物理鲁科版 (2019)振动的描述综合训练题

这是一份物理鲁科版 (2019)振动的描述综合训练题，共5页。试卷主要包含了下列运动中不属于机械振动的是，2 m等内容，欢迎下载使用。
A.树枝在风的作用下运动
B.竖直向上抛出的物体的运动
C.说话时声带的运动
D.爆炸声引起窗扇的运动
2.装有砂粒的试管竖直静立于水面,如图所示,将管竖直提起少许,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( )
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
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
5.弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时,下列说法正确的是( )
A.周期增大为原来的2倍
B.周期减小为原来的12
C.周期不变
D.以上说法都不正确
6.一弹簧振子A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B的位移x随时间变化的关系式为x=0.2sin2.5πt+π4m,则B的振幅和周期是A的振幅和周期的2倍
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 cmB.4 s,9 cm
C.4 s,6 cmD.2 s,8 cm
8.(多选)弹簧振子在AOB之间做简谐运动,O为平衡位置,测得A、B之间的距离为8 cm,完成30次全振动所用时间为60 s,则( )
A.振子的振动周期是2 s,振幅是4 cm
B.振子的振动频率是2 Hz
C.振子完成一次全振动通过的路程是16 cm
D.从振子通过O点时开始计时,3 s内通过的路程为36 cm
9.弹簧振子做简谐运动,振子运动范围为0.8 cm,周期为0.5 s,计时开始时具有正向最大加速度,则它的振动方程是( )
A.x=8×10-3sin4πt+π2(m)
B.x=4×10-3sin4πt−π2(m)
C.x=8×10-3sin2πt+π2(m)
D.x=4×10-3sin2πt−π2(m)
10.(4分)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为10 m/s。在传播方向上有P、Q两质点,坐标分别为xP=1 m,xQ=6 m。波传播到P点开始计时,该点的振动图像如图所示,则简谐波的波长为 m,经过 s,Q点第一次到达正向最大位移处。
11.(6分)某做简谐运动的物体,其位移与时间的变化关系为x=10sin(5πt)cm,则:
(1)物体的振幅为多少?(2分)
(2)物体振动的频率为多少?(2分)
(3)在时间t=0.1 s时,物体的位移是多少?(2分)
12.(10分)根据如图所示的某振子的振动图像,回答下列问题:
(1)算出下列时刻振子相对平衡位置的位移:
①t1=0.5 s;②t2=1.5 s。(6分)
(2)将位移随时间的变化规律写成x=Asin(ωt+φ)的形式并指出振动的初相位的大小。(4分)
13.(10分)如图所示,一轻质弹簧上端系于天花板上,一端挂一质量为m的小球,弹簧的劲度系数为k,将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后,小球做简谐运动,则:
(1)小球从放手至运动到最低点,下降的高度为多少?(5分)
(2)小球运动到最低点时的加速度大小为多少?(5分)

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1.选B 物体(或物体的某一部分)在某一位置附近的往复运动称为机械振动,树枝的运动、声带的运动以及窗扇的运动均是在其平衡位置附近的振动,只有竖直向上抛出的物体的运动不是在其平衡位置附近的振动,故选B。
2.选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,开始时向上提起的距离,就是其偏离平衡位置的位移,为正向最大位移。故正确答案为D。
3.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.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.选C 弹簧振子的周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关,与其他量无关,故C正确。
6.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=2πω=0.8 s,故A、B错误;在t=0.2 s时,x=0.1sinπ2 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B的振幅是A的2倍,但周期相同,D错误。
7.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=122 cm=6 cm,选项C正确。
8.选AC 由题意知,振子做简谐运动的振幅A=8 cm2=4 cm,周期T=6030 s=2 s,A正确;振动的频率f=1T=12 Hz=0.5 Hz,B错误;完成一次全振动通过的路程s=4A=4×4 cm=16 cm,C正确;3 s内通过的路程s'=6A=6×4 cm=24 cm,D错误。
9.选B 振子振动范围为0.8 cm,所以2A=0.8 cm,振幅A=0.4 cm,周期为0.5 s,所以ω=2πT=4π,而初始时刻具有正向最大加速度,即在负向最大位移处,综上可得x=4×10-3sin4πt−π2(m),B正确,A、C、D错误。
10.解析:由P点的振动图像可得出该波的周期T=0.2 s,由于该波的波速为10 m/s,则该波的波长λ=vT=2 m;由题意知P、Q两质点相距xPQ=5 m,则波从P点传播到Q点需经过tPQ=xPQv=510 s=0.5 s,由P点振动图像可得出该波的起振方向向上,则Q点从起振到第一次到达正向最大位移处还需经过14T,则经过t=0.55 s,Q点第一次到达正向最大位移处。
答案:2 0.55
11.解析:简谐运动的表达式为x=Asin(ωt+φ0),A为振幅,ω为圆频率。
(1)对照题干数据可知,物体的振幅A=10 cm。
(2)根据频率与圆频率的关系式可知,物体振动的频率f=ω2π=2.5 Hz。
(3)在时间t=0.1 s时,物体的位移x=10sin(5π×0.1)cm=10 cm。
答案:(1)10 cm (2)2.5 Hz (3)10 cm
12.解析:(1)由题图知,x=Acs ωt=10cs2π4tcm=10 csπt2cm。则t1=0.5 s时,x1=52 cm;t2=1.5 s时,x2=-52 cm。
(2)由正余弦函数的关系可知
x=10sinπ2t+π2cm,初相位φ=π2。
答案:(1)①52 cm ②-52 cm
(2)x=10sinπ2t+π2cm π2
13.解析:(1)放手后小球到达平衡位置O点,弹簧伸长了x,则mg=kx,x=mgk,x也是振动过程中球离平衡位置的最大距离,所以小球从放手运动到最低点,下降高度为2x,即2mgk。
(2)小球在最高点时只受重力,其加速度为g,最低点和最高点对平衡位置的位移大小相等,故加速度大小相等为g。
答案:(1)2mgk (2)g