【同步學(xué)練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：第2章2.課時(shí)分層作業(yè)7簡諧運(yùn)動(dòng)的描述習(xí)題

課時(shí)分層作業(yè)(七)簡諧運(yùn)動(dòng)的描述題組一簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率1．(2022·河南范縣第一中學(xué)月考)下列關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的說法正確的是()A．振幅是矢量，方向從平衡位置指向最大位移處B．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期和頻率的乘積是一個(gè)常數(shù)C．振幅增大，周期必然增大，而頻率減小D．做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，其頻率與振幅有關(guān)2．(2022·上海金山期末)如圖，O為平衡位置，小球在a、b間做無摩擦往復(fù)運(yùn)動(dòng)。若Ob＝5cm，則小球一次全振動(dòng)的路程s和振幅A分別為()A．s＝10cm，A＝5cmB．s＝10cm，A＝10cmC．s＝20cm，A＝5cmD．s＝20cm，A＝10cm3．如圖所示，在光滑水平面上振動(dòng)的彈簧振子的平衡位置為O，把振子拉到A點(diǎn)，OA＝1cm，然后釋放振子，經(jīng)過0.2s振子第1次到達(dá)O點(diǎn)，如果把振子拉到A′點(diǎn)，OA′＝2cm，則釋放振子后，振子第1次到達(dá)O點(diǎn)所需的時(shí)間為()A．0.2s B．0.4sC．0.1s D．0.3s4．(2022·山東蘭陵縣期中)彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.4s，第一次到達(dá)點(diǎn)M，再經(jīng)過0.2s，第二次到達(dá)點(diǎn)M，則彈簧振子的周期可能為()A．23C．53題組二相位和簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式5．A、B兩個(gè)物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示，則A的相位比B的相位()A．超前π2 B．落后C．超前π D．落后π6．A、B、C三個(gè)物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程分別是xA＝4sin5πt-14πcm，xB＝6A．A、B兩物體是同相振動(dòng)B．A、C兩物體是同相振動(dòng)C．B、C兩物體是同相振動(dòng)D．B、C兩物體是反相振動(dòng)7．(2022·湖北十堰期末)如圖所示，小球以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，B、C相距20cm。小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，t＝0.5s時(shí)小球第一次到達(dá)C點(diǎn)。若小球偏離平衡位置的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律滿足x＝Asin2πA．周期T＝0.5sB．振幅A＝20cmC．φ0＝πD．t＝0.125s時(shí)，小球的位移為5cm8．(多選)(2022·北京四中期中)彈簧振子1和2均做簡諧運(yùn)動(dòng)，位移隨時(shí)間的變化規(guī)律分別滿足x1＝3asin(10πbt)和x2＝9a·sin10A．彈簧振子1和2的振幅不同，頻率不同B．彈簧振子1和2的振幅不同，頻率相同C．彈簧振子1超前于彈簧振子2的相位是πD彈簧振子1落后于彈簧振子2的相位是π9．(2022·重慶巴蜀中學(xué)月考)一位同學(xué)在研究某水平彈簧振子振動(dòng)特性的過程中繪制出的彈簧振子的位移—時(shí)間圖像如圖所示，請根據(jù)圖中標(biāo)注的數(shù)據(jù)，求：(1)該彈簧振子位移—時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式(用正弦函數(shù)表示，振子初相位取值范圍為[－π，π])；(2)該彈簧振子在一次全振動(dòng)過程中通過的路程、t＝0.6s時(shí)振子的位移以及t＝6s時(shí)振子的位移。10．(多選)如圖所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，物塊簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小g＝10m/s2。以下判斷正確的是()A．h＝1.7mB．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8sC．0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2mD．t＝0.4s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反11．(2022·山西運(yùn)城期中)一個(gè)小球和輕質(zhì)彈簧組成的系統(tǒng)按x1＝4sin(1)求該振動(dòng)的周期、頻率、振幅和初相；(2)另一簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x2＝4sin12．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，在t′＝0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t′＝0.2s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t′＝0.6s時(shí)，振子速度第二次變?yōu)関。B、C之間的距離為20cm。(1)求彈簧振子振動(dòng)周期T；(2)求振子在4.0s內(nèi)通過的路程；(3)取從O向B為正方向，振子從平衡位置向C運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，寫出彈簧振子的位移表達(dá)式，并畫出彈簧振子的振動(dòng)圖像。課時(shí)分層作業(yè)(七)A組基礎(chǔ)鞏固練1．B2．C3．A4．A5．B6．C7．C8．BD[彈簧振子1的振幅為3a，2的振幅為9a，所以兩個(gè)彈簧振子的振幅不同；1的頻率為f1＝10πb2π＝5b，彈簧振子2的頻率為f2＝10πb2π＝5b，所以兩個(gè)彈簧振子的頻率相同，故A錯(cuò)誤，B正確；從公式可以看出彈簧振子1落后于彈簧振子29．解析：(1)由題圖可知，振子的周期為T＝0.4s，A＝0.2m又ω＝2π由題圖可得簡諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝0.2sin5πt(2)簡諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為4A，所以該彈簧振子在一次全振動(dòng)過程中通過的路程為s＝4A＝0.8m由題圖可知，t＝0.6s時(shí)振子的位移為x＝0.2m在0~6s內(nèi)有Δt＝6s＝15T所以t＝6s時(shí)振子的位移為-0.2m。答案：(1)x＝0.2sin5πB組能力提升練10．AB[由小物塊簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，ω＝2πT＝2.5πrad/s，則T＝0.8s，故B正確；0.6s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)了34個(gè)周期，故路程應(yīng)為0.3m，C錯(cuò)誤；t＝0.4s時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，從平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，與小球運(yùn)動(dòng)方向相同，故D錯(cuò)誤；t＝0.6s時(shí)，物塊的位移為-0.1m，小球下降的高度H＝12gt2＝1.8m，由題圖可知，h＝H-0.1m＝1.7m11．解析：(1)已知ω＝8πrad/s，由ω＝2πT得T＝所以頻率f＝1T由x1＝4sin8πt+π初相位為φ1＝π4(2)Δφ＝φ2-φ1＝54π-π4答案：(1)14s4Hz4cmπC組創(chuàng)新拓展練12．解析：(1)根據(jù)已知條件分析得振子的運(yùn)動(dòng)情況如圖。結(jié)合運(yùn)動(dòng)的對稱性可知周期T＝0.6s+(0.6s-0.2s×2)＝0.8s。(2)B、C之間的距離為20cm，則A＝10cm，在4.0s＝5T的時(shí)間內(nèi)，振子的路程x＝5×4A＝200cm