新教材2024-2025學(xué)年高中物理第2章機(jī)械振動(dòng)分層作業(yè)10簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖像教科版選擇性必修第一冊(cè)

其次章分層作業(yè)10簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖像A級(jí)必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的說法正確的是()A.振幅是矢量,方向從平衡位置指向最大位移處B.周期和頻率的乘積是一個(gè)常數(shù)C.振幅增加,周期必定增加,而頻率減小D.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,其頻率與振幅成正比2.(多選)對(duì)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,下列說法正確的是()A.振子通過平衡位置時(shí),速度最大B.振子在最大位移處時(shí),速度最大C.振子連續(xù)兩次通過同一位置時(shí),位移相同D.振子連續(xù)兩次通過同一位置時(shí),速度相同3.有兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其表達(dá)式分別是x1=4sin100πt+π3cm,x2=A.它們的振幅相同B.它們的周期不相同C.它們的相位差恒定D.它們的振動(dòng)步調(diào)一樣4.如圖所示,O點(diǎn)為彈簧振子的平衡位置,當(dāng)振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),振子離開平衡位置的位移是()A.大小為O、C間距離,方向向左B.大小為O、C間距離,方向向右C.大小為A、C間距離,方向向左D.大小為A、C間距離,方向向右5.如圖所示,在光滑水平面上振動(dòng)的彈簧振子的平衡位置為O,把振子拉到A點(diǎn),lOA=1cm,釋放振子,經(jīng)過0.2s振子第1次到達(dá)O點(diǎn),假如把振子拉到B點(diǎn),lOB=2cm,則釋放振子后,振子第1次到達(dá)O點(diǎn)所需的時(shí)間為()A.0.2s B.0.4s C.0.1s D.0.3s6.如圖所示,彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,A、B間距離是20cm,小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí),經(jīng)過2s首次到達(dá)B點(diǎn),則()A.從O→B→O小球做了一次全振動(dòng)B.振動(dòng)周期為2s,振幅是10cmC.從B起先經(jīng)過6s,小球通過的路程是60cmD.從O起先經(jīng)過3s,小球處在平衡位置7.(多選)如圖為某彈簧振子運(yùn)動(dòng)的x-t圖像。下列說法正確的是()A.t1時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)B.t2時(shí)刻振子的位移最大C.t3時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)D.該圖像是從振子在平衡位置時(shí)起先計(jì)時(shí)畫出的B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練8.圖甲是演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的裝置,當(dāng)漏斗下面的薄木板N被勻速地拉出時(shí),搖擺著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時(shí)間改變的關(guān)系,板上的直線OO1代表時(shí)間軸。圖乙是兩個(gè)漏斗中的沙在各自板上形成的曲線。若板N1和板N2拉動(dòng)的速度v1和v2的關(guān)系為v2=2v1,則板N1、N2上曲線所代表的周期T1和T2的關(guān)系為()A.T2=T1 B.T2=2T1C.T2=4T1 D.T2=14T9.彈簧振子從距離平衡位置5cm處由靜止釋放,4s內(nèi)完成5次全振動(dòng)。(1)這個(gè)彈簧振子的振幅為cm,振動(dòng)周期為s,頻率為Hz。

(2)4s末振子的位移大小為多少?4s內(nèi)振子運(yùn)動(dòng)的路程為多少?(3)若其他條件不變,只是使振子改為在距離平衡位置2.5cm處由靜止釋放,該振子的周期為多少?10.一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。(1)該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期和振幅分別是多少?(2)寫出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。(3)求t=0.25×10-2s時(shí)振子的位移。11.某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示。(1)該振動(dòng)的振幅是多少?0~4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程是多少?t=6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移是多少?(2)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程可以寫作x=4cos(ωt+φ0)cm,其中的ω和φ0各是多少?答案：1.B解析振幅是標(biāo)量,故A錯(cuò)誤;周期與頻率互為倒數(shù),即T·f=1,故B正確;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅沒有關(guān)系,周期的長(zhǎng)短由系統(tǒng)本身確定,故C、D錯(cuò)誤。2.AC解析振子經(jīng)過平衡位置時(shí)速度最大,A正確;振子在最大位移處時(shí)速度最小,B錯(cuò)誤;同一位置相對(duì)于平衡位置的位移相同,C正確;速度是矢量,振子連續(xù)兩次通過同一位置時(shí)速度大小相等,方向相反,即速度不同,D錯(cuò)誤。3.C解析由題可知A1=4cm,A2=5cm,故A錯(cuò)誤;依據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知ω1=ω2=100πrad/s,T1=2πω1=2πω2=T2=150s,故B錯(cuò)誤;相位差為Δφ4.B解析振子離開平衡位置的位移,以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn),C點(diǎn)為終點(diǎn),位移大小為O、C間距離,方向向右。5.A解析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期只跟振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)有關(guān),與振幅無關(guān),兩種狀況下振子第1次到達(dá)平衡位置所需的時(shí)間都是振動(dòng)周期的146.C解析小球從O→B→O只完成半個(gè)全振動(dòng),A錯(cuò)誤;從A→B是半個(gè)全振動(dòng),用時(shí)2s,所以振動(dòng)周期是4s,B錯(cuò)誤;因?yàn)閠=6s=32T,所以小球經(jīng)過的路程為4A+2A=6A=60cm,C正確;從O起先經(jīng)過3s,小球處在最大位移處(A或B7.BC解析從題圖可以看出,t=0時(shí)刻,振子在正的最大位移處,因此該圖像是從振子在正的最大位移處時(shí)起先計(jì)時(shí)畫出的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;t1時(shí)刻以后振子的位移為負(fù),因此t1時(shí)刻振子正通過平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻振子在負(fù)的最大位移處,選項(xiàng)B正確;t3時(shí)刻以后振子的位移為正,所以t3時(shí)刻振子正通過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。8.D解析由題圖乙可知,兩個(gè)薄木板被勻速拉出的距離相同,且板N1用時(shí)T1,板N2用時(shí)2T2,則v1T1=v2·2T2,由v2=2v1得T1=4T2,即T2=14T19.答案(1)50.81.25(2)5cm100cm(3)0.8s解析(1)A=5cm,T=45s=0.8s,f=1T=1(2)4s末彈簧振子完成5次全振動(dòng),回到初始位置,位移大小x=5cm;4s內(nèi)振子運(yùn)動(dòng)的路程為s=5×4A=100cm。(3)彈簧振子的周期與振幅無關(guān),故仍有T=0.8s。10.答案(1)2×10-2s2cm(2)x=2sin100πt+3π(3)-2cm解析(1)由題圖知,該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為T=2×10-2s,振幅為A=2cm。(2)ω=2πT=100由題圖知,初相位φ=3π2或所以該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x=2sin100π或x=2sin100π(3)當(dāng)t=0.25×10-2s時(shí),位移為x=2sin100πt+311.答案(1)4cm8cm-4cm(2)π4r