课时作业(9) 简谐运动的描述（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（粤教版2019）

课时作业(9)　简谐运动的描述 1．(多选)有两个简谐运动，其表达式分别是 下列说法正确的是(　　) A．它们的振幅相同　　　　 B．它们的周期相同 C．它们的相位差恒定 D．它们的振动步调一致 BC　[由简谐运动的位移公式可看出，它们的振幅分别为3 cm、6 cm，A错误；频率ω＝100π rad/s相同，周期T＝也相同，B正确；相位差Δφ＝－＝为定值，即相位差恒定，所以振动步调不同，C正确，D错误．] 2．一个质点做简谐运动的图像如图所示，在t1和t2这两个时刻，质点的(　　) A．加速度相同　　　　　　　 B．速度相同 C．回复力相同 D．位移相同 B　[在t1和t2时刻，质点的加速度、回复力和位移大小相等方向相反，而速度的大小和方向相同，故选B.] 3．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，如图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图像，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图像中正确的是(　　) C　[由题图乙可知，x＝Asin ωt，弹簧振子做简谐运动，回复力F＝－kx，由牛顿第二定律可知，a＝＝－sin ωt，可知选项C正确．] 4．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝10sin(t)(cm)，则下列关于质点运动的说法中正确的是(　　) A．质点做简谐运动的振幅为5 cm B．质点做简谐运动的周期为4 s C．在t＝4 s时质点的速度最大 D．在t＝4 s时质点的位移最大 C　[根据简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ)，知振幅为10 cm，周期T＝＝8 s，故A、B错误；在t＝4 s时可得位移x＝0，物体在平衡位置，速度最大，故C正确，D错误．] 5．(多选)如图所示，为一质点的振动图像，曲线满足正弦变化规律，则下列说法中正确的是(　　) A．该振动为简谐振动 B．该振动振幅为10 cm C．前0.08 s内，质点发生的位移为20 cm D．0.04 s末，质点的振动方向沿x轴负向 AD　[该图像表示质点的位移随时间周期性变化的规律，是简谐振动，故A正确；由图可知该振幅为5 cm，故B错误；由图可知质点的周期为0.08 s，所以在0.08 s末，质点又回到了平衡位置，所以前0.08 s内，质点发生的位移为0 cm，故C错误；根据振动规律可知，0.04 s末质点的振动方向沿x轴负方向，故D正确．] 6．如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么下列四个运动图像中能正确反映运动情况的图像是(　　) D　[从t＝0开始经过周期，振子具有正方向的最大加速度，此时位移为负的最大值，D正确，A、B、C错误．] 7．(多选)如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是(　　) A．物体在0.2 s时刻与0.4 s时刻的速度相同 B．物体在0.6 s时刻与0.4 s时刻的动能相同 C．0.7～0.9 s时间内物体的加速度在减小 D．在0～0.8 s内物体的路程为8 cm AB　[由图可知，物体在0.2 s与0.4 s时刻都向正x方向运动，速度大小相等，A正确；物体在0.6 s与0.4 s时刻速度大小相等，动能相同，B正确；物体在0.7～0.9 s内加速度在增大，C错误；物体在0～0.8 s内的路程为16 cm，D错误．] 8．做简谐运动的小球按x＝0.05sinm的规律振动． (1)求小球振动的圆频率、周期、频率、振幅和初相位； (2)当t1＝0.5 s、t2＝1 s时小球的位移分别是多少？ 解析　(1)根据表达式可以直接判断振幅A＝0.05 m，初相位φ0＝，圆频率ω＝2π rad/s，则周期T＝＝1 s，频率f＝＝1 Hz. (2)将t1＝0.5 s、t2＝1 s代入x＝0.05sin m得 x1＝＝－0.025 m， x2＝＝0.025 m. 答案　(1)2π rad/s　1 s　1 Hz　0.05 m　 (2)－0.025 m　0.025 m 9．(多选)如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，则关于该质点的下列说法中正确的是(　　) A．在0～0.01 s内，速度与加速度同向 B．在0.01～0.02 s内，速度与回复力同向 C．在0.025 s时，速度为正，加速度为正 D．在0.04 s时，速度最大，回复力为零 AC　[F、a与x的方向始终相反，所以由x的正负就能确定F、a的正负；在xt图像上，图线各点切线的斜率表示该点对应时刻的速度，由斜率的正负又可确定速度的方向．由此可知在0～0.01 s内，速度为负，位移为正，加速度为负，A正确；在0.01～0.02 s内，速度为负，位移为负，回复力为正，B错误；在0.025 s时，速度为正，位移为负，加速度为正，C