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1、人教版物理高二選修3-4 11.2簡諧運動的描述同步練習C卷
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 選擇題 (共15題;共35分)
1. (2分) 如圖所示,一端固定于天花板上的一輕彈簧,下端懸掛了質(zhì)量均為m的A、B兩物體,平衡后剪斷A、B間細線,此后A將做簡諧運動。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,則下列說法中正確的是( )
A . 細線剪斷瞬間A的加速度為0
B . A運動到最高點時彈簧彈力為mg
C . A運動到最高點時,A的加速度為g
D . A振動的振幅為
2. (2分) 如圖為一
2、彈簧振子的振動圖象,由此可知( )
A . 在t1時刻,振子的動能最大,所受的彈力最大
B . 在t2時刻,振子的動能最大,所受的彈力最小
C . 在t3時刻,振子的動能最大,所受的彈力最小
D . 在t4時刻,振子的動能最大,所受的彈力最大
3. (3分) (2017高二下西安期中) 某質(zhì)點做簡諧運動,其位移隨時間變化的關系式為x=Asin ,則質(zhì)點( )
A . 第1 s末與第3 s末的位移相同
B . 第1 s末與第3 s末的速度相同
C . 3 s末至5 s末的位移方向都相同
D . 3 s末至5 s末的速度方向都相同
4. (2分) 某彈簧振
3、子的振動圖象如圖所示,根據(jù)圖象判斷,下列說法正確的是( )
A . 第1 s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移與速度方向相反
B . 第2 s末振子相對于平衡位置的位移為-20 cm
C . 第2 s末和第3 s末振子相對于平衡位置的位移均相同,但瞬時速度方向相反
D . 第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)振子相對于平衡位置的位移方向相同,瞬時速度方向相反
5. (2分) (2017高二下西安期中) 做簡諧振動的單擺擺長不變,若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍,擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的 ,則單擺振動的( )
A . 頻率、振幅都不變
B . 頻率、振幅都改變
C . 頻率不變、
4、振幅改變
D . 頻率改變、振幅不變
6. (2分) (2017高二下懷仁期中) 公路上勻速行駛的貨車受一擾動,車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板.一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動,周期為T.取豎直向上為正方向,以某時刻作為計時起點,即t=0,其振動圖象如圖所示,則( )
A . t= T時,貨物對車廂底板的壓力最大
B . t= T時,貨物對車廂底板的壓力最小
C . t= T時,貨物對車廂底板的壓力最大
D . t= T時,貨物對車廂底板的壓力最小
7. (2分) (2019高二上北京期中) 關于機械波,下列說法正確的是( )
A
5、. 質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B . 機械波可以在真空中傳播
C . 任一振動質(zhì)點每經(jīng)過一個周期沿波的傳播方向移動一個波長
D . 振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長
8. (2分) 一個質(zhì)點做簡諧振動的圖象如圖所示,下列說法中正確的是( )
A . 質(zhì)點的振動頻率為4Hz
B . 在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20cm
C . 在t1=1.5s和t2=4.5s兩時刻,質(zhì)點的速度相等
D . 在5s末,質(zhì)點的速度為零,加速度達最大值且朝正方向
9. (2分) 一質(zhì)點做簡諧運動,其位移x與時間t的關系圖象如圖所示,由圖可知,在t=4 s時,質(zhì)點
6、的( )
A . 速度為正的最大值,加速度為零
B . 速度為負的最大值,加速度為零
C . 速度為零,加速度為負的最大值
D . 速度 為零,加速度為正的最大值
10. (3分) (2017高二下包頭期中) 水平放置的作簡諧運動的彈簧振子,其質(zhì)量為m,振動過程中的最大速率為v,下列說法中正確的是( )
A . 從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力做的功可能是0~ mv2之間的某個值
B . 從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),彈力做的功一定為零
C . 從某時刻算起,在半個周期的時間內(nèi),速度的變化量大小可能為 0~2v間的某個值
D . 從某時刻算起,在半
7、個周期的時間內(nèi),速度變化量大小一定為零
11. (3分) (2017高二下鹽城期中) 如圖所示為一質(zhì)點的簡諧運動圖象.由圖可知( )
A . 質(zhì)點的運動軌跡為正弦曲線
B . t=0時,質(zhì)點正通過平衡位置向正方向運動
C . t=0.25s時,質(zhì)點的速度方向與位移的正方向相同
D . 質(zhì)點運動過程中,兩端點間的距離為0.1m
12. (2分) (2017高二下西安期中) 關于簡諧運動的位移、加速度和速度的關系,下列說法中正確的是( )
A . 位移減少時,加速度減少,速度也減少
B . 位移方向總是跟加速度方向相反,跟速度方向相同
C . 物體的運動方向指向平
8、衡位置時,速度方向跟位移方向相反;背離平衡位置時,速度方向跟位移方向相同
D . 物體向負方向運動時,加速度方向跟速度方向相同;向正方向運動時,加速度方向跟速度方向相反
13. (3分) (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 一彈簧振子做簡諧運動,它所受的回復力F隨時間t變化的圖象為正弦曲線,如圖所示,下列說法正確的是( )
A . 在t從0到2 s時間內(nèi),彈簧振子做減速運動
B . 在t1=3 s和t2=5 s時,彈簧振子的速度大小相等,方向相反
C . 在t2=5 s和t3=7 s時,彈簧振子的位移大小相等,方向相同
D . 在t從0到4 s時間內(nèi),t=2 s時刻彈簧振子所受
9、回復力做功的功率最大
14. (2分) (2018高一下太仆寺旗期末) 如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止狀態(tài),當撤去F后,物體將向右運動,在物體向右運動的過程中下列說法正確的是( )
A . 彈簧的彈性勢能逐漸減少
B . 彈簧的彈性勢能先減少再增加
C . 彈簧的彈性勢能先增加再減少
D . 彈簧的彈性勢能逐漸增加
15. (3分) (2017順德模擬) 彈簧振子在光滑水平面上振動,其位移時間圖象如圖所示,則下列說法正確的是( )
A . 10秒內(nèi)振子的路程為2m
B . 動能變化的周期為
10、2.0s
C . 在t=0.5s時,彈簧的彈力最大
D . 在t=1.0s時,振子的速度反向
E . 振動方程是x=0.10sinπt(m)
二、 填空題 (共5題;共9分)
16. (2分) 如圖所示為水平放置的兩個彈簧振子A和B的振動圖象,已知兩個振子質(zhì)量之比為mA ∶mB =2∶3,彈簧 的勁度系數(shù)之比為kA∶kB=3∶2,則它們的周期之比T A∶TB=________;它們的最大加速度之比為aA∶aB=________。
17. (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動,當振幅為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
11、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________。
18. (2分) 做簡諧運動的彈簧振子質(zhì)量為0.2 kg,當它運動到平衡位置左側(cè)20 cm時,受到的回復力是4 N;當它運動到平衡位置右側(cè)40 cm時,它的加速度為________m/s2 , 方向為________。
19. (2分) 假如蹦床運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)此圖像可知運動員在 時間內(nèi)所受合力逐漸________,t3時刻處于________位置。
20. (1分) 彈
12、簧振子振動的最大位移是1cm,則完成一次全振動振子通過的路程是________cm。
三、 解答題(共5小題) (共5題;共75分)
21. (20分) (2017高二下?lián)嶂萜谥? 水平桿上振動的彈簧振子,如圖所示,在AB范圍內(nèi)做簡諧振動,已知AB間的距離為16cm,振子從A開始運動到第二次經(jīng)過O的時間為3s,不計球與桿間的摩擦,(取向右為正)求:
(1)
彈簧振子的振幅是多少?
(2)
彈簧振子在6s內(nèi)通過的路程是多少?
(3)
若從彈簧振子在A處開始計時,彈簧振子在8s時的位移是多少?
(4)
若從彈簧振子在A處開始計時,請在圖中作出該振子簡諧運動的x﹣t圖
13、象.
22. (15分) (2015高二下襄陽期中) 彈簧振子以O點為平衡位置在B、C兩點之間做簡諧運動.B、C相距20cm.某時刻振子處于B點.經(jīng)過0.5s,振子首次到達C點.求:
(1)
振動的周期和頻率;
(2)
振子在5s內(nèi)通過的路程;
(3)
振子在B點的加速度大小跟它距O點4cm處P點的加速度大小的比值.
23. (20分) 如圖所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象.根據(jù)圖象中的信息,回答下列問題:
(1)
質(zhì)點離開平衡位置的最大距離有多大?
(2)
質(zhì)點在10 s末和20 s末的位移是多少?
(3)
質(zhì)點在15 s和25 s末向什么方向運動
14、?
(4)
質(zhì)點在前30 s內(nèi)的運動路程是多少?
24. (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 , 使它們處于靜止狀態(tài).突然撤去壓力,當m1上升到最高點時,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上下做簡諧運動)
25. (15分) (2017高一下北京期末) 簡諧運動是我們研究過的一種典型運動方式.
(1)
一個質(zhì)點做機械振動,如果它的回復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動.如圖1所示,將兩個勁度系數(shù)分別為k1
15、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為平衡位置往復運動.請你據(jù)此證明,小球所做的運動是簡諧運動.
(2)
以上我們是以回復力與偏離平衡位置的位移關系來判斷一個運動是否為簡諧運動.但其實簡諧運動也具有一些其他特征,如簡諧運動質(zhì)點的運動速度v與其偏離平衡位置的位移x之間的關系就都可以表示為v2=v02﹣ax2,其中v0為振動質(zhì)點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中小球的運動也滿足上述關系,并說明其關系式中的a與哪些物理量有關.已知彈簧的彈性勢
16、能可以表達為 ,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧的形變量.
(3)
一質(zhì)點沿順時針方向以速度v0做半徑為R的勻速圓周運動,如圖所示.請結(jié)合第(2)問中的信息,分析論證小球在x方向上的分運動是否符合簡諧運動這一特征.
第 14 頁 共 14 頁
參考答案
一、 選擇題 (共15題;共35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9分)
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、 解答題(共5小題) (共5題;共75分)
21-1、
21-2、
21-3、
21-4、
22-1、
22-2、
22-3、
23-1、
23-2、
23-3、
23-4、
24-1、
25-1、
25-2、
25-3、