高中物理 第一章 机械振动 第三节 简谐运动的公式描述自我小测 粤教版选修3-4(2021年最新整理)

1、高中物理 第一章 机械振动 第三节 简谐运动的公式描述自我小测 粤教版选修3-4高中物理 第一章 机械振动 第三节 简谐运动的公式描述自我小测 粤教版选修3-4 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第一章 机械振动 第三节 简谐运动的公式描述自我小测 粤教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业

2、绩进步，以下为高中物理 第一章 机械振动 第三节 简谐运动的公式描述自我小测 粤教版选修3-4的全部内容。11简谐运动的公式描述1简谐运动的图象的横坐标和纵坐标分别表示运动物体的（)a时间t,振幅ab时间t,对平衡位置的位移xc对平衡位置的位移x，时间td时间t,周期t2如图136所示为一质点的振动图象，由图象可知 （)图136a质点的运动轨迹为正弦曲线b运动从平衡位置开始计时c在t0。25 s时，质点的速度方向与位移的正方向相同d质点运动过程中，两端点的距离为0.1 cm3一质点做简谐运动的图象如图137所示，在4 s内具有最大负方向速度和具有最大正方向加速度的时刻分别是（)图137a1 s

3、，4 sb3 s，2 sc1 s，2 sd3 s，4 s4一个质点做简谐运动的图象如图138所示，下列说法中正确的是（)图138a质点振动频率为4 hzb在10 s内质点经过的路程是20 cmc在5 s末,速度为零，加速度最大dt1。5 s和t4.5 s两时刻质点的速度相同，加速度相同5一质点做简谐运动的图象如图139所示,则该质点（)图139a在0至0。01 s内，速度与加速度同方向b在0.01 s至0.02 s内，速度与回复力同方向c在0。025 s末，速度为正，加速度为负d在0。04 s内，速度为零，回复力最大6甲、乙两弹簧振子，振动图象如图1310所示，则可知(）图1310a两弹簧振子

4、完全相同b两弹簧振子所受回复力最大值之比f甲f乙21c振子甲的速度为零时,振子乙的速度最大d振子的振动频率之比f甲f乙127如图1311所示，一质点做简谐运动,在01。2 s内,质点在哪两段时间内速度与加速度方向相同（)图1311a在00。3 s和0.30.6 sb在0。60。9 s和0.91。2 sc在00.3 s和0。91.2 sd在0.30.6 s和0。91。2 s8根据图1312所示的振动图象可知()图1312a此简谐运动的周期是4 sb相隔4n（n1，2，3） s的任意两时刻,振动质点具有相同的速度和加速度c相隔2n(n1，2,3） s的任意两时刻，质点的速度或加速度大小相同、方向相

5、反d从t/8到t这段时间内，质点运动的路程是7 cm9对于简谐运动的物体，下列说法正确的是(）a在一个周期内，物体通过的路程为4倍振幅b在1/4个周期内，物体通过的路程为1倍振幅c在1/2个周期内，物体通过的路程为2倍振幅d在3/4个周期内，物体通过的路程为3倍振幅10甲、乙两弹簧振子质量相等，其振动图象如图1313所示则它们振动的机械能大小关系是e甲_e乙（填“”“”或“”)；振动频率的大小关系是f甲_f乙;在04 s内，甲的加速度为正向最大的时刻是_，乙的速度为正向最大的时刻是_图131311如图1314为弹簧振子的振动图象,如果振子的质量为0.2 kg,求：图1314（1)此振子的振动周

6、期是多大？（2）从计时开始经过多长时间弹簧振子这一系统有最大的弹性势能？（3）在第2 s末到第3 s末这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的?12甲、乙两人先后观察到一弹簧振子，在竖直方向上下振动情况是：(1）甲开始观察时,振子正好在平衡位置并向下运动，经过1 s后第一次回到平衡位置,且振幅为5 cm，试画出甲观察到的振动图象（令平衡位置的上方为正方向）；(2)乙在甲观察3.5 s后开始观察并记录时间，试画出乙观察到的弹簧振子的振动图象13在研究一个物体的振动是否为简谐运动时,可以通过作出振动的图象来判断，如图1315所示，在弹簧振子的小球上安置一记录用的毛笔p，在下面

7、放一白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，毛笔p就在纸带上画出一条振动曲线此曲线有什么特征?为什么？图1315参考答案1解析：简谐运动的位移时间图象通常称为振动图象，其中横坐标为时间，纵坐标为位移答案：b2解析：此图象表示的是位移随时间的变化规律，不是质点的运动轨迹，故a错；t0时，质点的位移为零，且向正向最大位移处运动,故该图象由平衡位置开始计时,即选项b正确；t0。25 s时，质点正向负向最大位移处运动，故速度方向背离平衡位置,刚好与位移的负方向相同，因此c选项错误;质点运动过程中，两端点的距离即正向最大位移处与负向最大位移处之间的距离，应为2a0.2 cm，故d选项错误答案：

8、b3解析：质点在平衡位置时速度最大，根据回复加速度a可知，振子要有正向最大加速度，物体应有负向最大位移，所以应为图中的2 s，而负向最大速度应是图中的1 s末和5 s末时刻答案:c4解析：由图可知质点振动的周期为4 s，振幅为2 cm，a错误在10 s内即2。5t质点运动的路程l2.54a20 cm,b正确由图可知5 s末，质点在最大位移处，所以此时质点的速度为零，加速度最大,c正确由图象可知t1。5 s和t2。5 s时质点离开平衡位置的位移相同,所以两时刻的速度和加速度的大小都相等，但速度的方向相反，d错误答案:bc5解析：在0至0。01 s内，速度方向指向平衡位置，加速度方向也指向平衡位置

9、，因此速度与加速度方向同向；0.01 s至0.02 s内,质点远离平衡位置，向负向最大位移处运动,而回复力总是指向平衡位置的,因此，该过程中速度方向与回复力方向相反;在0.025 s末刚好是0.02 s与0.03 s中间时刻，由于0.02 s质点刚好在负向最大位移处，0.03 s刚好在平衡位置，因此0。025 s末振子应位于由负向最大位移处向平衡位置运动的过程中，因此c选项错误；t0.04 s末，质点刚好处在正向最大位移处,因此位移最大,回复力最大，速度为零，所以d选项正确答案：ad6解析：从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比为t甲t乙21，所以频率之比f甲f乙12,所以d选项正确；弹簧振子周

10、期与振子质量及弹簧劲度系数有关,弹簧振子周期不同，说明两弹簧振子不同，故a选项错误;由于两振子弹簧的劲度系数k不一定相同，所以两振子所受回复力(fkx)的最大值之比f甲f乙不一定为21,所以b错误；由对简谐运动的分析可知,在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大，在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰到达平衡位置，所以c正确答案：cd7解析:在01.2 s内，做简谐运动的质点刚好完成一次全振动，可将它分成四个阶段来比较：00.3 s内，质点由平衡位置向正向最大位移处运动，速度为正向,位移为正向，则加速度为负向，故速度和加速度反向；在0。30。6 s

11、内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，速度为负向，位移仍为正向，则加速度为负向，因此该过程中速度与加速度方向相同;在0。60。9 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，速度仍为负向，位移也为负向，则加速度为正向,故该阶段速度与加速度反向；在0.91。2 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置处运动,速度方向为正向,而位移方向为负向，故加速度方向为正向，所以该过程中速度方向与加速度方向相同，因此在01。2 s内共有两段时间即0.30。6 s和0.91.2 s内速度方向和加速度方向相同，所以选项d正确答案：d8解析：由图象可知，该简谐运动的周期t4 s，所以选项a正确；据简谐运动的周期性知，相

12、隔tnt4n（n1、2、3) s的两时刻，质点的振动情况完全相同，所以b选项正确；相隔t2n（n1、2、3) s的两时刻，当n1、3、5时,质点的速度、加速度大小相同，方向相反，当n2、4、6时，质点的速度、加速度的大小、方向均相同，因此c选项错;从到质点的路程小于1 cm，所以从到t这段时间内，质点的路程小于7 cm，d选项错误答案：ab9解析：作出简谐运动的图象如下图所示,在tt0t内，物体的路程由图可知，刚好为振幅的1倍，即sa。在tttt内,物体的路程由图可知为s2(aa）a，在tttt内，物体的路程为s2aa。这说明在个周期内,物体的路程可能是一个振幅，也可能小于振幅，还可能大于振幅

13、，所以正确的是a、c.答案：ac10解析:想象甲、乙两弹簧振子沿x轴振动，o为其平衡位置,则联系图象可知，甲的振幅大于乙的振幅，故有e甲e乙；甲的周期大于乙的周期,故有f甲f乙;联系甲弹簧振子在第一周期内沿x轴的振动情形可知,在3 s时刻,甲正在负向极端位置，弹簧伸长量最大，故此刻有最大的正向加速度当物体通过平衡位置时速度最大,联系乙弹簧振子沿x轴振动的前两个全振动的情景，由图象知乙在1 s、3 s末两个时刻沿x轴正向通过平衡位置，故这两时刻有正向最大速度答案:3 s1 s,3 s11解析:(1）由图象可知振动周期t4 s；（2）振子振动的过程中，机械能守恒当振子到达最大位移时,振子的速度为零,动能为零，所以位移最大时，振子的弹性势能最大,由图可知从计时开始经过1 s时间时，系统的弹性势能最大；(3）由图象知第2 s末到第3 s末这段时间位移x增大由于此时回复力跟运动方向相反，所以振子的速度、动能都减小,又由于机械能守恒可得系统的弹性势能增大答案:(1)4 s(2）1 s(3)加速度增大，速度减小,动能减小，弹性势能增大12解析：(1）由于甲观察时，振子在平衡位置向下运动，所以t0时，振子在平衡位置且具有负向的速度，由简谐运动的图象特征可知甲观察到的振动图象如