人教版物理高二選修3-4 11.3簡諧運(yùn)動的描述回復(fù)力和能量同步練習(xí)D卷

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1、人教版物理高二選修3-4 11.3簡諧運(yùn)動的描述回復(fù)力和能量同步練習(xí)D卷 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 選擇題 (共15題；共34分) 1. （2分） 一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知（ ） A . 質(zhì)點(diǎn)振動頻率是4 Hz B . t=2 s時，質(zhì)點(diǎn)的加速度最大 C . t=2 s時，質(zhì)點(diǎn)的振幅為﹣2 cm D . t=3 s時，質(zhì)點(diǎn)所受的合外力最大 2. （3分） (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 有兩個振動，其表達(dá)式分別是x1=5sin（100πt+

2、 ） cm，x2=5sin（100πt+ ） cm，下列說法正確的是（ ） A . 它們的振幅相同 B . 它們的周期相同 C . 它們的相位差恒定 D . 它們的振動步調(diào)一致 3. （2分） (2017高二下寶雞期末) 一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移x與時間t關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知（ ） A . 質(zhì)點(diǎn)振動的頻率是4Hz B . 質(zhì)點(diǎn)振動的振幅是4cm C . t=3s時，質(zhì)點(diǎn)的速度最大 D . 在t=3s時，質(zhì)點(diǎn)的振幅為零 4. （2分） 某質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動，其圖象如圖所示，質(zhì)點(diǎn)在t=3.5s時，速度v、加速度a的方向應(yīng)為（ ） A . v為

3、正，a為負(fù) B . v為負(fù)，a為正 C . v、a都為正 D . v、a都為負(fù) 5. （2分） (2019高二下余姚月考) 有一彈簧振子，振幅為0.8cm，周期為0.5s，初時具有負(fù)方向的最大加速度， 則它的振動方程是（ ） A . x=810-1sin（4πt+ ）m B . x=810-1sin（4πt- ）m C . x=810-3sin（4πt+ ）m D . x=810-3sin（4πt- ）m 6. （2分） (2017高二下西安期中) 如圖所示，彈簧振子在BC間振動，O為平衡位置，BO=OC=5cm，若振子從B到C的運(yùn)動時間是1s，則下列說法中正

4、確的是（ ） A . 振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B . 振動周期是1 s，振幅是10 cm C . 經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20 cm D . 從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm 7. （2分） (2017高二下懷仁期末) 一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動．可把游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運(yùn)動，振幅為20cm，周期為3.0s．當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服的登船．在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是（ ） A . 0.5s B . 0.75s C . 1

5、.0s D . 1.5s 8. （2分） (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下做法，其中正確的是（ ） A . 把單擺從平衡位置拉開30的擺角，并在釋放擺球的同時開始計(jì)時 B . 測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時間t，則單擺周期為 C . 用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大 D . 選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小 9. （3分） (2015高二下襄陽期中) 關(guān)于做簡諧運(yùn)動的物體的位移、加速度和速度間的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ） A . 位

6、移減小時，加速度減小，速度增大 B . 位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同 C . 物體的運(yùn)動方向指向平衡位置時，速度方向跟位移方向相同 D . 物體的運(yùn)動方向改變時，加速度的方向不變 10. （2分） 如圖所示，一根用絕緣材料制成的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，左端固定，右端與質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球相連，靜止在光滑、絕緣的水平面上.在施加一個場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場后，小球開始做簡諧運(yùn)動，那么（ ） A . 小球到達(dá)最右端時，彈簧的形變量為 B . 小球做簡諧運(yùn)動的振幅為 C . 運(yùn)動過程中小球的機(jī)械能守恒 D . 運(yùn)動過程中小球的電勢能和彈

7、簧的彈性勢能的總量不變 11. （2分） (2017高二下懷仁期中) 在水平方向上做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，其振動圖象如圖所示．假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?，則物體加速度向右且速度向右的時間段是（ ） A . 0 s到1 s內(nèi) B . 1 s到2 s內(nèi) C . 2 s到3 s內(nèi) D . 3 s到4 s內(nèi) 12. （3分） (2016普蘭店模擬) 一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖如圖甲所示，P為x=1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像．則下列關(guān)于該波的說法中正確的是（ ） A . 該波的周期是0.4s B . 該波的傳播速度大小為40m/s

8、C . 該波一定沿x軸的負(fù)方向傳播 D . t=0.1s時刻，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大小為零 E . 從t=0.2s到t=0.4s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為20cm 13. （2分） (2017高二下曲周期末) 如圖所示，簡諧橫波a沿x軸正方向傳播，簡諧橫波b沿x軸負(fù)方向傳播，波速都是10m/s，振動方向都平行于y軸，t=0時刻，這兩列波的波形如圖所示．下圖是畫出平衡位置在x=2m處的質(zhì)點(diǎn)，從t=0開始在一個周期內(nèi)的振動圖象，其中正確的是（ ） A . B . C . D . 14. （3分） (2016高三上重慶期中) 下列說法正確的是（ ） A . 簡諧運(yùn)動的周

9、期和振幅無關(guān) B . 在彈簧振子做簡諧運(yùn)動的回復(fù)力表達(dá)式F=﹣kx中，F(xiàn)為振動物體所受的合外力，k為彈簧的進(jìn)度系數(shù) C . 在波的傳播方向上，某個質(zhì)點(diǎn)的振動速度就是波的傳播速度 D . 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，同種條件下用紫光做實(shí)驗(yàn)比紅光做實(shí)驗(yàn)得到的條紋更寬 E . 在單縫衍射現(xiàn)象中要產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，狹縫寬度必需比波長小或者相差不多 15. （2分） (2018高二下?lián)犴樒谥? 如圖所示，做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，下列說法中正確的是（ ） A . 振子通過平衡位置時，加速度最大 B . 振子在最大位移處時，動能最大 C . 振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，速度相同 D .

10、振子在連續(xù)兩次通過同一位置時，位移相同 二、 填空題 (共5題；共10分) 16. （2分） 如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在彈簧上端， 在豎起方向上做簡諧運(yùn)動，當(dāng)振幅為A時，物體對彈簧的最大壓力是物體重力的1.5倍，則物體對彈簧的最小壓力是________， 欲使物體在彈簧振動中不離開彈簧，其振幅不能超過________。 17. （2分） (2017嘉定模擬) 如圖所示為t=0時刻一列沿x方向傳播的簡諧橫波圖形，t=1s時波的圖形仍如圖所示，則波速大小為________．若波的周期為T，則圖中AB兩質(zhì)點(diǎn)在從圖示位置起的一個周期內(nèi)，運(yùn)動方向相同的時間為________T． 18

11、. （2分） 假如蹦床運(yùn)動員從某一高處下落到蹦床后又被彈回到原來的高度,其整個過程中的速度隨時間的變化規(guī)律如圖所示,其中Oa段和cd段為直線,則根據(jù)此圖像可知運(yùn)動員在 時間內(nèi)所受合力逐漸________，t3時刻處于________位置。 19. （2分） 一個做簡諧振動的彈簧子，當(dāng)振子的位移達(dá)到最大位移的一半時，回復(fù)力的大小跟振子達(dá)到最大位移時的回復(fù)力之比為________；加速度的大小跟振子達(dá)到最大位移時的加速度之比為________。 20. （2分） 同一介質(zhì)中相向傳播的兩列簡諧橫波在某一時刻的波形如圖所示，此時兩列波分別向右傳至x＝4 m和向左傳至x＝8 m處，它們的振幅均

12、為5cm．從此刻起經(jīng)0. 25s，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)A恰第1次到達(dá)波峰，則該兩列波波速v＝________m／s，令它們相遇時t＝0，則x＝6 m處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為y＝________． 三、 解答題 (共5題；共40分) 21. （5分） 如圖所示,質(zhì)點(diǎn)在前6s內(nèi)通過的路程是多少?在6～8s的平均速度大小為多少?方向如何? 22. （5分） 一豎直懸掛的彈簧振子,下端裝有一記錄筆,在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙。當(dāng)振子上下振動時,以速率v水平向左勻速拉動記錄紙,記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像,y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)。由此圖求振動的周期和振幅。 23. （

13、5分） 質(zhì)量為m1和m2的兩物塊用輕彈簧相連，將它們豎立在水平面上，如圖所示．現(xiàn)在用豎直向下的壓力F壓m1 ， 使它們處于靜止?fàn)顟B(tài)．突然撤去壓力，當(dāng)m1上升到最高點(diǎn)時，m2對地壓力恰好為零．則系統(tǒng)靜止時豎直向下壓力F的大小等于多少？(提示：撤去力后m1上下做簡諧運(yùn)動) 24. （15分） (2017高一下海淀期末) 簡諧運(yùn)動是我們研究過的一種典型運(yùn)動方式． （1） 解：一個質(zhì)點(diǎn)做機(jī)械振動，如果它的回復(fù)力與偏離平衡位置的位移大小成正比，而且方向與位移方向相反，就能判定它是簡諧運(yùn)動．如圖1所示，將兩個勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧套在光滑的水平桿上，彈簧的兩端固定，中間接一質(zhì)量為m

14、的小球，此時兩彈簧均處于原長．現(xiàn)將小球沿桿拉開一段距離后松開，小球以O(shè)為平衡位置往復(fù)運(yùn)動．請你據(jù)此證明，小球所做的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動． （2） 解：以上我們是以回復(fù)力與偏離平衡位置的位移關(guān)系來判斷一個運(yùn)動是否為簡諧運(yùn)動．但其實(shí)簡諧運(yùn)動也具有一些其他特征，如簡諧運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動速度v與其偏離平衡位置的位移x之間的關(guān)系就都可以表示為v2=v02﹣ax2，其中v0為振動質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置時的瞬時速度，a為由系統(tǒng)本身和初始條件所決定的不變的常數(shù)．請你證明，圖2中小球的運(yùn)動也滿足上述關(guān)系，并說明其關(guān)系式中的a與哪些物理量有關(guān)．已知彈簧的彈性勢能可以表達(dá)為 ，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量． （3

15、） 一質(zhì)點(diǎn)沿順時針方向以速度v0做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，如圖所示．請結(jié)合第（2）問中的信息，分析論證小球在x方向上的分運(yùn)動是否符合簡諧運(yùn)動這一特征． 25. （10分） 一物體沿x軸做簡諧運(yùn)動,振幅為8cm,頻率為0.5Hz,在t=0時,位移是4cm,且向x軸負(fù)方向運(yùn)動。 （1） 試寫出用正弦函數(shù)表示的振動方程; （2） 10s內(nèi)通過的路程是多少? 第 12 頁 共 12 頁 參考答案 一、 選擇題 (共15題；共34分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 10-1、 11-1、 12-1、 13-1、 14-1、 15-1、 二、 填空題 (共5題；共10分) 16-1、 17-1、 18-1、 19-1、 20-1、 三、 解答題 (共5題；共40分) 21-1、 22-1、 23-1、 24-1、 24-2、 24-3、 25-1、 25-2、