《2018年物理同步优化指导教科版选修3-4练习：周末培优练二单摆简谐运动的图像和公式含解析精品.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年物理同步优化指导教科版选修3-4练习：周末培优练二单摆简谐运动的图像和公式含解析精品.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、周末培优练 (二)单摆简谐运动的图像和公式 1.如图所示， 一摆长为l 的单摆， 在悬点的正下方的P 处有一钉子， P 与悬点相距l-l， 则这个摆做小幅度摆动时的周期为() A2 l g B2 l g C l g l g D2 l l 2g 解析： 碰钉子前摆长为l，故周期T12 l g，碰钉子后摆长变为 l，则周期T2 2 l g ，所以此摆的周期TT 1 2 T2 2 l g l g . 答案： C 2如图所示为两个单摆的振动图像，从图像中可以知道它们的() A摆球质量相等B振幅相等 C摆球同时改变速度方向D摆长相等 解析： 由振动图像可知T14 s，T24 s故摆长相同，振幅不同B 错
2、误， D 正确； 由 T 2 l g知， T 与质量无关，质量大小无法确定 A 错误；由于计时起点不同，速度方 向改变的时刻不同，C 错误 答案： D 3(多选 )如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是() A甲、乙两摆的振幅之比为21 Bt2 s 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零 C甲、乙两摆的摆长之比为41 D甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小相等 解析： 由振动图像可知甲、乙两单摆振幅之比为21，A 正确 t2 s 时；甲处在平衡 位置，重力势能最小，乙在最大位移处，动能为零，B 正确，因 T甲4 s，T乙8 s故 T甲 T乙 L甲 L乙， L甲 L乙
3、1 4 ， C 错误；由av 2 L ，因 v 无法比较，故D 错误 答案： AB 4如图甲所示是利用砂摆演示简谐运动图像的装置当盛砂的漏斗下面的薄木板被水 平匀速拉出时， 做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间 变化的关系第一次以速度v1匀速拉动木板，图乙给出了砂摆振动的图线；第二次使砂摆 的振幅减半，再以速度v2匀速拉动木板，图丙给出了砂摆振动的图线由此可知，砂摆两 次振动的周期T1和 T2以及拉动木板的速度v1和 v2的关系是 () AT1T221 BT1T212 Cv1 v221 Dv1v212 解析： 本题考查单摆做简谐运动的特征，其周期与振幅无关根据单摆
4、做简谐运动的条 件知， T1T211，再结合图示分析，设图示板的位移为x，xv12T1，xv24T2，故 v1 v221，C 正确 答案： C 5如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，以向右的方向作为摆球偏离平衡位 置位移的正方向，从t0 时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时() A乙在平衡位置的左方，正向右运动 B乙在平衡位置的左方，正向左运动 C乙在平衡位置的右方，正向右运动 D乙在平衡位置的右方，正向左运动 解析： 本题考查单摆运动规律，要求学生利用图像进行分析从图中可看出，当甲第一 次到达右方最大位移处时为t1.5 s 时刻，此时乙处在正向位移处，即偏离平衡位置向右的 某个位置，
5、并且正向平衡位置运动，故乙处在平衡位置右方，正向左运动，D 对 答案： D 6一质点沿直线做简谐运动的图像如图所示，以下说法中正确的是() A该质点振动频率为0.25 Hz B在 0.01 st0.02 s 内，质点的速度与加速度方向相同 C在 0.025 s 时，质点的速度与加速度方向相同 D在 0.04 s 时，质点的动能最大 解析： 由振动图像知T0.04 s，f 1 T25 Hz，A 错误；在 0.01 s0.02 s 内，质点远离 平衡位置做减速运动，速度与加速度方向相反，B 错误；在0.025 s 时，质点从最大位移处 向平衡位置运动，速度与加速度方向相同，C 正确；在 0.04
6、s 时，质点处于最大位置处，速 度最小，动能最小，D 错误 答案： C 7(多选 )如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图像，可以判定() A从 t1到 t2时间内系统的动能不断增大，势能不断减小 B从 t2到 t3时间内振幅不断增大 Ct3时刻振子处于平衡位置处，动能最大 Dt1、t4时刻振子的动能、速度都相同 解析： 选项内容分析结论 A 从 t1到 t2时间内， x 减小，弹力做正功，系统的动能不断增大， 势能不断减小 正确 B 振幅是离开平衡位置的最大距离，从t2到 t3时间内，变化的是 位移而不是振幅 错误 Ct3时刻振子的位移为零，速度最大，动能最大 正确 D t1、 t4时刻位移相
7、同，即振子处于同一位置，速度等大反向，动 能相同 错误 答案： AC 8. (多选 )如图所示是质点做简谐运动的振动图像，由此可知() At0 时，质点的位移、速度均为零 Bt1 s 时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大 Ct2 s 时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零 D质点的振幅为5 cm，周期为2 s 解析： t0 时，质点的位移为零，但是速度不为零，选项A 错误； t1 s 时，质点的位 移为正向最大，速度为零，由a k mx 可知加速度为负向最大，选项 B 正确； t2 s时，质 点的位移为零，速度为负向最大值，由a k mx 可知加速度为零，选项 C 正
8、确；由图像可 知质点的振幅为5 cm，周期为4 s，选项 D 错误 答案： BC 9甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知() A两弹簧振子完全相同 B两弹簧振子所受回复力最大值之比F 甲F乙21 C振子甲速度为零时，振子乙速度最大 D振子的振动频率之比f 甲 f乙2 1 解析： 由图可知f甲f乙1 2，因此振子不相同，选项A、D 错误由图可知选项C 正确因 F甲k甲A甲，F乙k乙A乙，由于 k甲和 k乙关系未知，因此无法判断F甲F乙2 1，所以选项B 错误 答案： C 10某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x8sin 2t(cm)，则 ( ) A质点的振幅为16 cm B质点的
9、振动周期为2 s C在 01 s内，质点的速度逐渐减小 D在 12 s内，质点的动能逐渐减小 解析：根据简谐运动的表达式xAsin2 T t 可知振幅A8 cm，周期 T2 4 s，选项 A、 B 错误；根据简谐运动的表达式可画出质点的振动图像，如图所示，由图可知，在01 s 内，质点由平衡位置向正的最大位移处运动，速度逐渐减小，在1 2 s 内，质点由正的最 大位移向平衡位置运动，速度逐渐增大，动能逐渐增大，选项C 正确， D 错误 答案： C 11某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x10sin 4t 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5 cm
10、 B质点做简谐运动的周期为4 s C在 t4 s 时质点的速度最大 D在 t4 s 时质点的位移最大 解析： 由 x10sin 4t cm 可知， A10 cm， 2 T 4 rad/s，得 T8 st4 s 时， x 0，说明质点在平衡位置，此时质点的速度最大、位移为0，所以只有选项C 正确 答案： C 12一物体沿x 轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为 0.5 Hz，在 t0 时，位移是4 cm， 且向 x 轴负方向运动 (1)试写出用正弦函数表示的振动方程 (2)10 s 内通过的路程是多少 解析： (1)简谐运动振动方程的一般表达式为xAsin(t )根据题给条件，有：A 0.08 m， 2 f.所以 x0.08sin(t )m.将 t0，x0.04 m，代入得0.040.08 sin ， 解得初相位 6或 5 6 ，因为 t0 时，速度方向沿 x 轴负方向，即位移在减小，所以取 5 6. 故所求的振动方程为x0.08 sin t 5 6m. (2)周期 T1 f 2 s，所以 t5T，则通过的路程s 54A208 cm160 cm. 答案： (1)x0.08 sin t5 6 m (2)160 cm 精品推荐强力推荐值得拥有 精品推荐强力推荐值得拥有