(练习)课时分层作业5 振动的描述-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

课时分层作业(五)　振动的描述 ◎题组一　振幅、周期和频率 1．如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动．若小球从C点第一次运动到O点历时0.1 s，则小球振动的周期为(　　) A．0.1 s　　　　　　 B．0.2 s C．0.3 s D．0.4 s D　[振子从C点第一次运动到O点的时间为0.1 s，对应的时间为一个周期的，故该弹簧振子的周期为0.4 s，D正确．] 2．(多选)下列关于简谐运动的周期、频率、振幅的说法正确的是(　　) A．振幅是矢量，方向是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．振幅增大，周期也增大，而频率减小 D．在自由振动下，做简谐运动的物体的频率是固定的，与振幅无关 BD　[振幅是一个标量，没有方向，选项A错误；周期和频率互为倒数，其乘积是1，选项B正确；在自由状态下，振动物体的周期与振幅的大小无关，只由振动物体本身的性质决定，故选项C错误，选项D正确．] 3．(多选)弹簧振子在AOB之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得AB间距为8 cm，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．振子完成一次全振动通过的路程是16 cm D．振子过O点时计时，3 s内通过的路程为24 cm CD　[A、B之间的距离为8 cm，则振幅是4 cm，故A错；T＝2 s，f＝0.5 Hz，B错；振子完成一次全振动通过的路程是4A，即16 cm,3 s内运动了1.5个周期，故总路程为24 cm，C、D对．] ◎题组二　简谐运动的表达式 4．一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin(2.5πt)，位移y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．在任意0.2 s时间内，振子的位移均为0.1 m C　[由y＝0.1sin(2.5πt)知，弹簧振子的振幅为0.1 m，选项A错误；弹簧振子的周期为T＝＝ s＝0.8 s，选项B错误；在t＝0.2 s时，y＝0.1 m，即振子到达位移最大点，此时振子的运动速度为零，选项C正确；只有当振子从平衡位置或者从位移最大点开始计时时，经过0.2 s，振子的位移才为A＝0.1 m，选项D错误．] 5．(多选)物体A做简谐运动的振动位移xA＝3sin m，物体B做简谐运动的振动位移xB＝5sin m．比较A、B的运动(　　) A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B．周期是标量，A、B周期相等，为100 s C．A振动的频率fA等于B振动的频率fB D．A的相位始终超前B的相位 CD　[振幅是标量，A、B的振幅分别是3 m、5 m，A错；A、B的周期T＝＝ s≈6.28×10－2 s，B错；因为TA＝TB，故fA＝fB，C对；Δφ＝φAO－φBO＝为定值，D对．故选CD．] ◎题组三　简谐运动的图像 6．装有沙粒的试管竖直静立于水面，如图所示，将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则下列描述试管振动的图像中可能正确的是(　　) A　　　　　B　　　　C　　　　D D　[试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提起试管的距离，就是其偏离平衡位置的位移，即正向最大位移，故正确答案为D．] 7．在水平方向上做简谐运动的质点其振动图像如图所示，假设向右为正方向，则质点速度向右且增大的时间是(　　) A．0～1 s内 B．1～2 s内 C．2～3 s内 D．3～4 s内 D　[x­t图线的斜率等于速度，则3～4 s内图线的切线斜率为正且增大，速度为正即向右且增大，故选D．] 8．一质点做简谐运动，其位移—时间图像如图所示，由图像可知(　　) A．t＝1 s时，质点速度为正的最大值，加速度为零 B．t＝2 s时，质点速度为零，加速度为负的最大值 C．t＝3 s时，质点速度为正的最大值，加速度为零 D．t＝4 s时，质点速度为零，加速度为正的最大值 C　[t＝1 s时，位移为零，加速度为零，速度最大，图像斜率为负，即速度为负，选项A错误；t＝2 s时，位移为负的最大值，加速度为正的最大值，速度为零，选项B错误；t＝3 s时，位移为零，加速度为零，速度最大，图像斜率为正，即速度为正，选项C正确；t＝4 s时，质点位移为正的最大值，加速度为负的最大值，速度为零，选项D错误．] 9．如图所示，一个劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A连接在一起，物块B紧挨着物块A静止在斜面上．某时刻将B迅速移开，A将在斜面上做简谐运动，已知物块A、