2021人教版選擇性必修第一冊第二章2簡諧運動的描述同步檢測

試卷第=page11頁，總=sectionpages33頁試卷第=page11頁，總=sectionpages33頁2021人教版選擇性必修第一冊第二章2簡諧運動的描述同步檢測學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、解答題1．如圖所示為理想彈簧振子，O點為它的平衡位置，其中A、點關于O點對稱。（1）振子從某一時刻經過O點計時，至下一次再經過O點的時間為一個周期嗎？（2）先后將振子拉到A點和B點由靜止釋放，兩種情況下振子振動的周期相同嗎？振子完成一次全振動通過的位移相同嗎？路程相同嗎？2．如圖所示,將彈簧振子從平衡位置拉下段距離,釋放后振子在A、B間振動,且AB=20cm,振子首次由A到B的時間為0.1s,求:（1）振子振動的振幅、周期和頻率．（2）振子由A到O的時間．（3）振子在5s內通過的路程及位移大?。?．如圖所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在時，振子速度第一次變?yōu)?v；在時，振子速度第二次變?yōu)?v，已知B、C之間的距離為25cm。（1）求彈簧振子的振幅A；（2）求彈簧振子的振動周期T和頻率f。4．如圖所示，一質點沿水平直線做簡諧運動，先后以相同速度通過a、b兩點，經歷時間，過b點后再經質點第一次反向通過b點。O點為平衡位置，若在這兩秒內質點所通過的路程是8cm，試求該質點的振動周期和振幅。5．如圖所示，某質點做簡諧運動的圖像上有a、b、c、d、e、f六個點，其中：（1）與a位移相同的點有哪些？（2）與a速度相同的點有哪些？（3）質點離平衡位置的最大距離為多大？6．兩個簡諧運動的表達式分別為和，求它們的振幅之比、各自的頻率以及它們的相位差。7．如圖所示為A、B兩質點做簡諧運動的位移－時間圖像。試根據圖像求：（1）質點A、B的振幅和周期；（2）這兩個質點簡諧運動的位移隨時間變化的關系式；（3）在時間時兩質點的位移分別為多少。二、多選題8．如圖是一做簡諧運動的物體的振動圖像，下列說法正確的是（）A．振動周期是 B．物體振動的頻率為25HzC．物體振動的振幅為10cm D．在內通過的路程是60cm9．物體A做簡諧運動的位移，物體B做簡諧運動的位移，則下列說法正確的是（）A．振幅是矢量，A的振幅是6m，B的振幅是10mB．周期是標量，A、B周期相等，均為100sC．A振動的頻率等于B振動的頻率D．A的相位始終超前B的相位10．彈簧振子以O點為平衡位置做簡諧振動.從O點開始計時，振子第一次到達M點用了0.3秒，又經過0.2秒第二次通過M點.則振子第三次通過M點還要經過的時間可能是（）A．秒 B．秒C．1.4秒 D．1.6秒11．(多選)一彈簧振子A的位移y隨時間t變化的關系式為y＝0.1sin(2.5πt)，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0.2mB．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．若另一彈簧振子B的位移y隨時間變化的關系式為y＝0.2sin(2.5πt＋)，則振動A滯后B12．如圖所示，A、B為兩簡諧運動的圖像，下列說法正確的是（）A．A、B之間的相位差是 B．A、B之間的相位差是πC．B比A超前 D．A比B超前13．一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標原點，t=0時振子的位移為-0.1m，t=1s時位移為0.1m，則（）A．若振幅為0.1m，振子的周期可能為B．若振幅為0.1m，振子的周期可能為C．若振幅為0.2m，振子的周期可能為4sD．若振幅為0.2m，振子的周期可能為6s14．如圖，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動。以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y=0.1sin(2.5πt)m。t=0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6s時，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10m/s2。以下判斷正確的是（）A．h=1.7m B．簡諧運動的周期是0.8sC．0.6s內物塊運動的路程是0.2m D．t=0.4s時，物塊與小球運動方向相反三、單選題15．如圖1所示，彈簧振子在豎直方向做簡諧運動．以其平衡位置為坐標原點，豎直向上為正方向建立坐標軸，振子的位移x隨時間t的變化如圖2所示，下列說法正確的是A．振子的振幅為4cmB．振子的振動周期為1sC．t=ls時，振子的速度為正的最大值D．t=ls時，振子的加速度為正的最大值16．如圖，O點為彈簧振子的平衡位置，小球在B、C間做無摩擦的往復運動．若小球從C點第一次運動到O點歷時0.1s，則小球振動的周期為（）A．0.1s B．0.2s C．0.3s D．0.4s17．一個做簡諧運動的彈簧振子，周期為，振幅為，已知振子從平衡位置第一次運動到處所用的最短時間為，從最大正位移處第一次運動到所用的最短時間為，那么與的大小關系正確的是（）A． B．C． D．無法判斷18．彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O為平衡位置，A、B間的距離是20cm，振子由A運動到B的時間是2s，如圖所示，則（）A．從O→B→O振子做了一次全振動B．振動周期為2s，振幅是10cmC．從B開始經過6s，振子通過的路程是60cmD．從O開始經過3s，振子處在平衡位置19．一質點做簡諧運動，其位移x與時間t的關系圖像如圖所示，由圖可知（）A．質點振動的頻率是4Hz，振幅是2cm B．質點經過1s通過的路程總是2cmC．0~3s內，質點通過的路程為6cm D．時，質點的振幅為零20．關于彈簧振子的位置和路程，下列說法中正確的是（）A．運動一個周期，位置一定不變，路程一定等于振幅的4倍B．運動半個周期，位置一定不變，路程一定等于振幅的2倍C．運動個周期，位置可能不變，路程一定等于振幅的3倍D．運動一段時間位置不變時，路程一定等于振幅的4倍21．某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的函數關系式為，振動圖像如圖所示，下列說法不正確的是（）A．彈簧在第末與第末的長度相同B．簡諧運動的圓頻率C．第末振子的位移大小為D．從第末到第末，振子的速度方向發(fā)生變化22．一質點做簡諧運動，它從最大位移處經0.3s第一次到達某點M處，再經0.2s第二次到達M點，則其振動頻率為（）A．0.4Hz B．0.8Hz C．2.5Hz D．1.25Hz23．一質點做簡諧運動，先后以相同的速度依次通過A、B兩點，歷時1s，質點通過B點后再經過1s又第2次通過B點，在這兩秒鐘內，質點通過的總路程為12cm，則質點的振動周期和振幅分別為（）A．3s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。答案第=page11頁，總=sectionpages22頁答案第=page11頁，總=sectionpages22頁參考答案1．(1)不是；(2)周期相同，位移相同，路程不相同【詳解】(1)不是。經過一個周期振子一定從同一方向經過O點，即經過一個周期，位移、速度均第一次與初始時刻相同。(2)周期相同，振動的周期取決于振動系統(tǒng)本身，與振幅無關；位移相同，均為零；路程不相同，一個周期內振子通過的路程與振幅有關。2．（1）10cm

0.2s

5Hz

（2）0.05s（3）1000cm

10cm【詳解】（1）題圖可知，振子振動的振幅為10cm，t=0.1s=，所以T=0.2s；由f=，可得f=5Hz；（2）根據簡諧運動的對稱性可知，振子由A到O的時間與振子由O到B的時間相等，均為0.05s；（3）設彈簧振子的振幅為A，則A=10cm．振子在1個周期內通過的路程為4A，故在t=5s=25T內通過的路程s=4A×25=1000cm．5s內振子振動了25個周期，5s末振子仍處在A點，所以振子偏離平衡位置的位移大小為10cm．3．(1)12.5cm；(2)1s，1Hz【詳解】(1)彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，所以振幅是B、C之間距離的一半，所以A＝cm＝12.5cm(2)由簡諧運動的對稱性可知從P到B的時間與從B返回到P的時間是相等的，所以tBP＝s＝0.1s同理可知tPO＝s＝0.15s又tBP＋tPO＝可得T＝1s則f＝＝1Hz4．，【詳解】簡諧運動是以平衡位置為中心的對稱運動，因為通過a、b兩點時的速度相同，根據簡諧運動的對稱性，可知質點從b點返回a點所用的時間必與從a點到b點所用的時間相同，即質點從a點經最左端位置d再返回a點所用的時間tada必與質點從b點經最右端位置c再返回b點所用的時間tbcb相等，即綜上所述，質點的振動周期為由題圖和簡諧運動的對稱性可知，質點在一個周期內通過的路程為所以質點的振幅為5．(1)b、e、f；(2)d、e；(3)2cm【詳解】(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，由題圖可知與a位移相同的點有b、e、f.(2)速度也是矢量，速度相同則要求速度的大小和方向都要相同，由題圖可知與a速度相同的點有d、e.(3)由圖可知質點離平衡位置的最大距離為2cm。6．，，π【詳解】由簡諧運動的表達式x＝Asin(ωx＋φ)可知A1＝4aA2＝2a所以A1∶A2＝2∶1，ω1＝ω2＝4πb根據ω＝2πf可得f1＝f2＝2b它們的相位差是Δφ＝(4πbt＋π)－(4πbt＋π)＝π7．(1)0.5cm，0.4s；0.2cm，0.8s；(2)，；(3)，【詳解】(1)由題圖知質點A的振幅是0.5cm，周期為0.4s，質點B的振幅是0.2cm，周期為0.8s.(2)由題圖知，質點A的初相φA＝π由TA＝0.4s可得ωA＝＝5πrad/s則質點A的位移表達式為xA＝0.5sin(5πt＋π)cm質點B的初相φB＝由TB＝0.8s可得ωB＝＝2.5πrad/s則質點B的位移表達式為xB＝0.2sin(2.5πt＋)cm(3)將t＝0.05s分別代入上面兩個表達式得xA＝0.5sin(5π×0.05＋π)cm＝－0.5×cm＝－cmxB＝0.2sin(2.5π×0.05＋)cm＝0.2sinπcm8．BCD【詳解】A．由題圖知周期是T=4×10－2s，所以A錯誤；C．由于f＝，所以f＝25Hz，所以B正確；C．由題圖知，物體振幅A＝10cm，所以C正確；D．由于t＝6×10－2s＝T，所以物體通過的路程為4A＋2A＝6A＝60cm，所以D正確；故選BCD。9．CD【詳解】A．振幅是標量，A、B的振動范圍分別是6m、10m，但振幅分別為3m、5m，A錯誤；B．振動周期B錯誤；C．因為，故，C正確；D．兩物體振動的相位差D正確。故選CD。10．AC【詳解】試題分析：根據振動周期的定義：振子完成一次全振動所用的時間，確定彈簧振子的周期，畫出振子的運動路線，求出振子第三次通過M點還要經過的時間可能值．如圖，假設彈簧振子在水平方向BC之間振動，如圖1，若振子開始先向左振動，振子的振動周期為，則振子第三次通過M點還要經過的時間是．如圖2，若振子開始先向右振動，振子的振動周期為，則振子第三次通過M點還要經過的時間是，AC正確．11．CD【詳解】AB.由振動方程為y＝0.1sin2.5πt，可讀出振幅A＝0.1m，圓頻率ω＝2.5π，故周期，故AB錯誤；C.在t＝0.2s時，振子的位移最大，故速度最小，為零，故C正確；D.兩振動的相位差Δφ＝φ2－φ1＝2.5πt＋－2.5πt＝，即B超前A，或說A滯后B，選項D正確.故選CD．12．AD【詳解】由題圖可知A比B超前，相位差為Δφ＝故選AD正確。13．AD【詳解】試題分析：t=0時刻振子的位移x=-0.1m，t=1s時刻x=0.1m，關于平衡位置對稱；如果振幅為0.1m，則1s為半周期的奇數倍；如果振幅為0.2m，分靠近平衡位置和遠離平衡位置分析．若振幅為0.1m，根據題意可知從t=0s到t=1s振子經歷的周期為，則，解得，當n=1時，無論n為何值，T都不會等于，A正確B錯誤；如果振幅為0.2m，結合位移時間關系圖象，有①，或者②，或者③，對于①式，只有當n=0時，T=2s，為整數；對于②式，T不為整數；對于③式，當n=0時，T=6s，之后只會大于6s，故C錯誤D正確【點睛】t=0時刻振子的位移x=-0.1m，t=1s時刻x=0.1m，關于平衡位置對稱；如果振幅為0.1m，則1s為半周期的奇數倍；如果振幅為0.2m，分靠近平衡位置和遠離平衡位置分析．14．AB【詳解】A．t=0.6s時，物塊的位移為y=0.1sin(2.5π×0.6)m=-0.1m則對小球所以故A正確；B．簡諧運動的周期是故B正確；C．0.6s內物塊運動的路程是3A=0.3m故C錯誤；D．根據t=0.4s=此時物塊在平衡位置向下振動，物塊與小球運動方向相同，故D錯誤。故選AB。15．C【詳解】由振動圖像可知，該彈簧振子的振幅為2cm，周期為2s，t=1s時，振子在平衡位置，切向y軸正向速度，加速度為零，故C正確．16．D【詳解】振子從C點第一次運動到O點的時間為0.1s，對應的時間為一個周期的，故該彈簧振子的周期為0.4s，D正確．17．B【詳解】根據振子遠離平衡位置時速度減小，靠近平衡位置時速度增大，可知振子從平衡位置第一次以最短時間運動到處的平均速度大于從最大正位移處第一次運動到處的平均速度，而路程相等，則t1<t2，故ACD錯誤，B正確。故選B。18．C【詳解】A．振子從O→B→O只完成半個全振動，A錯誤；B．從A→B振子也只完成了半個全振動，半個全振動的時間是2s，所以振動周期是4s，振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，振幅A＝10cm，B錯誤；C．由于t＝6s＝T，所以振子經過的路程為4A＋2A＝6A＝60cm，C正確；D．從O開始經過3s，振子經過個周期，則其處在位置A或B，D錯誤；故選C。19．C【詳解】A．由題圖可以直接看出振幅為2cm，周期為4s，所以頻率為0.25Hz，故A錯誤；B．質點在1s即個周期內通過的路程不一定等于一個振幅，故B錯誤；C．由于t＝0時質點在最大位移處，0~3s為T，則質點通過的路程為3A＝6cm，故C正確；D．振幅等于質點偏離平衡位置的最大距離，與質點的位移有本質的區(qū)別，t＝3s時，質點的位移為零，但振幅仍為2cm，故D錯誤；故選C。20．A【詳解】A．運