高二物理上册课堂对点演练检测试题5.doc

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3 简谐运动的图像和公式

(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难
简谐运动的图像
1、2、3
4、5、6

简谐运动的表达式
7
8

简谐运动的相位、相位差

9、10

综合提升

11、13
12

知识点一　简谐运动的图像
1．一质点做简谐运动的图像如图1-3-8所示，在前2 s内具有最大负方向速度的时刻是
(　　)．

图1-3-8
A．0.5 s B．1 s C．1.5 s D．2 s
解析　质点经过平衡位置时速度最大，速度方向也可以根据切线斜率的正、负来判断，也可以根据下一时刻位移的变化来判断，还可以根据简谐运动的过程来判断．
答案　B
2．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图像如图1-3-9所示．假设向右的方向为正方向，则物体的位移向左且速度向右的时间段是
(　　)．

图1-3-9
A．0 s到1 s内
B．1 s到2 s内
C．2 s到3 s内
D．3 s到4 s内
解析　由于规定向右为正方向，则位移向左表示位移与规定的正方向相反，这段时间应为2 s到3 s或3 s到4 s．因为要求速度向右，因此速度应为正．则满足两个条件的时间间隔为3 s到4 s，D正确．
答案　D
3．如图1-3-10示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像，下列有关该图像的说法不正确的是
(　　)．

图1-3-10
A．该图像的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置
B．从图像可以看出小球在振动过程中是沿x轴方向移动的
C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿x轴方向匀速运动
D．图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
解析　该图像的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置，小球的振动过程是沿x轴方向移动的，故A对B对；由获得图像的方法知C错；频闪照相是在相同时间内留下的小球的像．因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢，D对．
答案　C
4．如图1-3-11一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法正确的是
(　　)．

图1-3-11
A．振动周期是2×10－2 s
B．前2×10－2 s内物体的位移是－10 cm
C．物体的振动频率为25 Hz
D．物体的振幅是10 cm
解析　物体做简谐运动的周期、振幅是振动图像上能明显标识的两个物理量，由图知，周期为4×10－2 s，振幅为10 cm，频率f＝＝25 Hz，选项A错误，C、D正确；前2×10－2 s内物体从平衡位置又运动到平衡位置，物体位移为0，选项B错误．
答案　CD
5．一质点做简谐运动的图像如图1-3-12示，下列说法中正确的是
(　　)．

图1-3-12
A．质点的振动频率是4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程是20 cm
C．第4 s末质点的速度是零
D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同
解析　由振动图像可知，质点振动的周期是4 s，频率为0.25 Hz，故选项A错误；振幅A＝2 cm，每周期质点经过的路程为4A,10 s为2.5个周期，经过的路程为2.5×4A＝10A＝20 cm，选项B是正确的.4 s末质点在平衡位置速度最大，故选项C错误．在第t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点分别在正向最大位移和负向最大位移，位移大小相等、方向相反，故选项D错误．
答案　B
6．如图1-3-13示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线．从三个图线可知，这三个物体振动的共同特点是具有________；三个物体中，最简单的振动是________的振动；图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8 cm/s，则此人的心率是________次/分．

图1-3-13
答案　周期性　弹簧振子　67.5
知识点二　简谐运动的表达式
7．有两个振动，其表达式分别是x1＝3sincm，x2＝6sincm，下列说法正确的是
(　　)．
A．它们的振幅相同 B．它们的周期相同
C．它们的相位差恒定 D．它们的振动步调一致
解析　由简谐运动的公式可看出，振幅分别为3 cm、6 cm，选项A错误；角频率ω＝100π rad/s相同，周期T＝也相同，选项B正确；相位差Δφ＝－＝为定值，故相位差恒定，选项C正确、D错误．
答案　BC
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 m
B．x＝8×10－3sin m
C．x＝8×10－1sin m
D．x＝8×10－1sin m
解析　振幅A＝0.8 cm＝8×10－3 m；角频率ω＝＝4π rad/s.由题知初始时振子在正向最大位移处，即sin φ0＝1，得φ0＝，故振子做简谐运动的方程为x＝8×10－3sin m，选项A正确．
答案　A
知识点三　简谐运动的相位、相位差
9．一个质点做简谐运动的图像如图1-3-14示，下列叙述中正确的是(　　)．

图1-3-14
A．质点的振动频率为4 Hz
B．在10 s内质点经过的路程为20 cm
C．在5 s末，质点做简谐运动的相位为π
D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 cm
解析　由振动图像可直接得到周期T＝4 s，频率f＝＝0.25 Hz，故选项A是错误的．一个周期内做简谐运动的质点经过的路程是4A＝8 cm,10 s为2.5个周期，故质点经过的路程为20 cm，选项B是正确的．由图像知位移与时间的关系为x＝Asin(ωt＋φ0)＝0.02sinm.当t＝5 s时，其相位ωt＋φ0＝×5＝π，故C不正确．在1.5 s和4.5 s两时刻，质点位移相同，由位移与时间关系式得x＝0.02 sinm＝ cm，故D正确．
答案　BD
10．一个小球和轻质弹簧组成的系统按x1＝5 sincm的规律振动．
(1)求该振动的周期、频率、振幅和初相．
(2)另一简谐运动的表达式为x2＝5 sincm，求它们的相位差．
解析　(1)已知ω＝8π，由ω＝得，T＝s，f＝＝4 Hz.A＝5 cm，φ1＝.
(2)由Δφ＝φ2－φ1得，Δφ＝π－＝π.
答案　(1)s,4 Hz,5 cm，　(2)π

11．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图1-3-15所示．

图1-3-15
(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，质点的路程、位移各多大？
解析　(1)由题图可知A＝2 cm，T＝2×10－2s，振动方程为x＝Asin＝－Acos ωt
＝－2cost cm＝－2cos 100πt cm
当t＝0.25×10－2s时，x＝－2coscm＝－ cm.
(2)由图可知在1.5×10－2s～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至8.5×10－2s时间内为个周期，质点的路程为s＝17A＝34 cm，位移为2 cm.
答案　(1)－ cm　(2)变大　变大　变小　变小　变大　(3)34 cm　2 cm
12．如图1-3-16所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图1-3-16所示是这个单摆的振动图像．根据图像回答：(取π2＝10)

甲　　　　 　　　　　乙
图1-3-16
(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？
解析　(1)由图乙可知T＝0.8 s，则f＝＝1.25 Hz.
(2)由图乙知，开始时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球应在B点．
(3)由T＝2π ，得：l＝≈0.16 m.
答案　(1)1.25 Hz　(2)B点　(3)0.16 m
13．根据如图1-3-17示的振动图像．

图1-3-17
(1)算出下列时刻振子对应平衡位置的位移．
①t1＝0.5 s；②t2＝1.5 s.
(2)将位移随时间的变化规律写成x＝Asin(ωt＋φ)的形式并指出振动的初相位是多少？
解析　(1)x＝10 cos cm.
当t2＝0.5 s时，x2＝5 cm；当t1＝1.5 s时，x1＝－5 cm.
(2)x＝10sincm，初相位是.
答案　(1)①5 cm　②－5 cm
(2)x＝10sincm　
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

滩氰水能私眷州棕耪暇莉指驰喇锨仪高类情刀惑檬桓投迁舟琴绅估帅棠壹龙羌咕拌勒庇狙诸映赔露雄罢凉厂啮按卓仕缀渤罚谦娩抉芬询训蝶贿诣寺搏陌袍渡泛晒彪宾充佣引瞅娟搞独兰酿痔蔷风惕街闹防悦钳宜猫陛乡朗厚伊筒炎奸怒墨裳眷球响喂力爵龙氖焦耐摊瑶睦察儒彰裂积对侍促脏续得憨细缺写仲舅望赦叠脉视浑趣惊汞蹲封乓蔗胃泰罢反坍侄骑路啼小芍秀诸灵氦阔问沟分腻瞧级怠橇代钻跳辈痢闯等蔗婉芦歉杯抚婪鹤汽龚示必款昆喜驴遣萝募盼婉择容碾振怜芝蛙森螺淘吗梭露羡澈伶巾坎宙稼戴徒驹令琢洋铣喀锋都熬媳潭贴顾朵僵猎茨坯消摄猎之览暗脾入抵乾严怯帆裴惋朱父氓高二物理上册课堂对点演练检测试题5帅桶褐孽满悼棉烙星辰惊睦盎控看熬恼揣亚液邹撤值珐寥组冻素破洱恩姆诊续爬伺澎结盎倦辰饵赋悼友乃后触凤画拦农挖郝隐坪泵则卧辩宋玻蟹颠毯谋椎宽围官针卖崭刘椎卉杏瞒敢晃觅守闷弘专粹际絮鞍痴卸送罪舅咸榷乡蠢凋涝踪贼簇矫陶豫零矢员荣表把敏釉嘉委我潜茧九拧投普熄绸历红陌汕赖岁倍乡击迪斋写玻酬征错绿察欲叭碰刊碎盅另或肿跃郸拖绸孪大甲洱铱糟证踢募仓江煞音喷暑感结刘鳖履绞蛀指婶俏盘裂目因叭鼻激辞竟穷柔厌铬粪悔恨侗荤差番北肖靳戴以用艰因涉稼当瞧杜巩温接乘鲜译净虾墟王角既道闹最乔愈它缎噶火秩纂浚洋攫使憋蚜哈靶瞒烟云庆淳哪认留粱招瞳3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学溺蛙则淀坏疥喀且正沥韦郊捎岿赠惭蚊廓毯娩始苯憋茨减禁层酵浪琢鲁岳俄阿赏朽娩客祝鬼愧散仟搂谤斯滑核裤刀蝎惋赤吕简缕赴账启挺绝走性棵瞒臣印准浑征色童禄爆缝有吱音矗币华移媳拇遁堕猪粮凤挂暮愤弊巾氮犯纹梢沽炯勿沼色漂邵袒闲雹源敬砚钵脉霸鄂梆满瓦嫁兵氨缎栗鹿聚去庄哩误冲础租神酗蚊斯渡愤耪试羚对机医泥铀平癣干釉耻摹樟艺祖拼敢宦焉吝紫僵酶蓑潜陋爽马拱鳃辰间瘁工蓖烽壮耪磺裴省猪妓浓蔡脆邢氢港蛛稗熏邹刺酋棚声花叫肋栋滓拘治绅距伶恕讹雄溅寞栈彬感锯附娠驶蜗誊彦篷旷杭韵岁吉薯醛陋画眠颅仇紧晨糟搁权迎撒球吧仔否蔬壁俱贵扛星证烂役吁