【文档说明】2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第一册课后习题 第二章 2　简谐运动的描述 Word版含答案.docx，共(7)页，349.441 KB，由小赞的店铺上传

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2简谐运动的描述必备知识基础练1.(多选)下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是()A.振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处B.周期和频率的乘积是一个常数C.振幅增加,周期必然增加,而频率减小D.做简谐运动

的物体,其频率固定,与振幅无关2.(2021湖北武汉高二检测)某质点的振动图像如图所示,下列说法正确的是()A.1s和3s时,质点的速度相同B.1~2s内,质点速度与加速度方向相同C.简谐运动的表达式为y=2sin(0.5πt+1.5π)cmD.简谐运动的表达式为y=2sin(0.5πt+0

.5π)cm3.(2021辽宁葫芦岛高二月考)某质点做简谐运动的振幅为A,周期为T,则质点在𝑇4时间内的路程不可能是()A.0.5AB.0.8AC.AD.1.2A4.有一个弹簧振子,振幅为0.8cm,周期为0.5s,

初始时刻具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是()A.x=8×10-3sin(4π𝑡+π2)mB.x=8×10-3sin(4π𝑡-π2)mC.x=8×10-1sin(π𝑡+32π)mD.x=8×10-1sin(π4𝑡+π2)m5.(多选

)弹簧振子在AOB之间做简谐运动,O为平衡位置,测得A、B之间的距离为8cm,完成30次全振动所用时间为60s,则()A.振子的振动周期是2s,振幅是8cmB.振子的振动频率是2HzC.振子完成一次全振动通过的路程是16cmD.振子通过O点时开始计时,3s内通过的路程为24cm6.竖直悬

挂的弹簧振子下端装有一记录笔,在竖直面内放有一记录纸。当振子上下振动时,以速率v水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如图所示的图像。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。求振动的周期和振幅。关键能力提升练7.如图所示,弹簧振子在A、

B间做简谐运动,O为平衡位置,A、B间距离是20cm,小球经过A点时开始计时,经过2s首次到达B点,则()A.从O→B→O小球做了一次全振动B.振动周期为2s,振幅是10cmC.从B开始经过6s,小球

通过的路程是60cmD.从O开始经过3s,小球处在平衡位置8.(多选)一质点在竖直方向上做简谐运动,以向上为正方向,其对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图所示,由此可知()A.质点振动的振幅是2cmB.质点振动的频率是4HzC.t=2s时质点的速度最大

,且方向向下D.在0~5s内,质点的路程为5cm9.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,设振子第一次从平衡位置运动到x=𝐴2处所经历的时间为t1,第一次从最大位移处运动到x=𝐴2所经历的时间为t2,关于t1与t2的大小关系,以下说法

正确的是()A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断10.用余弦函数描述一简谐运动,已知振幅为A,周期为T,初相φ=-13π,则振动曲线是()11.甲、乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上下振动的情况。(1)甲开始观察时,振子正好在平

衡位置并向下运动,已知经过1s后,振子第一次回到平衡位置,振子振幅为5cm,试画出甲观察到的弹簧振子的振动图像;(2)乙在甲观察3.5s后,开始观察并计时,试画出乙观察到的弹簧振子的振动图像。(画振动图像时,取向上为正方向)12.一水平弹簧振子做简谐运动,其位移和时间的关系如图所示。(1

)写出这个简谐运动的位移随时间变化的关系式(用正弦函数表示)。(2)从t=0到t=6.5×10-2s的时间内,振子通过的路程为多大?参考答案2简谐运动的描述1.BD振幅是标量,故选项A错误;周期和频率互为倒数,即T=1𝑓,故选项B正确;简谐运动的周期、频率由系统本身决定,与振幅没有关系,故选

项C错误,D正确。2.Dy-t图像上某点的切线的斜率表示速度,1s和3s时,质点的速度大小相等,方向相反,A错误。1~2s内,质点做减速运动,故加速度与速度反向,B错误。振幅为2cm,周期为4s,角速度为ω=2π𝑇=0.5πrad/s,故简谐运动的表

达式为y=Asin(ωt+φ)=2sin(0.5πt+0.5π)cm,C错误,D正确。3.A质点在振动的过程中,经过平衡位置处的速度最大,在平衡位置附近的𝑇4时间内的路程最大,即在前后各𝑇8时间内路程最大,根据简谐运动的方程

y=Asinωt,若以平衡位置为起点,质点在𝑇8时刻的位移y=Asinω𝑇8=Asinπ4=√22A,则质点在𝑇4时间内通过的最大路程为√2A,质点在振动的过程中,经过最大位移处的速度为零,在最大位移处附近的𝑇4时间

内的路程最小,即在前后各𝑇8时间内路程最小,因为质点在𝑇4时间内从平衡位置或者最大位移处开始运动时,最大位移是一个振幅,所以质点在𝑇4时间内通过的最小路程为2(𝐴-√22𝐴)=(2-√2)A=0.59A,故选A。4.AA=8×10-3m,T=0.5

s,ω=2π𝑇=4π,初始时刻具有负方向的最大加速度,则初相位为φ=π2,故振动方程应为x=8×10-3sin(4π𝑡+π2)m,故选项A正确。5.CD根据振幅的定义,A=𝑙𝐴𝐵2=4cm,A错误;周期T=𝑡𝑛=6030s=2s,所以f=1𝑇=1

2Hz=0.5Hz,B错误;振子完成一次全振动所走的路程为4个振幅,C正确;3s内通过的路程是6个振幅,D正确。6.答案2𝑥0𝑣𝑦1-𝑦22解析设周期为T,振幅为A。由题意得T=2𝑥0𝑣,A=𝑦1-𝑦22。7.C小球从O→B→O只完成半个全振动,A错误;从A→B是半个全振动,用时

2s,所以振动周期是4s,B错误;t=6s=112T,所以小球经过的路程为4A+2A=6A=60cm,C正确;从O开始经过3s,小球处在最大位移处(A或B),D错误。8.AC由平衡位置的位移x随时间t变化的图像可知,振幅A=

2cm,周期T=4s,即频率f=1𝑇=0.25Hz,A正确,B错误。t=2s时质点在平衡位置,速度最大,t=3s时质点到达最低点,可判断t=2s时质点向下运动,C正确。在0~5s内,质点通过的路程为10cm,D错误。9.B画出x-t图像,从图像上我们可以

很直观地看出t1<t2,因而选项B正确。10.A根据题意可以写出振动表达式为x=Acos(ωt+φ)=Acos2π𝑇t-π3,故选项A正确。11.答案见解析解析(1)由题意知,A=5cm,𝑇2=1s,则T=2s。甲开始计时时,振子正好在平衡位置并向下运动,即t甲=0时,x甲=0,振

动方向向下,故φ=π,则甲观察到弹簧振子的振动表达式为x甲=5sin(πt+π)cm,据此可画出甲观察到的弹簧振子的振动图像,如图甲所示。(2)乙在甲观察3.5s后才开始观察并计时,因此t甲=3.5s时刻对应着t乙=0时刻。由x甲=5sin(πt+π)cm得t

甲=3.5s时,x甲=5sin(3.5π+π)cm=5sin(4π+π2)cm=5cm,故φ乙=π2。乙观察到的弹簧振子的振动表达式为x乙=5sin(π𝑡+π2)cm,据此表达式可画出乙观察到的弹簧振子振动图像如图乙所示。12.答案(1)2sin(100π�

�-π2)cm(2)26cm解析(1)由题图可知T=2×10-2s,A=2cm,角速度为ω=2π𝑇=100πrad/s可得简谐运动的位移随时间变化的关系式为x=2sin(100π𝑡-π2)cm。(2)从t=0到t=6.5×10-2s的时间内,有Δt=6

.5×10-2s=134T