2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第2節(jié) 振動(dòng)的描述自我小測(cè) 魯科版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 第2節(jié) 振動(dòng)的描述自我小測(cè) 魯科版選修3-4 1．如圖所示，彈簧振子在B、C間振動(dòng)，O為平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1 s，則下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動(dòng) B．振動(dòng)周期是1 s，振幅是10 cm C．經(jīng)過(guò)兩次全振動(dòng)，振子通過(guò)的路程是20 cm D．從B開(kāi)始經(jīng)過(guò)3 s，振子通過(guò)的路程是30 cm 2．有一個(gè)在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動(dòng)，第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動(dòng)，則先后兩次振動(dòng)的周期之比和振幅之比分別為（　?。? A．1∶1　1∶1 B．1∶1　1∶2 C．1∶4　1∶4 D．1∶2　1∶2 3．一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振幅是4 cm，頻率是2.5 Hz，該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置經(jīng)過(guò)2.5 s后的位移大小和路程是（　?。? A．4 cm,24 cm B．4 cm,100 cm C．0,24 cm D．0,100 cm 4．一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同 5．懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期T＝2 s，從最低點(diǎn)位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象如圖所示，關(guān)于這個(gè)圖象，下列哪些說(shuō)法正確（　?。? A．t＝1.25 s時(shí)，振子的加速度為正，速度也為正 B．t＝1.7 s時(shí)，振子的加速度為負(fù)，速度也為負(fù) C．t＝1.0 s，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值 D．t＝1.5 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值 6．如圖所示，彈簧振子的小球在B、C之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為BC間的中點(diǎn)，B、C間的距離為10 cm，則下列說(shuō)法正確的是（　　） A．小球的最大位移是10 cm B．只有在B、C兩點(diǎn)時(shí)，小球的振幅是5 cm，在O點(diǎn)時(shí)，小球的振幅是0 C．無(wú)論小球在任何位置，它的振幅都是5 cm D．從任意時(shí)刻起，一個(gè)周期內(nèi)小球經(jīng)過(guò)的路程都是20 cm 7．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3 s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過(guò)2 s它第二次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)還需時(shí)間是（　?。? A．8 s B．4 s C．14 s D． s 8．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置O，在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，它的振動(dòng)圖象如圖乙所示，設(shè)向右為正方向，則OB＝______cm，第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)開(kāi)_____，加速度大小為_(kāi)_____；第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是______；第0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位置在______區(qū)間，質(zhì)點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)到B再到A需時(shí)間t＝______s，在4 s內(nèi)完成______次全振動(dòng)。 9．一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間關(guān)系如圖所示。 （1）求t＝0.2510－2 s時(shí)的位移； （2）在t＝1.510－2 s到210－2 s的振動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、速度、動(dòng)能、勢(shì)能如何變化？ （3）在t＝0到8.510－2 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大？ 參考答案 1．解析：振子從B→O→C僅完成了半次全振動(dòng)，所以周期T＝21 s＝2 s，振幅A＝BO＝5 cm。 振子在一次全振動(dòng)中通過(guò)的路程為4A＝20 cm，所以?xún)纱稳駝?dòng)中通過(guò)的路程為40 cm,3 s的時(shí)間為1.5T，所以振子通過(guò)的路程為30 cm。 答案：D 2．解析：彈簧的壓縮量即為振子振動(dòng)過(guò)程中偏離平衡位置的最大距離，即振幅，故振幅之比為1∶2。而對(duì)同一振動(dòng)系統(tǒng)，其周期與振幅無(wú)關(guān)，則周期之比為1∶1。 答案：B 3．解析：因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率是2.5 Hz，所以周期是0.4 s，質(zhì)點(diǎn)從平衡位置經(jīng)過(guò)2.5 s是6周期，因此位移大小是4 cm，路程是44（6＋） cm＝100 cm。 答案：B 4．解析：根據(jù)振動(dòng)圖象可知：該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期T＝4 s，所以頻率f＝＝0.25 Hz，A錯(cuò)；10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)路程s＝4A＝10A＝102 cm＝20 cm，B正確；第4 s末質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置，速度最大，C錯(cuò)；在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相反，D錯(cuò)。 答案：B 5．解析：由振動(dòng)圖象可以獲取相關(guān)信息：某時(shí)刻振子的位移、加速度方向、速度等。例如t＝1.25 s時(shí)，位移為正，則加速度為負(fù)，且振子向平衡位置移動(dòng)，速度為負(fù)，故A錯(cuò)，同理B、D錯(cuò)，C正確。 答案：C 6．解析：O點(diǎn)是平衡位置，小球的最大位移是＋5 cm或－5 cm，故選項(xiàng)A是不正確的。振幅是物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，反映的是振動(dòng)物體振動(dòng)的能力，并不說(shuō)明物體一定在最大距離處，在O點(diǎn)的小球也能夠到達(dá)最大距離處，所以小球在O點(diǎn)的振幅也是5 cm，故選項(xiàng)B是不正確的，選項(xiàng)C是正確的。根據(jù)一次全振動(dòng)的概念知，選項(xiàng)D是正確的。 答案：CD 7．解析：設(shè)圖中a、b兩點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過(guò)程中最大位移處，若開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)，從O到M過(guò)程歷時(shí)3 s。在M→b→M的過(guò)程歷時(shí)2 s，則有＝4 s，質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)還需時(shí)間為Δt＝T－2 s＝14 s，故C正確；若開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，則O→a→O→M的過(guò)程歷時(shí)3 s，從M→b→M歷時(shí)2 s，顯然＋＝4 s得T＝ s，質(zhì)點(diǎn)第3次再經(jīng)過(guò)M點(diǎn)還需時(shí)間Δt＝T－2 s＝ s，故D正確。 答案：CD 8．解析：由圖象知A＝5 cm，T＝0.8 s，所以O(shè)B＝5 cm。t＝0.2 s時(shí)在平衡位置向A運(yùn)動(dòng)，加速度為零；t＝0.4 s時(shí)在負(fù)最大位移處，加速度為正；t＝0.7 s時(shí)，位移為正，在OB間向B運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)從O→B→A用時(shí)，即0.6 s,4 s內(nèi)完成5次全振動(dòng)。 答案：5　負(fù)方向　0　正方向　OB　0.6　5 9．解析：（1）由題圖可知，A＝2 cm，T＝210－2 s，振動(dòng)方程為x＝Asin（ωt－）＝－Acos ωt＝－2cost cm＝－2cos（102πt） cm 當(dāng)t＝0.2510－2 s時(shí)，x＝－2cos cm＝－ cm。 （2）由題圖可知在1.510－2～210－2 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小，動(dòng)能變小，勢(shì)能變大。 （3）從t＝0至8.510－2 s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程為s＝17A＝34 cm，位移為0。 答案：（1）－ cm　（2）變大　變大　變小　變小　變大 （3）34 cm　0