2018年高考物理一轮复习专题16.1简谐运动高效演练选修3_4201711023112.doc

专题16.1 简谐运动1做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是()A位移 B速度 C加速度 D回复力【答案】B【解析】做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时可能不相同的是速度2(多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsint，则质点()A第1 s末与第3 s末的位移相同B第1 s末与第3 s末的速度相同C第3 s末至第5 s末的位移方向都相同D第3 s末至第5 s末的速度方向都相同【答案】AD3做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的()A频率、振幅都不变B频率、振幅都改变C频率不变、振幅改变D频率改变、振幅不变【答案】C【解析】单摆的周期由摆长和当地的重力加速度决定由单摆的周期公式T2，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由Ekmv2结合题意可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因质量增大，故振幅减小，所以C正确4如图1甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，取向右为正方向，其振动图象如图乙所示由振动图象可以得知()图1A振子的振动周期等于t1B在t0时刻，振子的位置在a点C在tt1时刻，振子的速度为零D从t1到t2，振子正从O点向b点运动【答案】D5(多选)一质点做简谐运动的图象如图2所示，下列说法正确的是()图2A质点振动频率是4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC第4 s末质点的速度最大D在t1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同【答案】BC【解析】由题图可知，该简谐运动的周期为4 s，频率为0.25 Hz，在10 s内质点经过的路程是2.5×4A20 cm.第4 s末质点的速度最大在t1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相反故B、C正确6(多选)如图3所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，则下列说法中正确的是()图3A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆【答案】ABD7.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图4所示，则()图4A此单摆的固有周期约为0.5 sB此单摆的摆长约为1 mC若摆长增大，单摆的固有频率增大D若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动【答案】B【解析】由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s；再由T2，得此单摆的摆长约为1 m；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动8(多选)简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图5甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示则下列说法中正确的是()图5A弹簧振子的周期为4 sB弹簧振子的振幅为10 cmCt17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cmD若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是4 cm【答案】ABD9(多选)如图6所示为一个竖直放置的弹簧振子，物体沿竖直方向在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0 J，重力势能减少了2.0 J对于这段过程说法正确的是()图6A物体的动能增加1.0 JBC点的位置可能在平衡位置以上CD点的位置可能在平衡位置以上D物体经过D点的运动方向可能指向平衡位置【答案】BD【解析】由于系统机械能守恒，由弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J，则可知动能减少1.0J，故A错误；由于到D点的时候动能已经减少了，故D之前到达了平衡位置，C也在D之前，故C有可能在平衡位置以上，故B正确；由B的分析知，D不可能在平衡位置以上，故C错误；由于只知道D位置是在平衡位置以下，但是可能是速度减小到零，返回来又经过D位置，故物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置，故D正确。10(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是() A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆E由图象可以求出当地的重力加速度【答案】ABD11如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置小球的质量m0.4 kg，图乙是摆线长为l时小球的振动图象，g取10 m/s2.(1)为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过_(填“O”“P”或“Q”)时开始计时；测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g_(用L、n、t表示)(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式，并判断小球在什么位置时加速度最大？最大加速度为多少？【答案】 (1)O(2)x5sin t(cm)小球在最大位移处的加速度最大0.5 m/s2【解析】(1)因摆球经过最低点的速度大，容易观察和计时，所以测量时间应从摆球经过最低点O开始计时单摆周期T，再根据单摆周期公式T2，可解得g.(2)由图乙可知单摆的振幅A5 cm， rad/s rad/s，所以单摆做简谐运动的表达式为x5sin t(cm)小球在最大位移处的加速度最大，由图乙可看出此摆的周期是2 s，根据T2，可求得摆长为L1 m，加速度最大值am m/s20.5 m/s2.12一质点做简谐运动，其位移与时间的关系如图7所示图7(1)求t0.25×102 s时质点的位移；(2)在t1.5×102 s到t2×102 s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t0到t8.5×102 s时间内，质点的路程、位移各多大？【答案】(1) cm(2)变大变大变小变小变大(3)34 cm2 cm13弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t0.20 s时刻，振子速度第一次变为v；在t0.50 s时刻，振子速度第二次变为v.(1)求弹簧振子的振动周期T；(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.00 s内通过的路程；(3)若B、C之间的距离为25 cm，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象【答案】 (1)1 s(2)200 cm(3)x12.5sin 2t(cm)图象见解析图7