高中物理 第十一章 机械振动 2 简谐运动的描述成长训练 新人教版选修3-4

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1、2简谐运动的描述主动成长夯基达标1.弹簧振子由最大位移处向平衡位置运动时，下列物理量中变大的有（）A.位移B.振幅C.速度D.周期思路解析：简谐运动的位移是从平衡位置指向某一位置的有向线段，故越接近平衡位置的地方，位移越小，A错.对于一个确定的简谐运动，其振动的周期和振幅不变，故B、D均错.在平衡位置，弹簧振子振动的能量表现为振子的动能，振子的速度最大，故C正确.答案：C2.如图11-2-4所示，弹簧振子的频率为5Hz，让振子从B位置开始振动，并开始计时，则经过0.12s时（）图11-2-4A.小球位于BO

2、之间，运动方向向右B.小球位于BO之间，运动方向向左C.小球位于CO之间，运动方向向右D.小球位于CO之间，运动方向向左思路解析：频率为5Hz，则周期为0.2s,0.12s=,,故0.12s时，振子位于CO之间，且向右加速运动.答案：C3.一个在水平方向做简谐运动的物体，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，物体经过平衡位置开始计时，再经过21s，此时它对平衡位置的位移大小和路程分别为（）A.0,840cmB.0,210cmC.4cm,840cmD.4cm,210cm思路解析：由题意知：,则21s=52.5T

3、,故物体从平衡位置开始运动21s后，振子又回到平衡位置，则位移大小为0，运动路程s=52.5×4A=840cm.答案：A4.如图11-2-5所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O，把振子拉到A点，OA=1cm，然后释放振子，经过0.2s，振子第一次到达O点；如果把振子拉到A′点，OA′=2cm，则振子释放后，振子第一次到达O点所需时间为（）图11-2-5A.0.2sB.0.4sC.0.1sD.0.3s思路解析：简谐运动的周期只与振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两种情况下振子第一次到达平衡位置所

4、需时间都是振动周期的，时间相等.答案：A5.质点沿x轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O，质点经过a点（xa=-5cm）和b点（xb=5cm）时速度相同，所用时间tab=0.2s,质点由b回到a点所用最短时间tba=0.4s，则该质点做简谐运动的频率为（）A.1HzB.1.25HzC.2HzD.2.5Hz思路解析：本题考查简谐运动的周期和频率概念，充分利用简谐运动的对称性是解题关键.设质点在AA′间运动，O为平衡位置，tAa=t1,taO=t2，如图1所示.图1情形1：计时时刻质点从a点沿x轴正向运动，则2t

5、2=0.2s①2t1+2t2=0.4s②又T=4(t1+t2)③④解①②③④得f=1.25Hz.情形2：计时时刻质点从a点沿x轴负向运动，则4t1+2t2=0.2s2t2=0.4s显然上述情形不成立.综上所述，答案为B.答案：B6.在光滑水平面内做简谐运动的弹簧振子，振动周期为T，振幅为A，设振子第一次从平衡位置沿x正方向运动到x=处所用的最短时间为t1,第一次从最大正位移处运动到x=处所用最短时间为t2，则（）A.t1=t2B.t1＜t2C.t1＞t2D.无法确定思路解析：弹簧振子所做的简谐运动为变速运动

6、，在平衡位置处速度最大，在最大位移处速度为零，且振子由最大位移处向平衡位置靠近时，速度逐渐增大，可知t1时间对应的平均速度v1大于t2时间内对应的平均速度v2,故t1＜t2.答案：B7.物体做简谐运动，其图象如图11-2-6所示，在t1和t2两时刻，物体的（）图11-2-6A.相位相同B.位移相同C.速度相同D.加速度相同思路解析：由简谐运动的相位φ=ωt+φ0知时间不同，相位不同，故A错.t1和t2两个时刻位移大小相等、方向相反，故B错.在x-t图象中t1和t2两时刻斜率相同，故速度相同，C项正确.两时

7、刻加速度大小相等、方向相反，故D错.答案：C8.一个质点做简谐运动的图象如图11-2-7所示，下列说法正确的是（）图11-2-7A.质点振动频率为4HzB.在10s内质点经过的路程为20cmC.在5s末，质点做简谐运动的相位为D.t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm思路解析：由振动图象可直接得到周期为4s，频率=0.25Hz，故选项A是错误的.一个周期内简谐运动的质点经过的路程是4A=8cm，10s为2.5个周期，故质点经过的路程为20cm，选项B是正确的.由图象知，位移与时间的关系

8、x=Asin(ωt+φ0)=0.02sin()m当t=5s时，其相位ωt+φ0=,故C不正确.在1.5s和4.5s两时刻，质点位移相同，与振幅的关系是x=A·sin135°=,故D正确.答案：BD9.劲度系数为20N/m的弹簧振子，它的振动图象如图11-2-8所示，在图中A点对应的时刻（）图11-2-8A.振子所受弹力大小为0.5N，方向指向x轴负方向B.振子的速度方向指向x轴正方向C.在0—4s内振子做了1.7