高考物理总复习简谐运动练习4(附答案)
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3简谐运动的回复力和能量一、选择题考点一简谐运动的回复力和加速度1.对于弹簧振子的回复力和位移的关系,下列图中正确的是()答案 C解析由简谐运动的回复力公式F=-kx可知,C正确.2.(多选)如图1所示,物体m系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态,今向右拉动m,然后释放,物体在B、C间振动,O为平衡位置(不计阻力),则下列判断正确的是()A.m做简谐运动,OC=OBB.m做简谐运动,OC≠OBC.回复力F=-kxD.回复力F=-3kx答案AD解析当物体位移是x时,物体受到的作用力F=F1+F2=-k1x-k2x=-3kx,符合简谐运动的动力学方程,m做简谐运动,所以OB、OC都是物体做简谐振动的振幅,OB=OC,综上所述,选项A、D正确.3.如图2甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象,则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图象中正确的是()图2答案 C解析 加速度与位移的关系为a =-kx m ,而x =A sin ωt ,所以a =-kAmsin ωt ,则可知C 选项正确.4.(多选)如图3所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m 的小球从弹簧正上方高为h 处自由下落到弹簧上端A 点,然后压缩弹簧到最低点C ,若小球放在弹簧上可静止在B 点,小球运动过程中空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是( ) A .B 点位于AC 连线中点的上方 B .B 点位于AC 连线中点的下方 C .小球在A 点的回复力等于mg D .小球在C 点的回复力大于mg 答案 ACD解析 小球放在弹簧上,可以静止于B 点,知B 点为平衡位置,若小球从A 点由静止释放,平衡位置在A 点和最低点的中点,而小球从弹簧的正上方自由下落,最低点需下移,但是平衡位置不变,可知B 点位于AC 连线中点的上方,故A 正确,B 错误;小球在A 点所受弹力为零,则小球在A 点所受的合力为mg ,即回复力为mg ,故C 正确;若从A 点静止释放,到达最低点时,加速度与A 点对称,大小为g ,但是C 点所处的位置在A 点关于平衡位置对称点的下方,小球在C 点的回复力大于mg ,故D 正确. 考点二 简谐运动的能量5.如图5所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象,由图象可知( ) A .在0.1 s 时,由于位移为零,所以振动能量为零 B .在0.2 s 时,振子具有最大势能C .在0.35 s 时,振子具有的能量尚未达到最大值D .在0.4 s 时,振子的动能最大 答案 B解析 弹簧振子做简谐运动,振动能量不变,选项A 错;在0.2 s 时位移最大,振子具有最大势能,选项B 对;弹簧振子的振动能量不变,在0.35 s 时振子具有的能量与其他时刻相同,选项C 错;在0.4 s 时振子的位移最大,动能为零,选项D 错.6.如图6所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k 的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m 、带电荷量为+q 的小球相连,静止在光滑、绝缘的水平面上.在施加一个场强为E 、方向水平向右的匀强电场后,小球开始做简谐运动.那么( )A .小球到达最右端时,弹簧的形变量为2qEkB .小球做简谐运动的振幅为2qEkC .运动过程中小球的机械能守恒D .运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变 答案 A解析 小球做简谐运动的平衡位置是弹簧拉力和电场力平衡的位置,此时弹簧形变量为qEk ,小球到达最右端时,弹簧形变量为2qEk ,A 对,B 错.电场力做功,故机械能不守恒,C 错.运动过程中,小球的动能、电势能和弹簧的弹性势能的总量不变,D 错.7.(2018·武汉高二检测)如图7所示,质量为M 的物块钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端,构成一弹簧振子,物块可沿光滑水平面在BC 间做简谐运动,振幅为A .在运动过程中将一质量为m 的小物块轻轻地放在M 上,第一次是当M 运动到平衡位置O 处时放在上面(有机械能损失),第二次是当M 运动到最大位移处C 时放在上面,观察到第一次放后的振幅为A 1,第二次放后的振幅为A 2,则( ) A .A 1=A 2=A B .A 1<A 2=A C .A 1=A 2<A D .A 2<A 1=A答案 B解析 振子运动到C 点时速度恰为0,此时放上小物块,系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能,不变,故振幅不变,即A 2=A ;振子运动到平衡位置时速度最大,弹簧的弹性势能为零,放上小物块后,系统的机械能减小,根据能量守恒定律可得机械能转化为弹性势能的总量减小,故弹簧的最大伸长(压缩)量减小,即振幅减小,所以A 1<A ,故A 1<A 2=A ,B 正确.8.(2018·南昌高二检测)如图8所示,一水平弹簧振子在光滑水平面上的B 、C 两点间做简谐运动,O 为平衡位置.已知振子由完全相同的P 、Q 两部分组成,彼此拴在一起.当振子运动到B 点的瞬间,将P 拿走,则以后Q 的运动和拿走P 之前相比有( ) A .Q 的振幅不变,通过O 点的速率减小 B .Q 的振幅不变,通过O 点的速率增大 C .Q 的振幅增大,通过O 点的速率增大 D .Q 的振幅减小,通过O 点的速率减小 答案 B解析 振幅为偏离平衡位置的最大距离,即速度为零时的位移大小,振子到B 点时速度为零,OB 间距等于振幅,此时拿走P ,振子速度仍然为零,故振幅不变;简谐运动中势能和动能之和守恒,到达B 点时,动能为零,弹性势能最大,此时拿走P ,系统机械能不变,回到O 点时动能不变,根据E k =12m v 2,振子质量减小,速率一定增大,B 正确. 考点三 简谐运动中各物理量的变化9.(多选)如图9所示是某一质点做简谐运动的振动图象,下列说法正确的是( ) A .在第1 s 内,质点速度逐渐增大 B .在第1 s 内,质点加速度逐渐增大 C .在第4 s 内,质点的动能逐渐增大 D .在第4 s 内,质点的势能逐渐增大 答案 BC解析 在第1 s 内,质点由平衡位置向正向最大位移处运动,速度减小,位移增大,回复力和加速度都增大,故A 错误,B 正确;在第4 s 内,质点由负向最大位移处向平衡位置运动,速度增大,位移减小,动能增大,势能减小,故C 正确,D 错误.10.(2018·榆林高二检测)一弹簧振子振幅为A ,从最大位移处经过时间t 0第一次到达平衡位置,若振子从平衡位置处经过t 03时的加速度大小和动能分别为a 1和E 1,而振子位移为A3时的加速度大小和动能分别为a 2和E 2,则a 1、a 2和E 1、E 2的大小关系为( ) A .a 1>a 2,E 1<E 2 B .a 1>a 2,E 1>E 2 C .a 1<a 2,E 1<E 2 D .a 1<a 2,E 1>E 2答案 A解析 振子从平衡位置向最大位移处运动时,振子做减速运动,并且加速度增大,所以经过t 03,通过的位移大于A3,所以a 1>a 2,E 1<E 2,A 正确.二、非选择题11.一质点做简谐运动,其位移和时间关系如图11所示. (1)求t =0.25×10-2 s 时的位移;(2)在t =1.5×10-2 s 到2×10-2 s 的振动过程中,质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化?(3)在t =0到8.5×10-2 s 时间内,质点通过的路程为多大? 答案 (1)- 2 cm (2)变大 变大 变小 变小 变大 (3)34 cm解析 (1)由题图可知质点做简谐运动的振幅A =2 cm ,周期T =2×10-2 s ,振动方程为x =A sin (ωt -π2)=-A cos ωt =-2cos 2π2×10-2t cm =-2cos 100πt cm 当t =0.25×10-2 s 时,x =-2cos π4cm =- 2 cm.(2)由题图可知在1.5×10-2 ~2×10-2 s 的振动过程中,质点的位移变大,回复力变大,速度变小,动能变小,势能变大.(3)t =0时质点位于负向最大位移处,从t =0至8.5×10-2 s 的时间内为174个周期,质点通过的路程为s =17A =34 cm.12.(2017·馆陶一中高二下学期期中)如图12所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上,斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为L 的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m 的物块.压缩弹簧使其长度为34L 时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动),重力加速度为g .(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度; (2)物块做简谐运动的振幅是多少;(3)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标系,用x 表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动.(已知做简谐运动的物体所受的回复力满足F =-kx ) 答案 (1)L +mg sin αk (2)mg sin αk +L4 (3)见解析解析 (1)物块平衡时,受重力、支持力和弹簧的弹力. 根据平衡条件,有: mg sin α=k ·Δx解得Δx =mg sin αk故弹簧的长度为L +mg sin αk(2)物块做简谐运动的振幅为 A =Δx +14L =mg sin αk +L4.(3)物块到达平衡位置下方x 位置时,弹力为 k (x +Δx )=k (x +mg sin αk )故合力为F =mg sin α-k (x +mg sin αk)=-kx 故物块做简谐运动.4 单摆一、选择题考点一 单摆及单摆的回复力1.(多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型,其理想化条件是( ) A .摆线质量不计 B .摆线不可伸缩C .摆球的直径比摆线长度小得多D .只要是单摆的运动就一定是简谐运动 答案 ABC解析 只有在偏角很小的情况下才能视单摆运动为简谐运动. 2.关于单摆,下列说法中正确的是( ) A .摆球运动的回复力是它受到的合力B .摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点时,加速度是不变的C .摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置D .摆球经过平衡位置时,加速度为零 答案 B解析 摆球的回复力为重力沿轨迹切线方向的分力,A 错误;摆球经过最低点时,回复力为0,但合力提供向心力,C 、D 错误;由简谐运动特点知B 正确. 考点二 单摆的周期公式3.(多选)如图1所示为单摆的振动图象,取g =10 m/s 2,π2=10,根据此振动图象能确定的物理量是( ) A .摆长B .回复力C .频率D .振幅答案 ACD解析 由题图知,振幅为A =3 cm ,单摆的周期为T =2 s ,由单摆的周期公式T =2πlg,得摆长l =1 m ,频率f =1T =0.5 Hz ,摆球的回复力F =-xl mg ,由于摆球的质量未知,无法确定回复力,A 、C 、D 正确.4.如图2所示,单摆的周期为T ,则下列说法正确的是( ) A .把摆球质量增加一倍,其他条件不变,则单摆的周期变小 B .把摆角α变小,其他条件不变,则单摆的周期变小C .将此摆从地球移到月球上,其他条件不变,则单摆的周期将变长D .将单摆摆长增加为原来的2倍,其他条件不变,则单摆的周期将变为2T 答案 C解析 根据单摆的周期公式T =2πlg知,周期与摆球的质量和摆角无关,摆长增加为原来的2倍,周期变为原来的2倍,故A 、B 、D 错误;月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,由周期公式T =2πl g知将此摆从地球移到月球上,单摆的周期将变长,C 正确.5.做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的94倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的23,则单摆振动的( ) A .周期不变,振幅不变 B .周期不变,振幅变小 C .周期改变,振幅不变 D .周期改变,振幅变大 答案 B解析 由单摆的周期公式T =2πlg可知,当摆长l 不变时,周期不变,故C 、D 错误;由能量守恒定律可知12m v 2=mgh ,其摆动的高度与质量无关,因摆球经过平衡位置时的速度减小,则最大高度减小,知振幅减小,选项B 正确,A 错误.6.(多选)(2018·西城区高二检测)如图4甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x 随时间t 变化的图象如图乙所示.不计空气阻力,g 取10 m/s 2.对于这个单摆的振动过程,下列说法中正确的是( ) A .单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为x =8sin (πt ) cm B .单摆的摆长约为1 mC .从t =2.5 s 到t =3 s 的过程中,摆球的重力势能逐渐增大D .从t =2.5 s 到t =3 s 的过程中,摆球所受绳子拉力逐渐减小 答案 AB解析 由振动图象可读出周期T =2 s ,振幅A =8 cm ,由ω=2πT得到圆频率ω=π rad/s ,则单摆的位移x随时间t 变化的关系式为x =A sin ωt =8sin (πt ) cm ,故A 正确.由公式T =2πlg,解得l ≈1 m ,故B 正确.从t =2.5 s 到t =3 s 的过程中,摆球从最高点运动到最低点,重力势能减小,摆球的位移减小,回复力减小,速度增大,所需向心力增大,绳子的拉力增大,故C 、D 错误.7.如图10所示,光滑的半球壳半径为R ,O 点在球心O ′的正下方,一小球甲(可视为质点)由距O 点很近的A 点由静止释放,R ≫»AO . (1)若小球甲释放的同时,另一小球乙(可视为质点)从球心O ′处自由落下,问两球第一次到达O 点的时间比;(2)若小球甲释放的同时,另一小球丙(可视为质点)在O 点正上方某处自由落下,为使两球在O 点相碰,小球应由多高处自由落下? 答案 (1)2π∶4 (2)(2n -1)2π2R8(n =1,2,3,…)解析 (1)甲球沿圆弧做简谐运动,它第一次到达O 点的时间为t 1=14T =14×2πR g =π2R g. 乙球做自由落体运动,到达O 点的时间为t 2 R =12gt 22,所以t 2=2Rg,t 1∶t 2=2π∶4. (2)小球甲从A 点由静止释放运动到O 点的时间为t =T4(2n -1),n =1,2,3,…,由O 点正上方自由落下的小球丙到达O 点的时间也为t 时两球才能在O 点相碰,所以h =12gt 2=(2n -1)2π2R8(n =1,2,3,…).5 外力作用下的振动一、选择题 考点一 阻尼振动1.(多选)若空气阻力不可忽略,单摆在偏角很小的摆动中,总是减小的物理量为( ) A .振幅 B .位移 C .周期 D .机械能答案 AD解析 有空气阻力时,振动为阻尼振动,振幅不断减小,机械能也不断减小.位移做周期性变化,不是一直减小.根据单摆周期公式T =2πlg ,l 、g 不变,则T 不变,故选项A 、D 正确. 2.(多选)对于阻尼振动,下列说法正确的是( )A.阻尼振动就是减幅振动,其振动的能量不断减少B.实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C.阻尼振动的振幅、振动能量、振动周期逐渐减小D.对做阻尼振动的振子来说,其机械能逐渐转化为内能答案ABD解析振动系统的振动频率与本身的结构有关,为固有频率,所以在阻尼振动中,振幅减小,振动能量减少,最终转化为内能,但周期不变,故A、D正确,C错误.实际的振动系统都要受到摩擦或空气阻力等阻尼作用,故B正确.3.如图1所示是单摆做阻尼振动的位移—时间图线,下列说法中正确的是()A.摆球在P与N时刻的势能相等B.摆球在P与N时刻的动能相等C.摆球在P与N时刻的机械能相等D.摆球在P时刻的机械能小于在N时刻的机械能答案 A解析由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定,P、N两时刻位移大小相同,所以势能相等,A 正确;由于系统机械能在减少,P、N两时刻势能相同,则P时刻动能大于N时刻动能,B、C、D错误.考点二受迫振动4.下列振动中属于受迫振动的是()A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后,钟的摆动B.打点计时器接通电源后,振针的振动C.小孩睡在自由摆动的吊床上,小孩随着吊床一起摆动D.弹簧振子在竖直方向上上下振动答案 B解析受迫振动是振动物体在驱动力作用下的运动,故只有B对.5.(多选)下列说法中正确的是()A.实际的自由振动必然是阻尼振动B.在外力作用下的振动是受迫振动C.阻尼振动的振幅越来越小D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关答案ACD解析实际的自由振动一定受到阻力而使得振动能量越来越小,所以是阻尼振动,表现为振幅越来越小.受迫振动是在周期性外力作用下的振动,稳定后的频率必定等于驱动力频率,与自身的物理条件无关.考点三共振6.任何物体都有自己的固有频率.研究表明,如果把人作为一个整体来看,在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz.当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时,操作者在水平方向将做受迫振动.在这种情况下,下列说法正确的是()A.操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率B.操作者的实际振动频率等于机械的振动频率C.为了保证操作者的安全,振动机械的频率应尽量接近人的固有频率D.为了保证操作者的安全,应尽量提高操作者的固有频率答案 B解析物体在周期性驱动力作用下做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,与固有频率无关,可知操作者的实际频率等于机械的振动频率,故A错误,B正确;当驱动力频率等于物体的固有频率时,物体的振幅最大,产生共振现象,所以为了保证操作者的安全,振动机械的频率应尽量远离人的固有频率,操作者的固有频率无法提高,故C、D错误.7.(2018·葫芦岛一中高二下学期期中)如图3所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线,表示振幅A与驱动力的频率f的关系,下列说法正确的是()A.摆长约为10 cmB.发生共振时单摆的周期为1 sC.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向右移动D.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向左移动答案 D8.(多选)有甲、乙、丙三个质量相同的单摆,它们的固有频率分别为f、4f、6f,都在频率为4f的同一驱动力作用下做受迫振动,比较这三个单摆()A.乙的振幅最大,丙的其次,甲的最小B.乙的振幅最大,甲的其次,丙的最小C.它们的振动频率都是4f D.乙的振动频率是4f,甲和丙的振动频率分别是固有频率和驱动力频率的合成答案AC解析受迫振动的频率等于驱动力的频率,当系统的固有频率等于驱动力的频率时,系统达到共振,振幅最大,固有频率和驱动力频率相差越大,受迫振动的振幅越小,所以A、C正确,B、D错误.9.(多选)单摆M、N、O、P自由振动时,振动图象分别如图4甲、乙、丙、丁所示.现将单摆M、N、O、P悬挂在如图5所示支架的细线上,并保持各自的摆长不变,使其中一个单摆振动,经过足够长的时间,其他三个都可能振动起来.不计空气阻力.下列判断正确的是()图4A.若使M振动起来,P不会振动B.若使M振动起来,稳定时N振动的周期仍小于2 sC.若使P振动起来,稳定时M比N的振幅大D.若使O振动起来,稳定时M的振动周期等于3 s答案CD解析若使M振动起来,其他小球也会振动,做受迫振动,故A错误;受迫振动的周期等于驱动力的周期,故B错误;若使P振动起来,由于M的固有周期与驱动力的周期相同,M发生共振,稳定时M比N 的振幅大,故C正确;O的周期为3 s,使O振动起来,M做受迫振动,则振动周期为3 s,故D正确.10.(多选)在如图6所示装置中,在曲轴AB上竖直悬挂一个弹簧振子.若不转动把手C,让弹簧振子上下振动,测得其周期为1 s;若将把手C以0.5 s的周期匀速转动,振子的振动稳定后,其振幅为2 cm,则() A.把手C转动后,弹簧振子的振动周期为0.5 sB.把手C转动后,弹簧振子的振动周期为1 sC.为使弹簧振子的振幅增大为3 cm,可让把手C转速减小D.为使弹簧振子的振幅减小为1 cm,可让把手C转动周期减小E.把手C的转速越大,弹簧振子的振幅越大答案ACD解析把手匀速转动时,弹簧振子做受迫振动,其振动周期等于驱动力的周期,即为0.5 s,故A正确,B 错误;要使弹簧振子的振幅增大,可让把手转速减小,周期增大,与固有周期接近或相等时,振幅可增大,故C正确;要使弹簧振子的振幅减小,可让把手转速增大,周期减小,故D正确;把手C的转速越大,周期越小,与固有周期相差越大,振幅越小,故E错误.。
高考物理专题复习:简谐运动一、单选题1.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是()A.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处B.t=0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度完全相同C.t=0.8 s时,振子的速度方向向左D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小2.振动物体偏离平衡位置后,所受到的使它回到平衡位置的力,叫回复力,关于简谐运动的回复力,下列说法正确的是()A.可以是恒力B.可以是方向不变而大小变化的力C.可以是大小不变而方向变化的力D.一定是变力3.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图中的曲线部分所示,则()A.有向线段OA是质点在t1时刻的位移B.有向线段OA在t轴上的投影是质点在t1时刻的位移C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时刻的位移D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率4.下列有关简谐运动的说法中正确的是()A.振子振动过程中位移不变B.经过一个周期振子完成一次全振动C.一分钟内完成全振动的次数,叫简谐运动的频率D.从某位置出发,到下次经过该位置就完成一次全振动5.如图所示,表示一物体做简谐运动的位移与时间关系图像,关于物体的速度、位移、加速度和能量等,下列说法正确的是()A.0.2至0.3秒时间内,位移增大速度减小B.0.2至0.3秒时间内,速度减小加速度减小C.0.3至0.4秒时间内,位移与速度方向相同D.0.3至0.4秒时间内,势能增加动能减少6.如图是一物体振动的位移-时间图像,下列说法正确的是()A.振幅是6cmB.周期是0.2sC.频率是0.4HzD.初相是π rad7.关于简谐运动,下列说法正确的是()A.物体在一个位置附近的往复运动称为简谐运动B.由于做简谐运动的物体受回复力作用,所以简谐运动一定是受迫振动C.如果物体的位移与时间关系图像是一条余弦曲线,则物体做的是简谐运动D.如果物体的位移与时间关系图像是一条正弦曲线,则物体做的可能不是简谐运动8.一个质点以O为中心做简谐运动,位移随时间变化的图象如图所示.a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置,且b、d关于平衡位置对称,则下列说法正确的是()A .质点做简谐运动的方程为sin2x A t π=B .质点在位置b 与位置d 时相对平衡位置的位移大小相等,方向相同C .质点在位置b 与位置d 时速度大小相等,方向相同D .质点从位置a 运动到b 和从位置b 运动到c 的过程中平均速度相同 二、多选题9.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x =A sin 4πt ,则该质点( ) A .第1s 末与第2s 末的位移相同 B .第1s 末与第3s 末的速度方向相反 C .3s 末至5s 末的位移方向都相反 D .3s 末至5s 末的速度方向都相同 E.3s 末至5s 末的速度方向都相反10.如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。
高考物理专题复习:简谐运动一、单选题1.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是()A.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处B.t=0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度完全相同C.t=0.8 s时,振子的速度方向向左D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小2.图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像,由图可知,在t=4 s时刻,质点的()A.速度为零,位移为正的最大值B.速度为零,位移为负的最大值C.加速度为正的最大值,位移为零D.加速度为负的最大值,位移为零3.一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法不正确的是()A.在10 s内质点经过的路程是20 cmB.在5 s末,质点的速度为零C.t=1.5 s和t=2.5 s两个时刻质点的位移和速度方向都相反D .t =1.5 s 和t =4.5 s cm4.某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( )A .1s t =时,振子的速度为零B .2s t =时,振子的速度为负,但不是最大值C .3s t =时,振子的速度为负的最大值D .4s t =时,振子的速度为正,但不是最大值 5.如图所示,弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。
以平衡位置O 为原点,建立Ox 轴,向右为x 轴正方向。
若振子位于N 点时开始计时,则其振动图像为( )A .B .C .D .6.一做简谐运动的弹簧振子,其质量为m ,最大速率为v 0。
若从某时刻算起,在半个周期内,合外力( ) A .做功一定为0 B .做功一定不为0C .做功一定是12mv 02D .做功可能是0到12mv 02之间的某一个值7.如图所示,物体A 置于物体B 上,一轻质弹簧一端固定,另一端与B 相连,在弹性限度范围内,A 和B 一起在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力),两者保持相对静止。
高考物理简谐运动专题同步练习题(附解析)如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线。
小编准备了简谐运动专题同步练习题,具体请看以下内容。
1.做简谐运动的质点,先后经过同一点时,下列物理量哪些是不同的( )A.速度B.加速度C.位移 D .动能2.某个弹簧振子在水平方向上做简谐运动,下列说法中正确的是( )A.该振子的加速度和位移大小成正比,方向相反B.该振子的加速度和位移大小成正比,方向相同C.该振子做非匀变速运动D .该振子做匀变速运动3.弹簧振子做简谐运动时,下列说法中正确的是( )A.若位移为负值,则速度一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也相同D.振子通过同一位置时,速度不一定相同,但加速度一定相同4.如图,一水平弹簧振子,O为平衡位置,振子在B、C之间做简谐运动,设向右为正方向,则振子( )A.由C向O运动时,位移为正值,速度为正值,加速度为正值B.由O向B 运动时,位移为正值,速度为正值,加速度为负值C.由B 向O运动时,位移为负值,速度为正值,加速度为负值D.由 O向C运动时,位移为负值,速度为负值,加速度为正值5.水平方向做简谐运动的物体偏离平衡位置的位移为X,速度为V,加速度为a,则( )A.X与V同向时,物体加速B.X与V反向时,物体加速C.V与a同向时,位移变大,D.V与a反向时,位移变大6.关于水平方向上做简谐运动的弹簧振子的位移,加速度和速度间的关系,下列说法中正确的是( )A.位移减小时,加速度减小,速度增大B.位移的方向总是跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同C.振子的运动方向指向平衡位置时,速度的方向跟位移方向相同D.振子的运动方向改变时,加速度的方向也改变7.如图,若水平弹簧振子在B、C间做简谐运动,O点为平衡位置,则( )A.振子在经过O 点时速度最大,回复力也最大B.振子在经过O 点时速度最大,回复力为零C.振子在由C点向O 点运动的过程中,回复力逐渐减小,加速度却逐渐增大D.振子在由O 点向B点运动的过程中,弹性势能逐渐增大,加速度却逐渐减小8.若做简谐运动的弹簧振子的振幅是A,最大加速度的值为am,则在位移X=A/2处振子的加速度值a= 。
简谐运动练习题一、基础题1.如图所示,是一列简谐横波在某时刻的波形图.若此时质元P正处于加速运动过程中,则此时( )Oy/mQx/mPNA.质元Q和质元N均处于加速运动过程中B.质元Q和质元N均处于减速运动过程中C.质元Q处于加速运动过程中,质元N处于减速运动过程中D.质元Q处于减速运动过程中,质元N处于加速运动过程中2.一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过A、B两点,历时1s,质点通过B 点后再经过1s又第2次通过B点,在这两秒钟内,质点通过的总路程为12cm,则质点的振动周期和振幅分别为()A.3s,6cm B.4s,6cm C.4s,9cm D.2s,8cm3.一物体置于一平台上,随平台一起在竖直方向上做简谐运动,则A.当平台振动到最高点时,物体对平台的正压力最大B.当平台振动到最低点时,物体对平台的正压力最大C.当平台振动经过平衡位置时,物体对平台的正压力为零D.物体在上下振动的过程中,物体的机械能保持守恒4.一列平面简谐波,波速为20 m/s,沿x轴正方向传播,在某一时刻这列波的图象,由图可知( )A.这列波的周期是0.2 sB.质点P、Q此时刻的运动方向都沿y轴正方向C.质点P、R在任意时刻的位移都相同D.质点P、S在任意时刻的速度都相同5.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中()A.振子所受回复力逐渐减小 B.振子位移逐渐减小C.振子速度逐渐减小 D.振子加速度逐渐减小6.某物体在O点附近做往复运动,其回复力随偏离平衡位置的位移变化规律如图所示,物体做简谐运动的是F F F F使A 和B 一起在光滑水平面上做简谐运动,如图所示。
振动过程中,A 与B 之间无相对运动,当它们离开平衡位置的位移为x 时,A 与B 间的摩擦力大小为( )A C D .././().kxB mkx M mkx m M 08.如图,一根用绝缘材料制成的轻弹簧,劲度系数为k ,一端固定,另一端与质量为m 、带电荷量为+q 的小球相连,静止在光滑绝缘水平面上的A 点.当施加水平向右的匀强电场E 后,小球从静止开始在A 、B 之间做简谐运动,在弹性限度内下列关于小球运动情况说法中正确的是( )A .小球在A 、B 的速度为零而加速度相同B .小球简谐振动的振幅为kqE 2 C .从A 到B 的过程中,小球和弹簧系统的机械能不断增大D .将小球由A 的左侧一点由静止释放,小球简谐振动的周期增大9.劲度系数为20N/cm 的弹簧振子,它的振动图象如图所示,在图中A 点对应的时刻A .振子所受的弹力大小为5N ,方向指向x 轴的正方向B .振子的速度方向指向x 轴的正方向C .在0~4s 内振子作了1.75次全振动D .在0~4s 内振子通过的路程为0.35cm ,位移为0二、提高题(14、15、19题提高题)10.如图甲所示,弹簧振子以O 点为平衡位置,在A 、B 两点之间做简谐运动。
高一物理简谐运动的图象复习训练题含答案一.选择题(每小题中至少有一个选项是正确的1.一质点作简谐运动,其位移x与时间t关系曲线如图所示,由图可知( BCA.质点振动的频率是4HzB.质点振动的振幅是2cmC.在t=3s时,质点的速度为最大D.在t=4s时,质点所受的合外力为零2.弹簧振子做简谐运动的图线如图所示,在t1至t2这段时间内( DA.振子的速度方向和加速度方向都不变B.振子的速度方向和加速度方向都改变C.振子的速度方向改变,加速度方向不变D.振子的速度方向不变,加速度方向改变3.如图所示的是某质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是:( ABA.质点是从平衡位置开始沿x轴正方向运动的。
B.2s末速度最大,沿x轴的负方向。
C.3s末加速度最大,沿x轴的负方向。
D.质点在4s内的路程是零。
4.一质点在x轴上做简谐运动的振动图像如图所示,那么( CA.在t =0.4s时,质点速度最大,加速度为零.B.在t =0.1s时,质点速度和加速度都为最大.C.在0~0.1s内质点速度和加速度方向相同.D.在t=0.2s内,质点加速度沿x轴负方向.5.如图所示为质点的振动图像,下列判断中正确的是 ( A CA.周期是8s.B.振幅是±2cm.C.4s末质点的速度为负,加速度为零.D.10s末质点的加速度为正,速度最大.6、如图所示是某质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是:( BCA.在第1s内,质点做加速运动B.在第2s内,质点做加速运动。
C.在第3s内,动能转化为势能。
D.在第4s内,动能转化为势能。
二、填空题7.如图8所示,是一个质点的振动图像,根据图像回答下列各问:(1振动的振幅__________.(2振动的频率____________.(3在t=0.1s、0.3s、0.5s、0.7s时质点的振动方向;、、、.(4质点速度首次具有最大负值的时刻和位置;_____________.(5质点运动的加速度首次具有最大负值的时刻和位置;________.(15cm,(2 1.25H Z (3正、负、负、正方向(40.4s,平衡位置(2(50.2s,最大位移处*8.如图所示曲线A、B分别表示两个简谐运动物体的振动图像.如果这是两个弹簧振子,振子质量之比m A∶m B=1∶2,则它们的最大加速度之比为_8:1_____.(提示:T 为劲度系数三、论述、计算题9.如图所示的弹簧振子,放在光滑水平桌面上,O是平衡位置,振幅A=2cm,周期T=0.4s.(1 .若以向右为位移的正方向,当振子运动到右方最大位移处开始计时,试画出其振动图像.(2 .若以向左为位移的正方向,当振子运动到平衡位置向右方运动时开始计时,试画出其振动图像.3.(1如图I-5;(2如图I-6.。
专题:简谐运动的图象题一如图所示是一弹簧振子在水平方向做简谐运动的图象,在0.1~0.2 s 这段时间内( )A .物体所受回复力逐渐减小B .物体的速度逐渐减小C .物体的位移逐渐减小D .物体的势能逐渐减少题二如图所示是某质点做简谐运动的图象,则下列说法中正确的是( )A .在第1 s 内,质点做加速运动B .在第2 s 内,质点做加速运动C .在第3 s 内,动能转化为势能D .在第4 s 内,动能转化为势能题三一弹簧振子做简谐运动,其振动图象如图所示,那么在(T 2-Δt)和(T 2+Δt)(Δt 是极短的时间)两时刻,振子的:①速度相同;②加速度相同;③相对平衡位置的位移相同;④振动的能量相同。
以上选项中正确的是 ( )A .①②B .②③C .③④D .①④题四一质点做简谐运动的图象如下图所示,则该质点( )A .在0.015 s 时,速度和加速度都为-x 方向B .在0.01 s 至0.03 s 内,速度与加速度先反方向后同方向,且速度是先减小后增大,加速度是先增大后减小C .在第八个0.01 s 内,速度与位移方向相同,且都在不断增大D.在每1 s内,回复力的瞬时功率有100次为零题五如图所示,一根轻弹簧竖直直立在水平地面上,下端固定,在弹簧的正上方有一个物块。
物块从高处自由下落到弹簧上端O,将弹簧压缩,当弹簧被压缩了x0时,物块的速度变为零。
从物块与弹簧接触开始,物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是图中的()课后练习详解题一答案:ACD详解:0.1~0.2s内,由振动图象可知物体速度增大,位移减小,回复力减小,物体的势能逐渐减少。
题二答案:BC详解:从图象上可知,在第1s内,质点的位移在增大,即质点从平衡位置向最大位移处运动,所以质点做减速运动,A错误;在第2 s内,位移减小,质点向平衡位置运动,所以质点做加速运动,同时将势能转化为质点的动能,所以B正确。
在第3 s内,质点从平衡位置向负的最大位移处运动,所以质点做减速运动,动能转化为势能,C正确。
课后素养落实(四) 简谐运动(建议用时:40分钟)◎考点一平衡位置与回复力1.(多选)关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法中正确的是( )A.平衡位置就是物体所受回复力为零的位置B.机械振动的位移是以平衡位置为起点的位移C.做机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移AB[平衡位置是振动物体所受回复力为零的位置,A正确;为了描述机械振动的质点的位置随时间的变化规律,人们总是把机械振动位移的起点定在平衡位置上,所以B正确;当物体无论运动了多少路程后,只要它回到了平衡位置,其总位移为零,可见位移的大小和路程之间不一定有对应关系,所以C、D错误.]2.如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定组成一个振动系统,用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,下列说法正确的是( )A.钢球运动的最高处为平衡位置B.钢球运动的最低处为平衡位置C.钢球速度为零处为平衡位置D.钢球原来静止时的位置为平衡位置D[钢球振动的平衡位置应在钢球重力与弹力相等的位置,即钢球静止时的位置,故D 正确.]3.下列叙述中是简谐运动的是( )A.手拍篮球的运动B.思考中的人来回走动C.轻质弹簧的下端悬挂一个钢球,上端固定组成的振动系统D.从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动C[手拍篮球的运动和思考中的人来回走动没有规律,不是简谐运动,故A、B错误;轻质弹簧的下端悬挂一个钢球,上端固定组成的振动系统,钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动,C正确;从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动过程为自由落体,不是简谐运动,故D错误.故选C.]◎考点二弹簧振子的振动4.(多选)做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大,则这段时间内( ) A.振子的位移越来越大B.振子正在向平衡位置运动C.振子速度与位移方向相同D.振子速度与位移方向相反BD[弹簧振子在某段时间内速度越来越大,说明它正向平衡位置运动,故位移越来越小,A错,B对;位移方向是从平衡位置指向振子,故振子速度与位移方向相反,C错,D 对.]5.如图所示为一弹簧振子,O为平衡位置,以向右为正方向,振子在B、C之间振动时( )A.B→O位移为负、速度为正B.O→C位移为正、速度为负C.C→O位移为负、速度为正D.O→B位移为正、速度为负A[速度方向即振子运动方向,而振动位移以平衡位置O为初始位置指向振子所在位置,B→O位移向左为负,速度向右为正;O→C位移向右为正,速度向右为正;C→O位移向右为正,速度向左为负;O→B位移向左为负,速度向左为负,可见本题正确选项为A.] 6.如图所示,轻质弹簧一端固定在地面上,另一端与一薄板连接,薄板的质量不计,板上放一重物.用手将重物往下压,然后突然将手撤去,则重物被弹离之前的运动情况是( )A.加速度一直增大B.加速度一直减小C.加速度先减小后增大D.加速度先增大后减小C[竖直方向的弹簧振子的振动也是简谐运动,但它的平衡位置在重力与弹力相等的位置,此位置加速度为零.因此从平衡位置将弹簧压缩以后放手,它的加速度是先减小,到达平衡位置以后再增大,故选C.]◎考点三振幅、周期和频率7.如图所示,O点为弹簧振子的平衡位置,小球在B、C间做无摩擦的往复运动.若小球从C点第一次运动到O点历时0.1 s,则小球振动的周期为( )A.0.1 s B.0.2 s C.0.3 s D.0.4 sD[振子从C点第一次运动到O点的时间为0.1 s,对应的时间为一个周期的14,故该弹簧振子的周期为0.4 s,D正确.]8.(多选)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BD[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.]9.(多选)弹簧振子在AOB之间做简谐运动,如图所示,O为平衡位置,测得AB间距为8 cm,完成30次全振动所用时间为60 s.则( )A.振动周期是2 s,振幅是8 cmB.振动频率是2 HzC.振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD.振子过O点时计时,3 s内通过的路程为24 mCD[A、B之间的距离为8 cm,则振幅是4 cm,A错误;T=2 s,f=0.5 Hz,B错误;振子完成一次全振动通过的路程是4A,即16 cm,3 s内运动了1.5个周期,故总路程为24 cm,C、D正确.]10.(多选)弹簧振子在做简谐运动的过程中,下列说法正确的是( )A.在平衡位置时它的机械能最大B.在最大位移处时它的弹性势能最大C.从平衡位置向最大位移处运动时,它的动能减小D.在振动过程中,系统的机械能守恒BCD[弹簧振子在振动的过程中机械能守恒,弹性势能和动能相互转化,由最大位移处向平衡位置运动时,弹性势能转化成动能,在最大位移处,弹簧的弹性势能最大,在平衡位置时动能最大,在振动过程中机械能保持守恒,故B、C、D正确.]11.一弹簧振子做简谐运动,以下说法正确的是( )A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.振子每次经过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同C.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同D.振子在平衡位置两侧对称的位置上,其速度、位移都反向C[加速度的方向与位移方向相反,位移方向为负时,加速度方向一定为正,但速度方向为物体运动方向,与位移方向无关,可正可负,A错;振子每次经过平衡位置时,加速度为零且速度大小相等,但速度方向不一定相同,B错;每次通过同一位置时,位移相同,故加速度相同,速度大小相同,但方向不一定相同,C对;同理在平衡位置两侧对称的位置上,位移方向相反,速度方向可能相同,也可能相反,D错.]12.如图所示,重物静止时处于位置O,向下拉动重物,重物便在平衡位置附近振动起来,那么竖直方向的弹簧振子所做的运动是简谐运动吗?[解析]振子的平衡位置为O,设向下方向为正方向,此时弹簧的形变为x0,根据胡克定律及平衡条件有mg-kx0=0,当振子向下偏离平衡位置x时,有F回=mg-k(x+x0),联立以上两式,得F回=-kx,故弹簧振子的振动满足简谐运动的条件,所做的运动是简谐运动.[答案]是简谐运动13.如图所示,光滑的水平面上放有一弹簧振子,轻弹簧右端连接在滑块上,已知滑块质量m=0.5 kg,弹簧劲度系数k=240 N/m,将滑块从平衡位置O向左平移,将弹簧压缩5 cm ,静止释放后滑块在A 、B 间滑动,则:(1)滑块加速度最大的位置是在A 、B 、O 三点中哪点?此时滑块加速度多大?(2)滑块速度最大的位置是在A 、B 、O 三点中哪点?此时滑块速度多大?(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3 J)[解析] (1)由于简谐运动的加速度a =F m =-k mx ,故加速度最大的位置在最大位移处的A 或B 两点,加速度大小a =k m x =2400.5×0.05 m/s 2=24 m/s 2. (2)在平衡位置O 滑块的速度最大.根据机械能守恒,有E pm =12mv 2m , 故v m =2E pmm =2×0.30.5m/s≈1.1 m/s. [答案] (1)A 点或B 点 24 m/s 2 (2)O 点 1.1 m/s。
适用精选文件资料分享高考物理总复习简谐运动练习4(附答案)简谐运动 (4) 1.弹簧振子做简谐运动时,当振子经过同一地点时必定同样的物理量是 () A.速度 B .加快度 C.动能 D.答复力 2 .做简谐振动的物体,经过均衡地点时,以下哪些物理量有最大值()A.加快度B.势能C.速度D.动能3.弹簧振子在做简谐振动的过程中,振子经过均衡地点时 ( ) A .动能值最大B .答复力的值最大 C.加快度值最小 D.位移最大 4 .一个弹簧振子做简谐运动时,所拥有的能量与以下哪个物理量是相关的() A .周期 B .振幅 C.振子质量 D.频次 5 .对于简谐运动,以下说法正确的选项是()A .位移的方向老是指向均衡地点 B .加快度的方向老是跟位移的方向相反 C.位移的方向老是跟速度的方向相反D.速度的方向老是跟位移的方向同样 6 .假如下表中给出的是作简谐运动的物体的位移 x 或速度 v 与时间的对应关系, T 是振动周期,则以下选项中正确的选项是() 0 T/4 T/2 3T/4 T 甲零正向最大零负向最大零乙零负向最大零正向最大零丙正向最大零负向最大零正向最大丁负向最大零正向最大零负向最大 A .若乙表示位移 x 则丁表示相应的速度 v B .若丁表示位移 x 则甲表示相应的速度 v C.若甲表示位移 x 则丙表示相应的速度 v D.若丙表示位移 x 则乙表示相应的速度 v 7 .对于简谐运动,以下表达中正确的选项是() A .物体的运动方向指向均衡地点时,速度方向与位移方向相反 B .物体的位移减小时,加快度减小,速度增大 C.位移方向老是与加快度方向相反而与速度方向一致D.速度减小时,加速度可能减小,也可能增大8 .以下各样运动中,属于简谐振动的是() A .拍皮球时球的来去运动 B .寺庙里用圆木不停撞击铜钟,铜钟的运动 C.圆滑水平面上,一端固定的轻弹簧构成弹簧振子的来去运动 D.孩子使劲荡秋千,秋千往返运动9 .物体做简谐运动时,以下判断中正确的() A .在均衡地点加快度最大 B .在均衡地点速度最大 C.在运动路径两头速度最大 D.在运动路径两头加快度最小 10 .相关简谐运动答复力,以下看法中正确的选项是()A.能够是恒力 B .能够是方向不变而大小变化的力 C.能够是大小不变而方向改变的力 D.必定是变力参照答案: 1 .答案: BCD 分析: 2 .答案: CD 分析:均衡地点遇到的答复力为零,则加快度为零 , 物体的位移起点为均衡地点,则均衡地点的位移为零,势能为零,清除 AB,而物体经过均衡地点时运动最快,则速度和动能最大,应选 CD. 3.答案: AC 分析:振子经过均衡地点时速度最大,答复力、加快度、位移都为零,故有 A、C项正确。
高三物理简谐运动试题答案及解析1.一位游客在千岛湖边欲乘游船,当日风浪很大,游船上下浮动。
可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是()A.0.5s B.0.75s C.1.0s D.1.5s【答案】C【解析】试题分析:由题意知,游艇在做简谐振动其振动图像如图所示,根据振动方程,结合振动图像知地面与甲板的高度差不超过10cm的时间有三分之一周期,故C正确;A、B、D错误。
【考点】机械振动2.下列说法正确的是____.(填正确答案标号。
选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系B.做简谐运动的质点,其振动能量与振幅无关C.孔的尺寸比波长小才发生衍射现象D.振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场E.泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射【答案】 ADE【解析】狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,广义相对论才涉及加速运动的非惯性系,故A正确;做简谐运动的质点,其振动能量与振幅有关,振幅越大,能量越大.故B错误;波发生明显的衍射现象的条件是:当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小,所以C错误;根据麦克斯韦的电磁理论,振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场,故D正确;泊松亮斑是光的衍射现象,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象.故E正确【考点】相对论初步;简谐运动;波的衍射;麦克斯韦的电磁理论;全反射3.(6分)关于振动和波动,下列说法正确的是()(选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.单摆做简谐运动的周期与摆球的质量有关B.部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象C.在波的干涉中,振动加强的点位移不一定始终最大D.各种波均会发生偏振现象E.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在离我们远去【答案】(1)BCE【解析】单摆做简谐运动的周期公式是,由此可见周期与摆球的质量无关关,A错误;部队过桥为了避免桥梁发生共振现象,不能齐步走而要便步走,B正确.在波的干涉中,振动加强的点位移在零和振幅之间变化,不是始终最大C正确.并不是各种波均会发生偏振现象,D错误.根据多普勒效应原理,当我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长时,可以判断该星球正在离我们远去,E正确.【考点】本题考查了振动和波的特点。
简谐运动(4)
1.弹簧振子做简谐运动时,当振子经过同一位置时一定相同的物理量是( ) A.速度 B.加速度
C.动能 D.回复力
2.做简谐振动的物体,通过平衡位置时,以下哪些物理量有最大值()
A .加速度B.势能C.速度D.动能
3.弹簧振子在做简谐振动的过程中,振子通过平衡位置时( )
A.动能值最大 B.回复力的值最大
C.加速度值最小 D.位移最大
4.一个弹簧振子做简谐运动时,所具有的能量与下列哪个物理量是有关的()A.周期 B.振幅 C.振子质量 D.频率
5.关于简谐运动,下列说法正确的是()
A.位移的方向总是指向平衡位置
B.加速度的方向总是跟位移的方向相反
C.位移的方向总是跟速度的方向相反
D.速度的方向总是跟位移的方向相同
6.如果下表中给出的是作简谐运动的物体的位移x或速度v与时间的对应关系,T是振动周期,则下列选项中正确的是()
0 T/4 T/2 3T/4 T
甲零正向最大零负向最大零
乙零负向最大零正向最大零
丙正向最大零负向最大零正向最大
丁负向最大零正向最大零负向最大
A.若乙表示位移x则丁表示相应的速度v
B.若丁表示位移x则甲表示相应的速度v
C.若甲表示位移x则丙表示相应的速度v
D.若丙表示位移x则乙表示相应的速度v
7.关于简谐运动,下列叙述中正确的是()
A.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反B.物体的位移减小时,加速度减小,速度增大
C.位移方向总是与加速度方向相反而与速度方向一致
D.速度减小时,加速度可能减小,也可能增大
8.下列各种运动中,属于简谐振动的是()
A.拍皮球时球的往复运动
B.寺庙里用圆木不断撞击铜钟,铜钟的运动
C.光滑水平面上,一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动D.孩子用力荡秋千,秋千来回运动
9.物体做简谐运动时,下列判断中正确的()
A.在平衡位置加速度最大
B.在平衡位置速度最大
C.在运动路径两端速度最大
D.在运动路径两端加速度最小
10.有关简谐运动回复力,下列观点中正确的是()A.可以是恒力
B.可以是方向不变而大小变化的力
C.可以是大小不变而方向改变的力
D.一定是变力
参考答案:
1.答案:BCD
解析:
2.答案:CD
解析:平衡位置受到的回复力为零,则加速度为零,物体的位移起点为平衡位置,则平衡位置的位移为零,势能为零,排除AB,而物体通过平衡位置时运动最快,则速度和动能最大,故选CD.
3.答案:AC
解析:振子通过平衡位置时速度最大,回复力、加速度、位移都为零,故有A、C项正确。
4.答案:B
解析:由弹性势能的公式可知,振幅越大则机械能越大;
而能量与周期、振子质量及频率等均无关
5.答案:B
解析:A、质点的回复力方向总是指向平衡位置,根据牛顿第二定律分析得知,加速度方向总是指向平衡位置,而位移方向总是离开平衡位置,则加速度的方向总是与位移的方向相反.故A错误.
B、物体做机械振动时,回复力的方向都总是指向平衡位置,但不一定都是简
谐运动,只有回复力满足F=-kx的振动者简谐运动,即加速度的方向总是跟位移的方向相反.故B正确.
C、质点的位移方向总是离开平衡位置,而速度方向有时离开平衡位置,有时靠近平衡位置.故CD错误;
故选B
6.答案:ABCD
解析:A、若乙表示位移x,振子从平衡位置向负向最大位移处运动,速度从负向最大开始减小零,所以丁可以表示相应的速度v,故A正确.B.若丁表示位移x,位移从最大负向位移变化到零,振子从负向最大位移处向平衡位置运动,速度从零开始正向最大速度变化,所以甲表示相应的速度,故B正确.C.若甲表示位移x,振子从平衡位置向正向最大位移处运动,速度从正向最大开始减小零,所以丙可以表示相应的速度v,故C正确.D.若丙表示位移x,位移从最大正向位移变化到零,振子从正向最大位移处向平衡位置运动,速度从零开始负向最大速度变化,所以乙表示相应的速度,故D正确.
7.答案:AB
解析:A、物体向平衡位置运动时,位移方向一定与速度方向相反;若背向平衡位置时,速度方向与位移方向相同;故A正确;B.位移减小时,回复力减小,故加速度减小,但速度将增大,故B正确;C.位移方向总是跟回复力方向相反,即与加速度方向相反;但速度方向有与位移相同的情况,故C错误;D.速度减小,说明物体远离平衡位置运动,回复力将增大,故加速度增大,故D错误.
8.答案:C
解析:A、拍皮球时球往复运动时,球受到重力作用,重力是恒力,不可能做简谐运动.故A错误.B.寺庙里用圆木不断撞击铜钟,铜钟做受迫振动,不是简谐运动.故B错误.C.光滑水平面上,一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动,满足F=-kx,是简谐运动,故C正确.D.孩子用力荡秋千,秋千来回运动,秋千除受到重力之外,还受到小孩的作用和空气阻力作用,做的不是简谐运动.故D错误.
9.答案:B
解析:A、在平衡位置回复力为零,加速度最小,故A错误;B.在平衡位置势能最小,动能最大,故速度最大,故B正确;C.在运动路径两端位移最大,加速度最大,动能最小,故速度最小,故C错误;D.在运动路径两端位移最大,加速度最大,故D错误;
10.答案:D
解析:简谐运动的回复力与质点偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置.大小方向都在改变.故D正确,A、B、C错误.
故选D.。