【物理试题】江苏专版2019年高考物理总复习第52讲简谐运动讲义(1).doc

课时作业五十二简谐运动(限时：45分钟)(班级________ 姓名________)1．弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中( )A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子离开平衡位置的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐增大D．振子的加速度逐渐增大2．如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a到b历时0.2 s，振子经a、b两点时速度相同．若它从b再回到a的最短时间为0.4 s，c、d为振动的最远点，则该振子的振动频率( )第2题图A．1 Hz B．1.25 Hz C．2 Hz D．2.5 Hz3．(多选)弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )第3题图A．在第5秒末，振子的速度最大且沿＋x方向B．在第5秒末，振子的位移最大且沿＋x方向C．在第5秒末，振子的加速度最大且沿－x方向D．在0到5秒内，振子通过的路程为10cm4．一质点沿x轴做简谐运动，其振动图象如图所示．在1.5 s～2 s的时间内，质点的速度v、加速度a 的大小的变化情况是( )第4题图A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变小 D．v变大，a变大5．一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点的速度方向与加速度方向相同的时间段是( )第5题图A ．0～0.3 s 和0.6～0.9 sB ．0.3～0.6 s 和0.9～1.2 sC ．0.3～0.6 s 和0.6～0.9 sD ．0.6～0.9 s 和0.9～1.2 s 6．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下述正确的是( )第6题图A ．质点振动频率为4 HzB ．在5 s 末，加速度为正向最大C ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmD ．t 1＝1.5 s 和t 2＝4.5 s 两时刻质点的速度相同 7．(多选)如图所示，下列说法正确的是( )第7题图A ．振动图象上的A 、B 两点振动物体的速度相同B ．在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，质点的加速度大小相等，方向相反C ．振动图象上A 、B 两点的速度大小相等，方向相反D ．质点在t ＝0.2 s 和t ＝0.3 s 时的动能相等 8．有一弹簧振子，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，则它的振动方程是( ) A ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2)m B ．x ＝8×10－3sin(4πt －π2)m C ．x ＝8×10－1sin(πt ＋3π2)m D ．x ＝8×10－1sin(π4t ＋π2)m9．(多选)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，以竖直向上为正方向， 物块简谐运动的表达式为y ＝0.1sin(2.5πt )m.t ＝0 时刻，一小球从距物块h 高处自由落下；t ＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度的大小为g ＝10 m/s 2，下列说法中正确的是( )第9题图A．h＝1.7 mB．简谐运动的周期是0.8 sC．0.6 s内物块运动的路程是0.2 mD．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反10．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．(1) 求t＝0.25×10－2 s时的位移．(2) 在t＝1.5×10－2s到2×10－2s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这段时间内，质点的路程、位移各为多大？第10题图课时作业(五十二) 简谐运动1.C 【解析】 在振子向着平衡位置运动的过程中，振子所受的回复力逐渐减小，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，振子的速度逐渐增大，振子的加速度逐渐减小，C 正确． 2．B 【解析】 经a 、b 两点时速度相同，可知a 、b 两点关于O 点对称，t Ob ＝0.1 s ；振子从b 再回到a 的最短时间t ＝2t bc ＋t ba ＝0.4 s ，可得t bc ＝t －t ba2＝0.1 s ，所以t Oc ＝t Ob ＋t bc ＝0．1 s ＋0.1 s ＝0.2 s ，而t Oc ＝T 4，所以振子振动周期T ＝4t Oc ＝0.8 s ，振子振动频率f ＝1T＝1.25 Hz ，故B 正确．3．BCD 【解析】 由图可以看出第5秒末时，振子处于正向最大位移，此时振子的速度为零、有负向的最大加速度，BC 正确，A 错误．物体的振幅A ＝2 cm ，在0到5 s 内，振子经过54个全振动，路程为54×4A ＝5A＝10 cm ，D 正确．4．A 【解析】 由振动图线可知，质点在1.5 s ～2 s 的时间内沿负方向振动，向端点运动，故质点的速度越来越小，位移逐渐增大，回复力逐渐变大，加速度逐渐变大，故选项A 正确．5．B 【解析】 质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．6．C 【解析】 由振动图象可知，质点振动周期为4 s ，频率为0.25 Hz ，A 错误．在5 s 末，加速度为负向最大，B 错误.10 s ＝2.5 T ，在10 s 内质点经过的路程是4 A ×2.5＝20 cm ，C 正确．t 1＝1.5 s 和t 2＝4.5 s 两时刻质点的速度大小相同，方向不同，D 错误．7．BC 【解析】 A 、B 两处位移相同，速度大小相等，但方向相反，A 错误，C 正确．在t ＝0．1 s 和t ＝0.3 s 时，质点离开平衡位置的位移最大，方向相反，由F ＝－kx ，a ＝－kxm，B 正确．t ＝0.2s 时，物体通过平衡位置，速度最大，动能最大，而t ＝0.3 s 时，速度为零，动能最小，故D 错．8．A 【解析】 振幅A ＝0.8 cm ＝8×10－3m ，角频率ω＝2πT＝4π rad/s.由题知初始时(即t ＝0时)振子在正向最大位移处，即sin Φ0＝1，得Φ0＝π2，故振子做简谐运动的方程为：x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2) m ，选项A 正确．9．AB 【解析】 t ＝0.6 s 时，物块的位移为y ＝0.1sin(2.5π×0.6) m ＝－0.1 m ；则对小球h ＋|y |＝12gt 2，解得h ＝1.7 m ，选项A 正确；简谐运动的周期是T ＝2πω＝0.8 s ，选项B 正确；0.6 s 内物块运动的路程是3A ＝0.3 m ，选项C 错误；t ＝0.4 s ＝12，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D 错误．10．(1) －2cm (2) 位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大 (3) 34 cm 2 cm【解析】 (1) 由图可知A ＝2 cm ，T ＝2×10－2s ， 则振动方程为x ＝－2cos(100πt ) cm ，当t ＝0.25×10－2s 时，x ＝－2cos π4cm ＝－2cm.(2)由图可知在1.5×10－2－2×10－2s 内，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)从t ＝0到8.5×10－2s 的时间内质点的路程为s ＝17A ＝34 cm ，位移为2 cm.。

物理试卷 第1页（共18页） 物理试卷 第2页（共18页）绝密★启用前2019年普通高等学校招生全国统一考试（江苏省）物 理一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合题意. 1.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:10，当输入电压增加20 V 时，输出电压( )A .降低2 VB .增加2 VC .降低200 VD .增加200 V2.如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T ，则风对气球作用力的大小为( )A .sin αT B .cos αTC .sin αTD .cos αT3.如图所示的电路中，电阻R=2Ω.断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为( )A .1ΩB .2ΩC .3ΩD .4Ω4.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。

如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为12v v 、，近地点到地心的距离为r ，地球质量为M ，引力常量为G 。

则( )A.121,v v v >=B.121,v v v > C.121,v v v <=D.121,v v v <5.一匀强电场的方向竖直向上，t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。

每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分。

错选或不答的得0分。

6.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱( )A .运动周期为2RπωB .线速度的大小为R ωC .受摩天轮作用力的大小始终为mg毕业学校_____________ 姓名________________ 考生号________________ ________________ ___________-------------在--------------------此--------------------卷--------------------上--------------------答--------------------题--------------------无--------------------效----------------物理试卷 第3页（共18页） 物理试卷 第4页（共18页）D .所受合力的大小始终为2m R ω7.如图所示，在光滑的水平桌面上，a 和b 是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等.矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a 、b 产生的磁场作用下静止.则a 、b 的电流方向可能是( )A .均向左B .均向右C .a 的向左，b 的向右D .a 的向右，b 的向左洗衣机8.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态.小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度。

第十三章 ⎪⎪⎪波与相对论[选修3－4] 第1节机械振动(1)简谐运动是匀变速运动。

(×) (2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量。

(√)(3)振幅等于振子运动轨迹的长度。

(×)(4)简谐运动的回复力可以是恒力。

(×)(5)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大。

(√)(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。

(×)(7)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。

(√)(8)简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。

(×)突破点(一) 简谐运动1．动力学特征F ＝－kx ，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k 是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。

2．运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x 、F 、a 、E p 均增大，v 、E k 均减小，靠近平衡位置时则相反。

3．运动的周期性特征相隔T 或nT 的两个时刻，振子处于同一位置且振动状态相同。

4．对称性特征(1)相隔T 2或(2n ＋1)T 2(n 为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反。

(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O 对称的两点P 、P ′(OP ＝OP ′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。

(3)振子由P 到O 所用时间等于由O 到P ′所用时间，即t PO ＝t OP ′。

(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等，即t OP ＝t PO 。

5．能量特征振动的能量包括动能E k 和势能E p ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒。

[例1] (2019·浙江高考)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。

可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s 。

要点19 选修3-4[规律要点]一、简谐运动1.简谐运动的图象：从平衡位置开始计时，函数表达式为x ＝A sin ωt ，图象如图1所示。

图12.简谐运动的能量：简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。

二、单摆1.回复力：由小球所受重力沿切线方向的分力提供。

2.周期公式：T ＝2πl g。

单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子的质量都没有关系。

三、受迫振动和共振1.受迫振动其振动频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。

2.共振：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大。

其共振曲线如图2所示。

图2四、机械波1.机械波的形成和传播(1)产生条件：①有波源；②有传播振动的介质，如空气、水、绳子等。

(2)传播特点：①传播振动形式、能量和信息；②介质中各质点的振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。

2.波长、波速、频率及其关系：波长、波速和频率的关系：v ＝λf ＝λT。

其中波速由介质本身的性质决定，频率由波源决定，等于波源的振动频率。

五、波的特有现象1.发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象。

2.波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅增大、某些区域的振幅减小，而且增大与减小的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉。

3.多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感觉到频率变化的现象。

如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。

六、光的折射定律 折射率 1.图3定义式：n ＝sin θ1sin θ2。

折射率是由介质本身的光学性质和光的频率决定的。

2.折射率与光速的关系：n ＝c v 。

因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1。

3.在光的折射现象中，光路是可逆的。

七、全反射 色散1.全反射和临界角(1)条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。