假期作业(3)简谐运动-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

玩转假期·高二物理 假期作业（三） 简谐运动 摘 要 M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动， 在此过程中 1会根据简谐运动的位移一时间图像分 析振子的位移和速度的变化情况。 00u00000000 777777777777 0 2知道什么是振动的振幅、周期、频率及 A.小物块运动到M点时回复力与位移 相位，理解周期和频率的关系。 方向相同 3理解单摆模型和单摆做简谐运动的条 B.小物块每次运动到N点时的加速度一 件，知道单摆振动时回复力的来源。 定相同 ④知道影响单摆周期的因素，掌握单摆的 C.小物块从O点向M点运动过程中做 周期公式。 加速运动 5知道受迫振动的频率等于驱动力的频 D.小物块从O点向N点运动过程中机 率，而跟振动物体的固有频率无关。 械能增加 6理解共振的概念，知道共振常见的应用 2.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平 和危害。 衡位置O为坐标原点。从某时刻开始计 时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴 判断正误固基】 正方向的最大加速度。能正确反映振子 (1)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振 位移x与时间t关系的图像是( 子所在位置的有向线段。 ) (2)简谐运动的图像表示质点振动的轨迹 是正弦曲线。 ( (3)相位反映了振动物体的振动步调。 ( (4)按x=5sin(81+x)cm的规律振动 的弹簧振子的振动周期为0.25s。 ( 二、多项选择题 (5)水平弹簧振子运动到平衡位置时，回复 3.在如下图所示装置中，在曲轴AB上竖直 力为零，因此能量一定为零。 ( 悬挂一个弹簧振子。若不转动把手C,让 (6)单摆运动的回复力是重力和摆线拉力 弹簧振子上下振动，测得其周期为1s:若 的合力。 ( 将把手C以0.5s的周期匀速转动，振子 综合训练提考能 的振动稳定后，其振幅为2cm,则() 一、单项选择题 1.如下图所示，在光滑水平面上有一质量 为m的小物块与左端固定的轻质弹簧相 连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原 长时小物块位于O点。现使小物块在 ·6 第一部分快乐假期轻松学 A.把手C转动后，弹簧振子的振动周期 (3)在时间t=0.05s时两质点的位移分 为0.5s 别为多少。 B.为使弹簧振子的振幅增大为3cm,可 让把手C转速减小 C.为使弹簧振子的振幅减小为1cm,可 让把手C转动周期减小 D.把手C的转速越大，弹簧振子的振幅 越大 4.一弹簧振子沿x轴做简谐运动，平衡位 置在坐标原点。1=0时振子的位移为 自主探究培素养 一0.1m,t=1s时位移为0.1m,则 在“用单摆测量重力加速度”实验中： ( ) (1)除长约1m的细线、带铁夹的铁架台、 A.若振幅为0.1m,振子的周期可能为 有小孔的小球、游标卡尺外，下列器材中， 2 还需要 (填正确答案的标号)。 A.停表 B.米尺 B.若振幅为0.1m,振子的周期可能为 C.天平 D.弹簧测力计 4 (2)用游标卡尺测小球的直径，如下图所 C.若振幅为0.2m,振子的周期可能为 示，则小球的直径是 4s 主尺cm D.若振幅为0.2m,振子的周期可能为 5 o 6s 游标人 三、非选择题 (3)下列做法正确的是 (填正确 5.如下图所示为A、B两质点做简谐运动的 答案的标号)。 位移一时间图像。试根据图像求： A.从摆球达到最高位置时开始计时 03 B.记录摆球完成一次全振动的时间 H-F47A1E1 +10.5-i-A C.要让摆球在竖直平面内摆动的角度小 于5 D.选用的细线应细、质量小，且不易伸长 (1)质点A、B的振幅和周期： (4)从悬点到球心的距离是摆长L,改变 (2)这两个质点简谐运动的位移随时间 摆长L,测得5组L和对应的周期T,画 变化的关系式； 出L一T图线，在图线上选取A、B两个 点，两个点的坐标如下图所示，则重力加 速度的表达式是 m 0T3 Tn T 7 玩转假期·高二物理 阅读实践视野 耗少的突出优点，广泛应用于筛分各种 粒度的物料。共振筛是振动筛的一种， 共振筛 它与振动筛不同点是：振动筛是在远离 共振筛是一种筛面的振动频率与筛面 共振区的超共振状态下工作；而共振筛 (包含装载的物料)的固有振动频率一致的 是在接近共振区的条件下工作，即筛分 振动筛。 机的工作频率接近其本身的自振频率。 在理论上，仅给予足以克服弹性体(弹 利用这个特点，就可以用较小的激振力 簧或橡胶)内部阻力的能量即能使振动持 来驱动较大面积的筛箱，所以共振筛的 续下去，因而这种筛除具有一般振动筛 动力消耗小，而生产能力大。 所具有的一系列优点外，还具有动力消 假期作业(四)机械波 (6)在两列波重叠的区域里，任何一个质点 摘要 的位移都等于原来位移的2倍。 () 四知道机械波传播的特点。 综合训练提考能 2理解波的图像和振动图像的区别。 一、单项选择题 3掌握波长、波速和频率的关系，并会进 1.一列简谐横波沿x轴 ty/em 行有关计算。 2 正方向传播，某时刻 4了解波的反射和折射现象。 ( 123 4 /5x/cm 的图像如图所示，坐 理解波的衍射现象，知道波发生明显衍 - 标为 \left(3cm，0\right) 的质点 射现象的条件。 6知道形成稳定干涉图样的条件。 经过 $$\frac { 1 } { A }$$ 周期后的坐标是 知道什么是多普勒效应，会用多普勒效 A.\left(3cm，2cm\right) B.\left(4cm，2cm\right) 应解释一些现象。 C.\left(4cm，-2cm\right) D.(3 cm， 0) 2.一列横波沿x轴正方向传播，a、b、c、d为 判断正误固双基 介质中沿波传播方向上四个质点的平衡 (1)波的形成过程中，前面的质点带动后面 位置。某时刻的波形如下图甲所示，此 的质点振动，后面的质点重复前面质点的 振动。 () 后，若经过周期开始计时，则图乙描述 (2)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传 的是 () 播，这样的波一定是横波。 () (3)介质中有机械波传播时，介质本身也随 o 波一起传播。 () 乙 (4)在波的传播方向上位移始终相同的两 A.a处质点的振动图像 质点间的距离等于波长。 () B.b处质点的振动图像 (5)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或 C.c处质点的振动图像 比波长小时，才会发生衍射现象。() D.d处质点的振动图像玩转假期·高二物理 Em-m*+n-(n +mn)”, # ()#. co 解得:E-121。 #甲# 乙 答案:(1)3m/s (2)2m/s (3)12J 自主探究·培素养 ②振子振动如图乙中实线所示。 由x-Asin(ut十)知 解析:(1)蝶旋测微器的固定刻度读数为2.5mm,可动 刻度读数为0.01×5.0mm-0.050mm.所以最终读数 为;2.5mm+0.050mm-2.550mm. (2)烧断细线后,a向左运动,经过光电门,根据速度公式 O点用时至少为,由简谐运动的对称性可知,振子由C d,故a的动量为:Pa 可知,a经过光电门的速度为:v.一 一n。 动如图乙中虚线所示,振子由C点振动到D点,则周期 小于2s. b离开平台后做平抛运动,根据平抛运动规律可得:h 故C错误,D正确。 5.解析;(1)由题图知质点A的振幅是0.5cm,周期为 0.4s,质点B的振幅是0.2cm,周期为0.8s。 (2)由题图知,质点A的初相c。一π, 若动量守恒,设向右为正,则有:0一mv一n。v。, 则质点A的位移表达式为x。一0.5sin(5rt+π)cm 质点B的初相一, 即。 2x -2.5n rad/s. 由T-0.8s得- ##### Tt 答案:(1)2.550(2)m.d 则质点B的位移表达式为xn=0.2sin(2.5xt+-)cm。 假期作业(三)简谐运动 判断正误·固双基 (3)将1一0.05s分别代入两个表达式得 () (2)× cm 简谐运动的图像是描述振动物体的位移随时间的 变化规律。 (③)/ (4) x.-0.2sin(2.5xx0.05+-)cm-0.2sin (5)× 水平弹箭振子运动到平衡位置时,回复力为零,能 量不变。 答案:(1)0.5cm 0.4s 0.2cm 0.8s (6)X 摆球重力沿圆孤切线方向的分力F一ngsine提供 (2)r.-0.5sin(5xt+x) cm xn=0. 2sin(2.5xt+ 了使摆球振动的回复力。 )Cm 综合训练·提考能 1.B 根据F一一kx可知小物块运动到M点时回复力与 (3)-2 可知,小物块每 位移方向相反,故A错误:根据a一 7 自主探究·培素养 次运动到N点时的位移相同,则加速度一定相同,故B 解析:(1)在实验中,雪要测量单摆的周期,所以需要停 正确;小物块从O点向M点运动过程中加速度方向与 表,需要测量摆线的长度,所以需要米尺,摆球的质量不 速度方向相反,做减速运动,故C错误;小物块从O点向 需要测量,所以不需要天平或弹测力计,所以选AB。 N点运动过程中弹策弹力对小物块做负功,小物块的机 (2)游标卡尺的主尺读数为12mm,游标尺读数为0.1× 械能减小,故D错误。 5 mm=0.5mm,所以最终读数为12mm+0.5mm= 2.A 根据简谐运动的特征可知,经过四分之一周期,振子 12.5mm。(3)摆球经过平衡位置时速度最大,从该处计 具有沿工轴正方向的最大加速度,则此时振子的位移为 时测量误差较小,故A错误;通过测量”次全振动的时 负向最大,故A正确。 间1,通过T一-求解周期,测量一次全振动时间误差较 3.ABC 把手匀速转动时,弹振子做受迫振动,其振动 周期等于驱动力的周期,即为0.5s,故A正确;要使弹 大,故B错误;摆球在同一坚直面内摆动,当摆角不超过 黄振子的振幅增大,可让把手转速减小,周期增大,与固 5时其摆动可视为简谐运动,故C正确;选用的细线应 有周期接近或相等时,振幅可增大,故B正确;要使弹黄 细、质量小,且不易伸长,故D正确。 振子的振幅减小,可让把手转速增大,周期减小,故C正 确;把手C的转速越大,周期越小,与固有周期相差越 (4)根据T-2/ {。 大,振幅越小,故D错误。 可知图线的针率一, #4# _)_ s.故A正确,B错误。若振幅为0.2m,振动分两种情况 所以得出g二 讨论: ①振子振动如图甲所示,则振子由C点振动到D点用时 答案:(1)AB(2)12.5mm(3)CD (4)4(L_) T一T* ·38.