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“四翼”检测评价(六) 振动的描述
A组—重基础·体现综合
1.如图,小球通过弹簧悬挂于天花板上,平衡时,小球停在O点。P点位于O点正下方,OP=5 cm。现将小球拉至P点并由静止释放,经0.5 s到O点,此后以O点为对称中心,小球在竖直方向上做简谐运动,则小球的振动周期T和振幅A分别为( )
A.T=1 s,A=5 cm
B.T=1 s,A=10 cm
C.T=2 s,A=5 cm
D.T=2 s,A=10 cm
解析:选C 将小球拉至P点并由静止释放,则小球离开平衡位置O的最大距离,即振幅A=OP=5 cm,从最大距离处到平衡位置的时间为T=0.5 s,所以周期为2 s,A、B、D错误,C正确。
2.周期为2 s的简谐运动,振子在半分钟内通过的路程是60 cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )
A.15,2 cm B.30,1 cm
C.15,1 cm D.60,2 cm
解析:选B 半分钟内全振动的次数n==15,每次全振动经过平衡位置2次,故半分钟内通过平衡位置30次,振子完成一次全振动通过的路程为4A,则4A×15=60 cm,A=1 cm,只有B正确。
3.(多选)如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C间振动,则( )
A.从B→O→C→O→B为一次全振动
B.从O→B→O→C→B为一次全振动
C.从C→O→B→O→C为一次全振动
D.OB不一定等于OC
解析:选AC O点为平衡位置,B、C为两侧最远点,则从B→O→C→O→B的路程为振幅的4倍,A正确;从O→B→O→C→B的路程为振幅的5倍,超过一次全振动,B错误;从C→O→B→O→C的路程为振幅的4倍,C正确;因弹簧振子的系统摩擦不考虑,所以它的振幅一定,OB一定等于OC,D错误。
4.(多选)如图所示是一做简谐运动的物体的振动图像,下列说法正确的是( )
A.振动周期为2×10-2 s
B.0~2×10-2 s内物体的位移为-10 cm
C.物体振动的频率为25 Hz
D.物体的振幅为10 cm
解析:选CD 从题图中可读取振动周期为4×10-2 s,A错误;频率为周期的倒数,为25 Hz,C正确;振幅为10 cm,D正确;0~2×10-2 s内物体从平衡位置向正方向运动再回到平衡位置,位移为零,B错误。
5.弹簧振子在t=0到t=4 s内的振动图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.在t=2 s时刻,振子的振动方向为正方向
B.在t=0到t=1 s时间内,振子的位移增大、速度减小
C.在t=1 s到t=2 s时间内,振子的位移和速度都增大
D.从t=1 s到t=3 s时间内,振子的位移为零
解析:选B 由振动图像可知,t=2 s时振子的振动方向为负方向,故A错误;在t=0到t=1 s时间内,振子的位移增大,速度减小,故B正确;在t=1 s到t=2 s时间内,振子的位移减小,速度增大,故C错误;从t=1 s到t=3 s时间内,振子从正向最大位移运动到负向最大位移,位移不为零,故D错误。
6.一弹簧振子O1的位移x随时间t变化的关系式为x=0.1sin 2.5πt,位移x的单位为m,时间t的单位为s。则( )
A.弹簧振子的振幅为0.2 m
B.弹簧振子的周期为1.25 s
C.在t=0.2 s时,振子的运动速度为零
D.若另一弹簧振子O2的位移x随时间t变化的关系式为x=0.2sinm,则O2的振幅和周期是O1的振幅和周期的2倍
解析:选C 由振动方程为x=0.1sin 2.5πt,可读出振幅为0.1 m,圆频率ω=2.5π,故周期T==0.8 s,故A、B错误;在t=0.2 s时,x=0.1sin m=0.1 m,振子的位移最大,故速度为零,故C正确;由两表达式可知弹簧振子O2的振幅是O1的2倍,但周期相同,D错误。
7.如图所示,一质点做简谐运动(O点为平衡位置),以相同的速度先后通过M、N两点,历时1 s,再经过1 s第2次通过N点,在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。则质点的振动周期和振幅分别为( )
A.3 s,6 cm B.4 s,9 cm
C.4 s,6 cm D.2 s,8 cm
解析:选C 做简谐运动的质点,以同样大小的速度先后通过M、N两点,则可判定M、N两点关于平衡位置O点对称,所以质点由M到O的时间与由O到N的时间相等。那么由平衡位置O到N点的时间t1=0.5 s,因过N点后再经过t=1 s质点以方向相反、大小相等的速度再次通过N点,则有从N点到最大距离处的时间t2=0.5 s。因此,质点振动的周期是T=4×(t1+t2)=4 s,这2 s内质点总路程的一半,即为振幅,所以振幅A= cm=6 cm,选项C正确。
8.(多选)弹簧振子在AOB之间做简谐运动,O为平衡位置,