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1、人教版物理高二選修3-4 11.3簡諧運動的描述回復力和能量同步練習(II)卷
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 選擇題 (共15題;共34分)
1. (2分) 卡車在水平道路上行駛,貨物隨車廂上下做簡諧運動而不脫離底板,設向下為正方向,其振動圖像如圖所示,則貨物對底板壓力小于貨物重力的時刻是( )
A . 時刻t1
B . 時刻t2
C . 時刻t4
D . 無法確定
2. (3分) (2017黑龍江模擬) 一振動周期為T、位于x=0處的波源從平衡位置開始沿y軸正方向做簡諧運動,
2、該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為v,關于在x= 處的質(zhì)點P,下列說法正確的是( )
A . 質(zhì)點P振動周期為T,振動速度的最大值為v
B . 若某時刻質(zhì)點P振動的速度方向沿y軸負方向,則該時刻波源處質(zhì)點振動的速度方向沿y軸正方向
C . 質(zhì)點P開始振動的方向沿y軸正方向
D . 當P已經(jīng)開始振動后,若某時刻波源在波峰,則質(zhì)點P一定在波谷
E . 若某時刻波源在波谷,則質(zhì)點P也一定在波谷
3. (2分) (2015高二下襄陽期中) 已知一列橫波某時刻的波動圖像和其中一點的振動圖像,如圖所示,則有( )
A . 甲圖是振動圖像,此列波的波速為2104m/
3、s
B . 甲圖是波動圖像,此列波的波速為2102m/s
C . 乙圖是波動圖像,此列波的波速為5102m/s
D . 乙圖是振動圖像,此列波的波速為5103m/s
4. (2分) 如圖是一水平彈簧振子做簡諧振動的振動的振動圖象(x﹣t圖),由圖可推斷,振動系統(tǒng)( )
A . 在t1和t2時刻具有相等的動能和相同的速度
B . 在t3和t4時刻具有相等的勢能和相同的速度
C . 在t4和t6時刻具有相同的位移和速度
D . 在t1和t6時刻具有相同的速度和加速度
5. (2分) (2017高二下懷仁期末) 一列簡諧波沿直線傳播,某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)
4、點相距6m,且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個,則該簡諧波可能的波長為( )
A . 4m、6m和8m
B . 6m、8m和12m
C . 4m、6m和12m
D . 4m、8m和12m
6. (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、振幅改變
D . 頻率改變、振幅不變
7. (2分) (2015高二下襄陽期中) 如圖所示某一時刻簡諧橫波的圖像,波的傳播方向沿+x方向,下列說法中正確的是(
5、 )
A . 此時刻B、 E兩點速度為零
B . 此時刻D質(zhì)點正沿﹣y方向運動
C . 此時刻質(zhì)點C、 F的加速度、速度都為零
D . 此時刻質(zhì)點B、E的速度相同
8. (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
9. (3分) (2017鄂爾多
6、斯模擬) 下列說法正確的是( )
A . 簡諧運動的周期與振幅無關
B . 在雙縫干涉實驗中,光的頻率越低得到的條紋間距越寬
C . 在縱波的傳播方向上,某個質(zhì)點的振動速度等于波的傳播速度
D . 泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,全息照相利用了光的相干性
E . 當觀察者向靜止的聲源運動時,接收到的聲音的頻率變小
10. (2分) 如圖所示,一彈簧振子在B、C間做簡諧運動,O為平衡位置,BC間距離為10cm, 從B到C運動一次的時間為1s,則
A . 從B到C振子作了一次全振動
B . 振動周期為2s,振幅為5cm
C . 經(jīng)過兩次全振動,振子通過的路程是20cm
D .
7、 振子從B點開始,經(jīng)3s位移是30cm
11. (2分) (2018高二上黃陵期末) 如圖,彈簧振子在A、B之間做簡諧運動,O為平衡位置,則( )
A . 當振子從O向A運動時,位移變小
B . 當振子從A向O運動時,速度變大
C . 當振子從O向B運動時,加速度變小
D . 當振子從B向O運動時,回復力變大
12. (3分) (2016武昌模擬) 如圖甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在時刻t的波形圖,規(guī)定質(zhì)點振動速度的正方向為沿+y軸方向,圖乙所示為質(zhì)點b從時刻t開始計時的v﹣t圖像.則下列說法正確的是( )
A . 在時刻t,質(zhì)點b正在遠離其平衡位置
8、
B . 該簡稭橫波沿x軸正方向傳播,且波速為0.4m/s
C . 在時刻t,質(zhì)點a的加速度大小大于質(zhì)點b的加速度大小
D . 若該波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定比4m大得多
E . 再經(jīng)過3s,質(zhì)點a運動到x=2.2m處
13. (2分) 周期為2s的簡諧運動,在半分鐘內(nèi)通過的路程是60cm,則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( )
A . 15次,2cm
B . 30次,1cm
C . 15次,1cm
D . 60次,2cm
14. (3分) (2015高二下襄陽期中) 關于做簡諧運動的物體的位移、加速度和速度間的關系,
9、下列說法中正確的是( )
A . 位移減小時,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 . 物體的運動方向改變時,加速度的方向不變
15. (2分) (2017高二下定州期中) 如圖所示是描繪沙擺振動圖象的實驗裝置和木板上留下的實驗結(jié)果.沙擺的運動可看作簡諧運動.若用手向外拉木板的速度是0.20m/s,木板的長度是0.60m,那么下列說法中正確的是( )
A . 該沙擺的周期為3s
B . 該沙擺的頻率為1.5Hz
C . 這次實驗所用的沙擺的擺長約為56cm
10、
D . 這次實驗所用的沙擺的擺長約為1.5m
二、 填空題 (共5題;共13分)
16. (4分) 如圖甲,彈簧振子在BC間振動,O為BC的中點.若取水平向右為正方向,則振動圖象如圖乙所示,可知,彈簧振子的振動周期為________,頻率為________,BC間距離為________,從t=0開始,經(jīng)過________振子第二次到B點.
17. (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,它們的振幅均為5cm.從此刻起經(jīng)0.
25s,x=2m處的質(zhì)點A恰第1次到達波峰,則該兩列波波速v=____
11、____m/s,令它們相遇時t=0,則x=6 m處質(zhì)點的振動方程為y=________.
18. (2分) 有一個在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子,第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動,第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動,則先后兩次振動的周期之比為________和振幅之比為________。
19. (3分) 某振子做簡諧運動的表達式為x=2sin(2πt+ )cm則該振子振動的周期為________初相位為________4s內(nèi)的路程為________.
20. (2分) 兩個簡諧運動分別為x1=4asin和x2=2asin,它們的振幅之比為________,它們的相位差各是___
12、_____。
三、 解答題 (共5題;共50分)
21. (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。由此圖求振動的周期和振幅。
22. (5分) 如圖所示,質(zhì)點在前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?
23. (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
13、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)
24. (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圖象.
25. (15分) (2017高一
14、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
15、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 13 頁 共 13 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13分)
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、 解答題 (共5題;共50分)
21-1、
22-1、
23-1、
24-1、
24-2、
24-3、
24-4、
25-1、
25-2、
25-3、