物理（人教版選修34）練習(xí)周末培優(yōu)練1簡諧運動

周末培優(yōu)練(一)簡諧運動1.(多選)如圖所示是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移－時間圖象，下列關(guān)于該圖象的說法正確的是()A．該圖象的坐標(biāo)原點是建立在彈簧振子小球的平衡位置B．從圖象可以看出小球在振動過程中是沿t軸方向移動的C．為了顯示小球在不同時刻偏離平衡位置處的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運動D．圖象中小球的疏密顯示出相同時間內(nèi)小球位置變化快慢不同解析：考查彈簧振子做簡諧運動時獲得位移－時間圖象的方法，理解振動圖象的物理意義．振動圖象描述的是振子在各個時刻偏離平衡位置的位移，故選項A、D正確；用頻閃照相獲得振動圖象時要求底片做勻速運動，故選項C正確．答案：ACD2．彈簧振子振動圖象如圖所示，在t1到t2的時間內(nèi)()A．振子的速度、加速度方向都不變B．振子的速度、加速度方向都改變C．振子的速度方向不變，加速度方向改變D．振子的速度方向改變，加速度方向不變解析：從振子的位移時間圖象可以看出，在t1到t2的時間內(nèi)位移逐漸減小并反向增加，故運動的方向沒有改變，一直向負(fù)方向運動，即速度的方向不變，經(jīng)過平衡位置時彈力的方向改變，故加速度的方向也改變，故選項C正確，選項A、B、D錯誤．答案：C3．一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y＝0.1sin2.5πt，位移y的單位為m，時間t的單位為s.則()A．彈簧振子的振幅為0.2B．彈簧振子的周期為1.25sC．在t＝0.2s時，振子的運動速度為零D．在任意0.2s時間內(nèi)，振子的位移均為0.1解析：質(zhì)點做簡諧運動，振動方程為y＝0.1sin2.5πt，可讀出振幅A＝0.1m，故選項A錯誤；質(zhì)點做簡諧運動，振動方程為y＝0.1sin2.5πt，故周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,2.5π)s＝0.8s，故選項B錯誤；在t＝0.2s時，振子的位移最大，故速度最小，為零，故選項C正確；根據(jù)周期性可知，質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程一定是4A，但四分之一周期內(nèi)通過的路程不一定是A，故選項D錯誤．答案：C4．如圖甲所示，彈簧振子以點O為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動．取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()A．t＝0.8s時，振子的速度方向向左B．t＝0.2s時，振子在O點右側(cè)6C．t＝0.4s和t＝1.2s時，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小解析：由圖乙知t＝0.8s時，振子在平衡位置向負(fù)方向運動，所以速度方向向左，選項A正確；t＝0.2s時，振子向遠(yuǎn)離平衡位置的方向運動，速度逐漸減小，應(yīng)在O點右側(cè)大于6cm處，選項B錯誤；t＝0.4s和t＝1.2s時，振子的加速度的大小相同，方向相反，選項C錯誤；t＝0.4s到t＝0.8答案：A5．如圖所示是某彈簧振子的振動圖象，由圖可知()A．振子的振幅為10B．振子的周期為16sC．第12s末振子的速度為負(fù)值，加速度為零D．第16s末振子的加速度最大，速度為零解析：振幅是位移的最大值的大小，故振幅為5cm，故A錯誤；周期是完成一次全振動所經(jīng)歷的時間，故周期為16s，故選項B正確；第12s末振子的位移為負(fù)的最大，故速度為零，加速度最大，故選項C錯誤；第16答案：B6．一個做簡諧運動的彈簧振子，周期為T，振幅為A，設(shè)振子第一次從平衡位置運動到x＝eq\f(A,2)處所經(jīng)最短時間為t1，第一次從最大正位移處運動到x＝eq\f(A,2)所經(jīng)最短時間為t2，關(guān)于t1和t2，下列說法正確的是()A．t1＝t2 B．t1＜t2C．t1＞t2 D．無法判斷解析：方法一：圖象法．畫出x－t圖象，從圖象上，我們可以很直觀地看出t1＜t2，因而選項B正確．方法二：從0到eq\f(A,2)過程振子的平均速度大，從A到eq\f(A,2)過程振子的平均速度小，所以t1＜t2.答案：B7．彈簧振子在AOB之間做簡諧運動，O為平衡位置，測得A、B之間的距離為8cm，完成30次全振動所用時間為60s，A．振子的振動周期是2s，振幅是8B．振子的振動頻率是2HzC．振子完成一次全振動通過的路程是16D．從振子通過O點時開始計時，3s內(nèi)通過的路程為3解析：由題意知，振子做簡諧運動的振幅A＝eq\f(8cm,2)＝4cm，周期T＝eq\f(60,30)s＝2s，選項A錯誤．振動的頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2)Hz＝0.5Hz，選項B錯誤．完成一次全振動通過的路程s＝4A＝4×4cm＝16cm，選項C正確.3s內(nèi)通過的路程s′＝6A＝6×4cm＝24cm，選項D錯誤．答案：C8．(多選)如圖所示，物體m系在兩彈簧之間，彈簧勁度系數(shù)分別為k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，兩彈簧均處于自然狀態(tài)，今向右拉動m，然后釋放，物體在B、C間振動，O為平衡位置(不計阻力)，則下列判斷正確的是()A．m做簡諧運動，OC＝OBB．m做簡諧運動，OC≠OBC．回復(fù)力F＝－kxD．回復(fù)力F＝－3kx解析：取OB方向為正，當(dāng)物體m向右偏離O點的距離為x時，F(xiàn)＝－k1x－k2x＝－3kx，故m做簡諧運動．答案：AD9．一質(zhì)點沿直線做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．該質(zhì)點振動的頻率為0.25HzB．在0.01s＜t＜0.02s內(nèi)，質(zhì)點的速度與加速度方向相同C．在0.025s時，質(zhì)點的速度與加速度方向相同D．在0.04s時，質(zhì)點的動能最大解析：由振動圖象知T＝0.04s，f＝eq\f(1,T)＝25Hz，選項A錯誤；在0.01s～0.02s內(nèi)，質(zhì)點遠(yuǎn)離平衡位置做減速運動，速度與加速度的方向相反，選項B錯誤；在0.025s時，質(zhì)點從最大位移處向平衡位置運動，速度與加速度的方向相同，選項C正確；在0.04s時，質(zhì)點處于最大位置處，速度最小，動能最小，選項D錯誤．答案：C10．一質(zhì)點做簡諧運動，從平衡位置運動到最遠(yuǎn)點需要eq\f(1,4)周期，則從平衡位置走過該距離的一半所需要的時間為()A．eq\f(1,8)周期 B．eq\f(1,6)周期C．eq\f(1,10)周期 D．eq\f(1,12)周期解析：根據(jù)簡諧運動的圖象及表達式，x＝Asineq\f(2π,T)t，將t＝eq\f(T,4)，x＝A代入，再將x＝eq\f(A,2)代入，知t＝eq\f(T,12)，故選項D正確．答案：D11．(多選)某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的關(guān)系為x＝Asinωt，振動圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．彈簧在第1s末與第3s末的長度相同B．第3s末振子的位移大小為eq\f(\r(2),2)AC．從第3s末到第5s末，振子的速度方向發(fā)生變化D．從第3s末到第5s末，振子的加速度方向發(fā)生變化解析：由振動圖象可知，彈簧在第1s末與第3s末的長度相同，選項A正確；第3s末為eq\f(3,8)T，振子的位移大小為y＝Asinωt＝Asin2π×eq\f(3,8)＝eq\f(\r(2),2)A，選項B正確；從第3s末到第5s末，振子始終向負(fù)方向運動，速度方向沒有發(fā)生變化，選項C錯誤；從第3s末到第5s末，a＝－eq\f(kx,m)，振子的加速度方向發(fā)生變化，選項D正確．答案：ABD12．如圖甲所示，在光滑的斜面上有一滑塊，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端與滑塊相連，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器(壓力顯示為正值，拉力顯示為負(fù)值)，能將各時刻彈簧中的彈力數(shù)據(jù)實時送到計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出F－t圖象．現(xiàn)用力將滑塊沿斜面壓下一段距離，放手后滑塊將在光滑斜面上做簡諧運動，此時計算機屏幕上顯示出如圖乙所示圖象．(1)滑塊做簡諧運動的回復(fù)力是由____________________提供的；(2)由圖乙所示的F－t圖象可知，滑塊做簡諧運動的周期為________________s；(3)結(jié)合F－t圖象的數(shù)據(jù)可知，滑塊做簡諧運動的振幅為________________．解析：本題考查物體做簡諧運動的規(guī)律，要求學(xué)生能從圖象中分析相關(guān)問題，探究其F－t的變化．(1)根據(jù)滑塊的受力特點可知，滑塊做簡諧運動的回復(fù)力是由彈力、重力和支持力的合力提供的．(2)從圖象中分析出滑塊做簡諧運動的