3時刻振子的加速度大小相等，方向相同A　[從圖線可以看出，t1、t2時刻振子處于同一位置，位移大小相同，方向一致，由F＝－kx知回復(fù)力、加速度大小相等，方向一致．由振動的對稱性，速度大小相等，方向相反，故A正確，B錯誤；t2、t3時刻振子處于平衡位置兩邊的對稱位置，位移大小相等，方向相反，則加速度大小相同，方向相反；由振動的對稱性，速度大小相等，方向相同，都沿x軸負方向，故C、D錯誤．]10．如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動．取向右為正，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，則由圖可知(　　)甲　　　　　　　　　　乙A．t＝0.2 s時，振子的加速度方向向左B．t＝0.6 s時，振子的速度方向向右C．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子的動能逐漸減小D．t＝0到t＝2.4 s的時間內(nèi)，振子通過的路程是80 cmA　[由圖像乙知，t＝0.2 s時，振子遠離平衡位置向右運動，位移增大，根據(jù)F＝－kx可知，回復(fù)力方向向左，則加速度方向向左，故A正確；t＝0.6 s時，振子靠近平衡位置向左運動，所以振子的速度方向向左，故B錯誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子向平衡位置運動，速度逐漸增大，振子的動能逐漸增大，故C錯誤；t＝0到t＝2.4 s的時間內(nèi)，振子通過的路程是4A×＝60 cm，故D錯誤．]11．如圖所示，虛線和實線分別為甲、乙兩個彈簧振子做簡諧運動的圖像．已知甲、乙兩個振子質(zhì)量相等，則(　　)A．甲、乙兩振子的振幅分別為2 cm、1 cmB．甲、乙兩個振子的相位差總為πC．前2秒內(nèi)甲、乙兩振子的加速度均為正值D．第2秒內(nèi)甲、乙振子速度方向相同，都指向平衡位置A　[根據(jù)振動圖像，甲振子的振幅為2 cm、乙振子的振幅為1 cm，A對；由于兩個振子的周期和頻率不同，其相位差亦會變化，B錯；前2秒內(nèi)，甲在平衡位置的上方，加速度指向平衡位置，方向為負方向；而乙在平衡位置的下方，加速度指向平衡位置，方向為正方向，C錯；第2秒內(nèi)甲從正向最大位移處向平衡位置運動，速度方向為負方向，指向平衡位置；乙向負向位移最大處運動，速度方向為負方向，且指向負向最大位移處，D錯．故選A．]12．如圖所示為一彈簧振子的振動圖像，試完成以下問題：(1)寫出該振子做簡諧運動的表達式．(2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？(3)該振子在前100 s的總位移是多少？路程是多少？[解析]　(1)由振動圖像可得A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0，則ω＝＝ rad/s，故該振子做簡諧運動的表達式為x＝5sint(cm)．(2)由題圖可知，在t＝2 s時振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續(xù)，位移值不斷加大，加速度的值也變大，速度值不斷變小，動能不斷減小，彈性勢能逐漸增大，當(dāng)t＝3 s時，加速度的值達到最大，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達到最大值．(3)振子經(jīng)過一個周期位移為零，路程為4×5 cm＝20 cm，前100 s剛好經(jīng)過25個周期，所以前100 s振子位移x＝0，振子路程s＝20×25 cm＝500 cm．[答案]　(1)x＝5sint(cm)　(2)見解析　(3)0　500 cm13．彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.2 s時，振子速度第一次變?yōu)椋?/span>v；在t＝0.5 s時，振子速度第二次變?yōu)椋?/span>v．(1)求彈簧振子振動周期T；(2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.0 s內(nèi)通過的路程；(3)若B、C之間的距離為25 cm．從平衡位置計時，寫出彈簧振子的位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖像．[解析]　(1)彈簧振子簡諧運動的示意圖如圖甲所示．由對稱性可得T＝0.5×2 s＝1.0 s．甲(2)B、C間的距離為2個振幅，則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm．振子4.0 s內(nèi)通過的路程為s＝4×4A＝4×4×12.5 cm＝200 cm．(3)根據(jù)x＝Asin ωt，A＝12.5 cm，ω＝＝2π得x＝12.5sin 2πt(cm)振動圖像如圖乙所示．乙[答案]　(1)1.0 s　(2)200 cm　(3)見解析