物理新教材鲁科版选择性必修一习题：课时素养评价2-2 振动的描述

物理新教材鲁科版选择性必修一习题：课时素养评价2-2 振动的描述

www.ks5u.com 温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 课时素养评价 五　‎ 振动的描述 ‎　　　　　　　　 (25分钟·70分)‎ 一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)‎ ‎1.关于振幅的各种说法中,正确的是 (　　)‎ A.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,表示振动越弱 ‎【解析】选A。振幅是振子离开平衡位置的最大距离,A正确;振幅是一个固定值,而振子的位移随时间做周期性的变化,B错误;振幅是两点间的距离,与振子的运动轨迹无关,C错误;振幅是表示振动强弱的物理量,振子的振幅越大,振动越强,D错误。‎ ‎2.某质点的振动图像如图所示,下列判断正确的是 (　　)‎ A.在t=0.5 s时质点的速度方向沿x轴负方向 B.在t=1.5 s时质点的加速度方向沿x轴正方向 C.在t=2 s到t=3 s时间内质点的速度与加速度方向相同 D.在t=3 s到t=4 s时间内质点的速度增大,加速度减小 ‎【解析】选D。由图可知,在t=0.5 s时,质点正处于由平衡位置向正的最大位移处运动的过程中,所以在t=0.5 s时质点的速度方向沿x轴正方向,故A错误;由图可知,在t=1.5 s时,质点的位移为正方向,根据简谐运动的回复力方向与位移方向相反可知,此时回复力的方向沿负方向,则质点的加速度方向沿x轴负方向,故B错误;在t=2 s到t=3 s时间内,质点由平衡位置向负的最大位移处运动,所以位移方向沿负方向,速度方向也沿负方向,而回复力的方向沿正方向,则加速度的方向沿正方向,所以质点的速度与加速度方向相反,故C错误;在t=3 s到t=‎ ‎4 s时间内,质点由负的最大位移处向平衡位置运动,位移减小,则可知质点的速度增大,加速度减小,故D正确。‎ ‎3.一质点做简谐运动,周期为T,当它由平衡位置向x轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需的时间为 (　　)‎ A.　　　B.　　　C.　　　D. ‎【解析】选B。设质点做简谐运动的振幅为A,角频率为ω,则从平衡位置开始振动的振动方程为:x=Asinωt其中:ω=当x=A时:ωt1=,所以t1=;当x=A时,ωt2=,所以t2=,所以从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需的时间:Δt=t2-t1=;所以B正确。‎ ‎4.一个弹簧振子做简谐运动,若从平衡位置开始计时,经过3 s时,振子第一次到达P点,又经过2 s第二次经过P点,‎ 则该弹簧振子的振动周期可能为 ‎ (　　)‎ A.32 s B.16 s C.8 s D.4 s ‎【解析】选B。若从O点开始向右振动,按图甲路线振动,则弹簧振子的振动周期为:T1=4×(3+) s=16 s;‎ 若振子从O点开始向左振动,按图乙路线振动,设从P到O的时间为t,则有:+t=,解得:t= s,则周期为:T2=4×(+1) s= s;故选项B正确,A、C、D错误。‎ ‎【总结提升】简谐运动多解问题的分析方法 ‎(1)画出物理过程的模型图。‎ ‎(2)根据简谐运动的对称性求周期或位移。‎ ‎(3)讨论由于运动方向的不确定性和运动的周期性造成多解的情形。‎ ‎【补偿训练】‎ ‎　　如图所示,振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动,从振子第一次到达P点开始计时,则 (　　)‎ A.振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期 B.振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期 C.振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期 D.振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期 ‎【解析】选B。从经过某点开始计时,则再次以相同速度经过该点所经历的时间为一个周期,B对,A、C错。振子从A到B或从B到A的时间间隔为半个周期,D错。‎ ‎5.甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则可知 (　　)‎ A.0～0.5 s内振子甲的速度增大,加速度减小 B.两弹簧振子加速度最大值之比一定为a甲∶a乙=2∶1‎ C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大 D.振子的振动周期之比为T甲∶T乙=1∶2‎ ‎【解析】选C。在0～0.5 s内振子甲向正向最大位移振动,速度减小,加速度增大,故选项A错误;由振动图像读出两振子最大位移之比为x甲∶x乙=2∶1,由于弹簧的劲度系数可能不同,由F=-kx可知甲、乙两弹簧振子所受回复力最大值之比不一定等于2∶1,故选项B错误;甲在最大位移处时,乙在平衡位置,即振子甲速度为零时,振子乙速度为最大,故选项C正确;由图可知振子的振动周期之比为T甲∶T乙=2∶1,故选项D错误。‎ ‎6.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=5sint(cm),则下列关于质点运动的说法中正确的是 (　　)‎ A.质点做简谐运动的振幅为10 cm B.质点做简谐运动的周期为8 s C.在t=4 s时质点的速度为零 D.在t=4 s时质点的加速度最大 ‎【解题指南】解答本题要把握以下两点:‎ ‎(1)周期是振子完成一次全振动经历的时间,振幅是振子离开平衡位置的最大距离;由公式x=Asint可求得周期和振幅。‎ ‎(2)根据振子的位置分析其速度和加速度大小:振子处于平衡位置时速度最大,加速度为零;在最大位移处时,速度为零,加速度最大。‎ ‎【解析】选B。由位移的表达式x=5sint(cm)可知质点做简谐运动的振幅为5 cm,故选项A错误;由位移的表达式读出圆频率ω= rad/s,则周期为T==8 s,故选项B正确;在t=4 s时质点的位移x=5sint cm=0 cm,说明质点通过平衡位置,速度最大,故选项C错误;在t=4 s时质点通过平衡位置,加速度最小,故选项D错误。‎ 二、计算题(本题共2小题,共34分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)‎ ‎7.(16分)弹簧振子做简谐运动的图像如图所示,‎ ‎(1)在第3秒末,振子的位移为多少?‎ ‎(2)在0到5秒内,振子通过的路程为多少?‎ ‎【解析】(1)由振动图像可知,在第3秒末,振子的位移为-2 cm。‎ ‎(2)由振动图像可知,在0到5秒内,振子通过的路程为s=5A=10 cm。‎ 答案:(1)-2 cm　(2)10 cm ‎8.(18分)某个质点的简谐运动图像如图所示,求振动的振幅和周期。 世纪金榜导学号 ‎【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:‎ ‎(1)要能通过图像得到已知条件。‎ ‎(2)要知道简谐运动的方程。‎ ‎【解析】由图读出振幅A=10 cm①‎ 简谐运动方程x=Asin ②‎ 代入数据-10=10sin 得T=8 s 答案:10 cm　8 s ‎　　　　　　　　 (15分钟·30分)‎ ‎9.(6分)有一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的判断正确的是(选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度) (　　)‎ A.图甲可作为该物体的v-t图像 B.图乙可作为该物体的F-t图像 C.图丙可作为该物体的F-t图像 D.图丁可作为该物体的a-t图像 ‎【解析】选C。因为F=-kx,a=-,故图丙可作为F-t、a-t图像;而v随x增大而减小,故v-t图像应为图乙,所以C正确。‎ ‎10.(6分)(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin(t+‎ ),t的单位为s,则质点 (　　)‎ A.第1 s末与第5 s末的位移相同 B.第1 s末与第5 s末的速度相同 C.第1 s内速度不断增大 D.第2 s内加速度不断增大 ‎【解析】选A、C、D。1 s末物体的位移x1=Asinπ=0,5 s末物体的位移x5=Asin(+)=0,故A正确;物体做简谐运动的周期T==8 s,因此1 s末和5 s末差半个周期,速度大小相同方向不同,故B错误;物体在1 s时在平衡位置速度最大,而周期为8 s,四分之一周期为2 s,说明在0～1 s内物体向平衡位置运动,因此速度越来越大,故C正确;物体1 s 末时在平衡位置,则1～2 s物体向最大位移处运动,速度越来越小,加速度越来越大,因此D正确。‎ ‎11.(6分)(多选)如图所示,一质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从质点通过O点时开始计时,经过0.9 s质点第一次通过M点,再继续运动,又经过0.6 s质点第二次通过M点,该质点第三次通过M点需再经过的时间可能是 (　　)‎ A.1 s　　　B.1.2 s　　　C.2.4 s　　　D.4.2 s ‎【解析】选A、D。根据题意可以判断质点通过MB所用的时间为0.3 s,质点通过O点时开始计时,经过0.9 s质点第一次通过M点分两种情况考虑:①质点由O点向右运动到M点,则OB之间所用的时间为0.9 s+0.3 s=1.2 s,根据对称性,OA之间所用的时间也为1.2 s,第三次通过M点所用的时间为2tMO+2tOA=2×0.9 s+2×1.2 s=4.2 s。‎ ‎②质点由O点先向左运动再到M点,则从O→A→O→M→B所用的时间为0.9 s+0.3 s=1.2 s,为个周期,则振动的周期为1.6 s,第三次经过M点所用的时间为1.6 s-2tMB=1.6 s-0.6 s=1.0 s。故A、D正确,B、C错误。‎ ‎12.(12分)竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔,在竖直面内放置记录纸。当振子上下振动时,以水平向左的速度v=10 m/s匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下记录的痕迹,建立坐标系,测得的数据如图所示,求振子振动的振幅和频率。‎ ‎【解析】设周期为T,振幅为A。由题图得A=5 cm;‎ 由于振动的周期就是记录纸从x=0至x=1 m运动的时间,所以周期为:T==‎ =0.1 s,‎ 故频率f== Hz=10 Hz。‎ 答案:5 cm　10 Hz 关闭Word文档返回原板块