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    高中物理人教版选修3-4(学业分层测评)第十一章 机械振动 学业分层测评2 word版含答案

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    高中物理人教版 (新课标)选修32 波的图象综合训练题

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    这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 波的图象综合训练题,共5页。
     www.ks5u.com学业分层测评()(建议用时:45分钟)[学业达标]1振动周期指振动物体(  )A从任何一个位置出发又回到这个位置所用的时间B从一侧最大位移处运动到另一侧最大位移处所用时间C从某一位置出发又沿同一运动方向回到这个位置所用时间D经历了四个振幅的时间E完成一次全振动的时间【解析】 振动周期是振子完成一次全振动所用的时间,CDE正确【答案】 CDE2关于振幅的各种说法中正确的是(  )导学号:23570011A振幅是振子离开平衡位置的最大距离B位移是矢量振幅是标量位移的大小等于振幅C振幅等于振子运动轨迹的长度D振幅越大表示振动越强E振幅的大小与周期无关【解析】 振幅是振子离开平衡位置的最大距离,是标量,在简谐运动中大小不变,而位移是变化的,故A对,BC错;振幅越大,振动越强,但与周期无关,DE【答案】 ADE31 min内甲振动30乙振动75(  )A甲的周期为0.5 sB乙的周期为0.8 sC甲的频率为0.5 HzD乙的频率为0.8 HzE乙的圆频率之比为25【解析】 T2 sf0.5 HzT0.8 sf1.25 Hz..【答案】 BCE4.如图11­2­3所示弹簧振子在BC间振动O为平衡位置BOOC5 cm若振子从BC的运动时间是1 s则下列说法正确的是(  ) 导学号:2357001211­2­3A振子从BOC完成一次全振动B振动周期是2 sC振幅是5 cmD经过两次全振动振子通过的路程是20 cmEB开始经过3 s振子通过的路程是30 cm【解析】 振子从BOC仅完成了半次全振动,所以周期T2×1 s2 s,振幅ABO5 cm.弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4A20 cm,所以两次全振动中通过路程为40 cm,3 s的时间为1.5T,所以振子通过的路程为30 cm.BCE正确,AD错误【答案】 BCE5.一个质点以O为中心做简谐运动位移随时间变化的图象如图11­2­4所示abcd表示质点在不同时刻的相应位置下列说法正确的是(  )11­2­4A质点在位置b比位置d时相位超前B质点通过位置b相对平衡位置的位移为C质点从位置ac和从位置bd所用时间相等D质点从位置ab和从bc的平均速度相等E质点在bd两位置速度相同【解析】 质点在位置b比位置d时相位超前,选项A正确;质点通过位置b时,相对平衡位置的位移大于,选项B错误;质点从位置ac和从位置bd所用时间相等,选项C正确;质点从位置ab和从bc的时间相等,位移不等,所以平均速度不相等,选项D错误由对称性知选项E正确【答案】 ACE6两个简谐运动的表达式分别为x14sin t(cm)x22sin t(cm)它们的振幅之比各自的频率之比是(  )A21,21      B12,12C21,12  D12,21【解析】 由题意知A14 cmA22 cmω1 rad/sω22π rad/s,则A1A221f1f2ω1ω221,故A正确,BCD错误【答案】 A7有一个弹簧振子振幅为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运动表达式是(  )Ax8×103sin(t)mBx8×103sin(t)mCx8×101sin(πtπ)mDx8×101sin()m【解析】 由题意知,ωt0时具有负方向的最大加速度,所以t0时振子具有最大的正位移,故初相位φ,故A正确,BCD错误【答案】 A8(2015·浙江高考)某个质点的简谐运动图象如图11­2­5所示求振动的振幅和周期. 导学号:2357001311­2­5【解析】 由题图读出振幅A10 cm简谐运动方程xAsin(t)代入数据-1010sin(×7)T8 s.【答案】 10 cm 8 s[能力提升]9一弹簧振子做简谐运动周期为T(  )At时刻和(tΔt)时刻振子运动速度位移的大小相等方向相反Δt一定等于的奇数倍Bt时刻和(tΔt)时刻振子运动位移的大小相等方向相同Δt一定等于T的整数倍CΔt则在t时刻和(tΔt)时刻弹簧的长度一定相等DΔt则在t时刻和(tΔt)时刻弹簧的长度可能相等EΔtT则在t时刻和(tΔt)时刻振子运动的加速度一定相等【解析】 ΔtΔTnT(n1,2,3),则在t(tΔt)两时刻振子必在关于平衡位置对称的两位置(包括平衡位置),这两时刻,振子的位移、加速度、速度等均大小相等、方向相反,但在这两时刻弹簧的长度并不一定相等[只有当振子在t(tΔt)两时刻均在平衡位置时,弹簧长度才相等]反过来,若在t(tΔt)两时刻振子的位移、加速度和速度均大小相等、方向相反,则Δt一定等于的奇数倍,即Δt(2n1)(n1,2,3)如果仅仅是振子的速度在t(tΔt)两时刻大小相等、方向相反,那么不能得出Δt(2n1),更不能得出Δtn(n1,2,3)根据以上分析,C选项错,AD项正确t(tΔt)两时刻,振子的位移、加速度、速度等均相同,则ΔtnT(n1,2,3),但仅仅根据两时刻振子的位移相同,不能得出ΔtnT,所以B选项错ΔtnT,在t(tΔt)两时刻,振子的位移、加速度、速度等均大小相等、方向相同,E选项正确【答案】 ADE10一个做简谐运动的弹簧振子周期为T振幅为A设振子第一次从平衡位置运动到x处所经历的时间为t1第一次从最大位移处运动到x所经历的时间为t2t1t2的大小关系是________【解析】 画出x­t图象,从图象上,我们可以很直观地看出:t1t2.【答案】 t1t211.一个做简谐运动的质点先后以同样大小的速度通过相距10 cmAB两点且由AB的过程中速度方向不变历时0.5 s(如图11­2­6)B点后再经过t0.5 s质点以方向相反大小相同的速度再次通过B则质点振动的周期是________11­2­6【解析】 根据题意,由振动的对称性可知:AB的中点(设为O)为平衡位置,AB两点对称分布于O点两侧,质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为tOB×0.5 s0.25 s,质点从B向右到达右方极端位置(设为D)的时间tBD×0.5 s0.25 s,所以质点从OD的时间tODT0.25 s0.25 s0.5 s,所以T2.0 s.【答案】 2.0 s12如图11­2­7为一弹簧振子的振动图象试求11­2­7(1)写出该振子简谐运动的表达式(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内弹簧振子的加速度速度动能和弹性势能各是怎样变化的(3)该振子在前100 s的位移是多少路程是多少【解析】 (1)由振动图象可得A5 cmT4 sφ0ω rad/s故该振子简谐运动的表达式为x5sint cm.(2)由题图可知,在t2 s时,振子恰好通过平衡位置,此时加速度为零,随着时间的推移,位移不断变大,加速度也不断变大,速度不断变小,动能不断减小,弹性势能逐渐增大t3 s时,加速度达到最大,速度等于零,动能等于零,弹性势能达到最大值(3)振子经一周期位移为零,路程为5×4 cm20 cm,前100 s刚好经过了25个周期,所以前100 s振子位移x0,振子路程x20×25 cm500 cm5 m.【答案】 (1)x5sint cm (2)见解析(3)0 5 m  

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