(练习)11 课时分层训练(八) 简谐运动的描述-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

课时分层训练(八)　简谐运动的描述 知识点1　描述简谐运动的物理量 1．简谐运动中反映物体振动强弱的物理量是(　　) A．周期 B．频率 C．振幅 D．位移 C　解析：频率和周期表示振动的快慢，故A、B错误；振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱，故C正确；位移大小是振动物体离开平衡位置的距离，不表示振动的强弱，故D错误。 2．(多选)下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是(　　) A．振幅是矢量，方向为从平衡位置指向最大位移处 B．周期和频率的乘积是一个常数 C．振幅增加，周期必然增加，而频率减小 D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关 BD　解析：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，A错误；周期和频率互为倒数，即T＝，故T·f＝1，B正确；做简谐运动的物体的振动周期和频率只与振动系统本身有关，与振幅无关，C错误，D正确。 知识点2　简谐运动的图像及其表达式 3．(多选)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图像如图所示，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置，下列说法正确的是(　　) A．质点在位置b比位置d时相位超前 B．质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为 C．质点在b、d两位置速度相同 D．以上说法均正确 AC　解析：质点在位置b比位置d时相位超前，选项A正确；质点通过位置b时，相对平衡位置的位移大于 ，选项B错误；xt图像上的点的切线的斜率表示速度，b、d两点切线斜率相等，故质点在b、d两位置速度相等，选项C正确，D错误。 4．(多选)如图所示，A、B为两简谐运动的位移－时间图像，下列说法正确的是 (　　) A．A、B之间的相位差是 B．A、B之间的相位差是π C．B比A超前 D．A比B超前 AD　解析：由题图可知A比B超前，相位差为Δφ＝，选项A、D正确。 5．用余弦函数描述一简谐运动，已知振幅为A，周期为T，初相φ＝－π，则其振动曲线是(　　) A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D A　解析：根据题意写出的简谐运动表达式为x＝Acos (ωt＋φ)＝Acos ，故选项A正确。 6．(多选)如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，测得A、B间距为8 cm，小球完成30次全振动所用时间为60 s，则(　　) A．振动周期是2 s，振幅是8 cm B．振动频率是2 Hz C．小球完成一次全振动通过的路程是16 cm D．小球过O点时开始计时，3 s内通过的路程为24 cm CD　解析：由题意可知T＝ s＝2 s，A＝ cm＝4 cm，A错误；频率f＝＝ Hz＝0.5 Hz，B错误；小球完成一次全振动通过的路程为振幅的4倍，即4×4 cm＝16 cm，C正确；小球在 3 s 内通过的路程为s＝×4A＝×4×4 cm＝24 cm，D正确。 7．如图所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则(　　) A．振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期 B．振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期 C．振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期 D．振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期 B　解析：从经过某点开始计时，再同方向经过该点所用的时间为一个周期，B正确，A、C错误；振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为半个周期，D错误。 8．(多选)如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝10 cm，若振子从B到C的运动时间是2 s，则下列说法正确的是(　　) A．振子从O到C的时间为1 s B．振动周期是1 s，振幅是10 cm C．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cm D．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm AD　解析：振子从B到C仅完成了半次全振动，所以周期T＝2×2 s＝4 s，振幅A＝BO＝10 cm，从O到C的时间为＝1 s，A正确，B错误；弹簧振子在一次全振动过程通过的路程为4A＝40 cm，所以两次全振动通过的路程为80 cm，C错误；3 s的时间为T，所以振子通过的路程为 30 cm，D正确。 9．(多选)一质点做简谐运动的位移—时间图像如图所示。关于此质点的振动，下列说法正确的是(　　) A．质点做简谐运动的表达式为x＝10sin (πt) cm B．在0.5～1.0 s时间内，质点向x轴正方向运动 C．在1.0～1.5 s时间内，质点的位移大小在增大 D．在1.0～1.5 s时间内，质点向x轴负方向运动 CD　解析：由题图知简谐运动的振幅A＝5.0 cm，周期T＝2.0 s，则ω＝＝π rad/s，则质点做简谐运动的表达式为x＝5.0sin (πt) cm，A错误；根据振动图像可知，在0.5～1.0 s时间内，质点向x轴负方向