2.1简谐运动课堂限时训练 （Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 2.1简谐运动课堂限时训练 （Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 347.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-18 10:39:36 | ||
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文档简介
简谐运动
必备知识基础练
1.关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则物体( )
A.在A点和A'点的位移相同
B.在两点处的速度可能相同
C.在两点处的加速度可能相同
D.在两点处的动能一定相同
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法正确的是( )
A.该图像的坐标原点是随意选取的
B.从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动
D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.振动图像是从平衡位置开始计时的
B.1 s末速度最大
C.1 s末速度沿x轴负方向
D.1 s末速度为零
5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )
A.0到1 s内 B.1 s到2 s内
C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内
6.
甲
如图甲所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),此时振子正向负方向运动,加速度为零。那么如图乙所示的四个振动图像能正确反映振动情况的是( )
乙
7.图甲为一弹簧振子的振动图像,规定向右的方向为正方向,试根据图像分析以下问题:
(1)如图乙所示,振子振动的起始位置是 ,从起始位置开始,振子向 (选填“右”或“左”)运动。
(2)在图乙中,找出如图甲所示图像中的O,A,B,C,D各对应振动过程中的位置。即O对应 ,A对应 ,B对应 ,C对应 ,D对应 。
(3)在t=2 s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向 。
(4)振子在前4 s内的位移等于 。
8.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动
(3)质点在第2 s末的位移是多少 在前4 s内的路程是多少
关键能力提升练
9.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时间内的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
10.(多选)一弹簧振子沿x轴振动,振幅(离开平衡位置的最大距离)为4 cm,弹簧振子的平衡位置位于x轴上的O点。图甲中的A、B、C、D为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。图乙、图丙给出的①②③④四条振动图像,可用于表示弹簧振子的振动图像的是( )
A.若规定状态A时t=0,则图像为①
B.若规定状态B时t=0,则图像为②
C.若规定状态C时t=0,则图像为③
D.若规定状态D时t=0,则图像为④
11.
装有砂粒的试管竖直静浮于水面,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,则以下描述试管振动的图像可能正确的是( )
12.
(2021山东高二月考)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端与质量为m的小物块A相连,小物块A通过细线与质量为2m的小物块B相连,系统处于静止状态。现剪断细线,小物块A将做简谐运动。以平衡位置为坐标原点,向上为x轴正方向。剪断细线的瞬间开始计时,小物块A的振动图像为取x0=( )
13.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,图甲是一个常用的记录方法:在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,在下面放一条白纸带。当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),绘图笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示。若匀速拉动纸带的速度为1 m/s,作出P的振动图像。
参考答案：
必备知识基础练
1.关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
解析物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,选项A错误;简谐运动是最简单的振动,选项B错误;物体做简谐运动的轨迹并不是正弦曲线,选项C错误;若物体的振动图像是正弦曲线,则其一定是做简谐运动,选项D正确。
答案D
2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则物体( )
A.在A点和A'点的位移相同
B.在两点处的速度可能相同
C.在两点处的加速度可能相同
D.在两点处的动能一定相同
解析根据简谐运动的特点可知,关于平衡位置的对称点,物体的位移大小相等,但方向相反,选项A错误;物体的速度大小相等,方向可以相同,也可以相反,故选项B正确;物体的加速度大小相等,方向相反,选项C错误;由于速度大小相等,动能一定相同,选项D正确。
答案BD
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法正确的是( )
A.该图像的坐标原点是随意选取的
B.从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动
D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
解析从图像中能看出坐标原点在平衡位置,不是随意选取的,选项A错误;横轴是由底片匀速运动得到的时间轴,小球只在x轴上振动,选项B错误,选项C正确;图像中相邻小球之间时间相同,密处位置变化慢,选项D正确。
答案CD
4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.振动图像是从平衡位置开始计时的
B.1 s末速度最大
C.1 s末速度沿x轴负方向
D.1 s末速度为零
解析在t=0时刻,振子处于平衡位置,所以选项A正确;最大位移处是运动方向改变的位置,速度为零,故选项D正确,B、C错误。
答案AD
5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )
A.0到1 s内 B.1 s到2 s内
C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内
解析据题意,假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左,位移应为负值,即时间段在2~4s内;根据位移图像的切线斜率等于速度,可知速度向右,为正值,应在3~4s内,故D正确。
答案D
6.
甲
如图甲所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),此时振子正向负方向运动,加速度为零。那么如图乙所示的四个振动图像能正确反映振动情况的是( )
乙
解析计时零点,振子加速度为零,对应振子在平衡位置,B、C项错误;振子向负方向运动,负向位移应逐渐增大,A错误,D正确。
答案D
7.图甲为一弹簧振子的振动图像,规定向右的方向为正方向,试根据图像分析以下问题:
(1)如图乙所示,振子振动的起始位置是 ,从起始位置开始,振子向 (选填“右”或“左”)运动。
(2)在图乙中,找出如图甲所示图像中的O,A,B,C,D各对应振动过程中的位置。即O对应 ,A对应 ,B对应 ,C对应 ,D对应 。
(3)在t=2 s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向 。
(4)振子在前4 s内的位移等于 。
解析(1)由x-t图像知,在t=0时,振子在平衡位置,故起始位置为E;从t=0时刻开始,振子向正的最大位移处运动,即向右运动。(2)由x-t图像知:O点、B点、D点对应平衡位置的E点,A点在正的最大位移处,对应G点;C点在负的最大位移处,对应F点。(3)t=2s时,图线切线斜率为负,即速度方向为负方向;t=0时,图线切线斜率为正,即速度方向为正方向,故两时刻速度方向相反。(4)4s末振子回到平衡位置,故振子在前4s内的位移为零。
答案(1)E 右 (2)E G E F E (3)相反
(4)0
8.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动
(3)质点在第2 s末的位移是多少 在前4 s内的路程是多少
解析(1)由图像上的信息,结合质点的振动过程可知:质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10cm。
(2)从1.5s到2s时间间隔内,质点位移x>0,且减小,因此是向平衡位置运动,即竖直向下运动;从2.5s到3s时间间隔内,位移x<0,且|x|增大,因此是远离平衡位置运动,即竖直向下运动。
(3)质点在第2s末时,处在平衡位置,因此位移为0;质点在前4s内完成一个周期性运动,其路程为4×10cm=40cm。
答案(1)10 cm (2)竖直向下 竖直向下 (3)0 40 cm
关键能力提升练
9.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时间内的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
解析图中的曲线为质点的位移随时间变化的规律,不是质点的运动轨迹,故选项A错;质点在t1时间内的位移,应为曲线在t1时刻的纵坐标,故选项B错,选项C对;质点在t1时刻的瞬时速率应是曲线在t1时刻所对应的切线的斜率大小,故选项D错。
答案C
10.(多选)一弹簧振子沿x轴振动,振幅(离开平衡位置的最大距离)为4 cm,弹簧振子的平衡位置位于x轴上的O点。图甲中的A、B、C、D为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。图乙、图丙给出的①②③④四条振动图像,可用于表示弹簧振子的振动图像的是( )
A.若规定状态A时t=0,则图像为①
B.若规定状态B时t=0,则图像为②
C.若规定状态C时t=0,则图像为③
D.若规定状态D时t=0,则图像为④
解析若t=0时质点处于A状态,则此时x=+3cm,运动方向为正方向,图①对;若t=0时质点处于B状态,此时x=+2cm,运动方向为负方向,图②不对;若取处于C状态时t=0,此时x=-2cm,运动方向为负方向,故图③不对;取状态D为t=0时,图④刚好符合。故选项A、D正确。
答案AD
11.
装有砂粒的试管竖直静浮于水面,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,则以下描述试管振动的图像可能正确的是( )
解析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最大位移,为正向最大位移,试管由正向最大位移处开始运动,故正确选项为D。
答案D
12.
(2021山东高二月考)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端与质量为m的小物块A相连,小物块A通过细线与质量为2m的小物块B相连,系统处于静止状态。现剪断细线,小物块A将做简谐运动。以平衡位置为坐标原点,向上为x轴正方向。剪断细线的瞬间开始计时,小物块A的振动图像为取x0=( )
解析剪断细线后,质量为m的小物块A的平衡位置为弹簧伸长量为x0=处,剪断细线时,弹簧伸长量为x=,小物块开始位置离平衡位置的最大距离为x-x0==2x0,位移为负,故A、B、D错误,C正确。
答案C
13.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,图甲是一个常用的记录方法:在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,在下面放一条白纸带。当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),绘图笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示。若匀速拉动纸带的速度为1 m/s,作出P的振动图像。
解析题图乙中运动的位移值可以对应不同的时刻,由x=vt可知,当x=20cm时,对应时间t==0.2s,作出图像如图所示。
答案见解析
必备知识基础练
1.关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则物体( )
A.在A点和A'点的位移相同
B.在两点处的速度可能相同
C.在两点处的加速度可能相同
D.在两点处的动能一定相同
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法正确的是( )
A.该图像的坐标原点是随意选取的
B.从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动
D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.振动图像是从平衡位置开始计时的
B.1 s末速度最大
C.1 s末速度沿x轴负方向
D.1 s末速度为零
5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )
A.0到1 s内 B.1 s到2 s内
C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内
6.
甲
如图甲所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),此时振子正向负方向运动,加速度为零。那么如图乙所示的四个振动图像能正确反映振动情况的是( )
乙
7.图甲为一弹簧振子的振动图像,规定向右的方向为正方向,试根据图像分析以下问题:
(1)如图乙所示,振子振动的起始位置是 ,从起始位置开始,振子向 (选填“右”或“左”)运动。
(2)在图乙中,找出如图甲所示图像中的O,A,B,C,D各对应振动过程中的位置。即O对应 ,A对应 ,B对应 ,C对应 ,D对应 。
(3)在t=2 s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向 。
(4)振子在前4 s内的位移等于 。
8.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动
(3)质点在第2 s末的位移是多少 在前4 s内的路程是多少
关键能力提升练
9.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时间内的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
10.(多选)一弹簧振子沿x轴振动,振幅(离开平衡位置的最大距离)为4 cm,弹簧振子的平衡位置位于x轴上的O点。图甲中的A、B、C、D为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。图乙、图丙给出的①②③④四条振动图像,可用于表示弹簧振子的振动图像的是( )
A.若规定状态A时t=0,则图像为①
B.若规定状态B时t=0,则图像为②
C.若规定状态C时t=0,则图像为③
D.若规定状态D时t=0,则图像为④
11.
装有砂粒的试管竖直静浮于水面,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,则以下描述试管振动的图像可能正确的是( )
12.
(2021山东高二月考)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端与质量为m的小物块A相连,小物块A通过细线与质量为2m的小物块B相连,系统处于静止状态。现剪断细线,小物块A将做简谐运动。以平衡位置为坐标原点,向上为x轴正方向。剪断细线的瞬间开始计时,小物块A的振动图像为取x0=( )
13.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,图甲是一个常用的记录方法:在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,在下面放一条白纸带。当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),绘图笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示。若匀速拉动纸带的速度为1 m/s,作出P的振动图像。
参考答案：
必备知识基础练
1.关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
解析物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,选项A错误;简谐运动是最简单的振动,选项B错误;物体做简谐运动的轨迹并不是正弦曲线,选项C错误;若物体的振动图像是正弦曲线,则其一定是做简谐运动,选项D正确。
答案D
2.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则物体( )
A.在A点和A'点的位移相同
B.在两点处的速度可能相同
C.在两点处的加速度可能相同
D.在两点处的动能一定相同
解析根据简谐运动的特点可知,关于平衡位置的对称点,物体的位移大小相等,但方向相反,选项A错误;物体的速度大小相等,方向可以相同,也可以相反,故选项B正确;物体的加速度大小相等,方向相反,选项C错误;由于速度大小相等,动能一定相同,选项D正确。
答案BD
3.(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法正确的是( )
A.该图像的坐标原点是随意选取的
B.从图像中可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的
C.为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移,让底片沿垂直x轴的方向匀速运动
D.图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同
解析从图像中能看出坐标原点在平衡位置,不是随意选取的,选项A错误;横轴是由底片匀速运动得到的时间轴,小球只在x轴上振动,选项B错误,选项C正确;图像中相邻小球之间时间相同,密处位置变化慢,选项D正确。
答案CD
4.(多选)一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.振动图像是从平衡位置开始计时的
B.1 s末速度最大
C.1 s末速度沿x轴负方向
D.1 s末速度为零
解析在t=0时刻,振子处于平衡位置,所以选项A正确;最大位移处是运动方向改变的位置,速度为零,故选项D正确,B、C错误。
答案AD
5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示。假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )
A.0到1 s内 B.1 s到2 s内
C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内
解析据题意,假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左,位移应为负值,即时间段在2~4s内;根据位移图像的切线斜率等于速度,可知速度向右,为正值,应在3~4s内,故D正确。
答案D
6.
甲
如图甲所示,一个弹簧振子在A,B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),此时振子正向负方向运动,加速度为零。那么如图乙所示的四个振动图像能正确反映振动情况的是( )
乙
解析计时零点,振子加速度为零,对应振子在平衡位置,B、C项错误;振子向负方向运动,负向位移应逐渐增大,A错误,D正确。
答案D
7.图甲为一弹簧振子的振动图像,规定向右的方向为正方向,试根据图像分析以下问题:
(1)如图乙所示,振子振动的起始位置是 ,从起始位置开始,振子向 (选填“右”或“左”)运动。
(2)在图乙中,找出如图甲所示图像中的O,A,B,C,D各对应振动过程中的位置。即O对应 ,A对应 ,B对应 ,C对应 ,D对应 。
(3)在t=2 s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向 。
(4)振子在前4 s内的位移等于 。
解析(1)由x-t图像知,在t=0时,振子在平衡位置,故起始位置为E;从t=0时刻开始,振子向正的最大位移处运动,即向右运动。(2)由x-t图像知:O点、B点、D点对应平衡位置的E点,A点在正的最大位移处,对应G点;C点在负的最大位移处,对应F点。(3)t=2s时,图线切线斜率为负,即速度方向为负方向;t=0时,图线切线斜率为正,即速度方向为正方向,故两时刻速度方向相反。(4)4s末振子回到平衡位置,故振子在前4s内的位移为零。
答案(1)E 右 (2)E G E F E (3)相反
(4)0
8.如图所示是某质点沿竖直方向做简谐运动的振动图像,以竖直向上为正方向。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动
(3)质点在第2 s末的位移是多少 在前4 s内的路程是多少
解析(1)由图像上的信息,结合质点的振动过程可知:质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值,为10cm。
(2)从1.5s到2s时间间隔内,质点位移x>0,且减小,因此是向平衡位置运动,即竖直向下运动;从2.5s到3s时间间隔内,位移x<0,且|x|增大,因此是远离平衡位置运动,即竖直向下运动。
(3)质点在第2s末时,处在平衡位置,因此位移为0;质点在前4s内完成一个周期性运动,其路程为4×10cm=40cm。
答案(1)10 cm (2)竖直向下 竖直向下 (3)0 40 cm
关键能力提升练
9.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时间内的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
解析图中的曲线为质点的位移随时间变化的规律,不是质点的运动轨迹,故选项A错;质点在t1时间内的位移,应为曲线在t1时刻的纵坐标,故选项B错,选项C对;质点在t1时刻的瞬时速率应是曲线在t1时刻所对应的切线的斜率大小,故选项D错。
答案C
10.(多选)一弹簧振子沿x轴振动,振幅(离开平衡位置的最大距离)为4 cm,弹簧振子的平衡位置位于x轴上的O点。图甲中的A、B、C、D为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。图乙、图丙给出的①②③④四条振动图像,可用于表示弹簧振子的振动图像的是( )
A.若规定状态A时t=0,则图像为①
B.若规定状态B时t=0,则图像为②
C.若规定状态C时t=0,则图像为③
D.若规定状态D时t=0,则图像为④
解析若t=0时质点处于A状态,则此时x=+3cm,运动方向为正方向,图①对;若t=0时质点处于B状态,此时x=+2cm,运动方向为负方向,图②不对;若取处于C状态时t=0,此时x=-2cm,运动方向为负方向,故图③不对;取状态D为t=0时,图④刚好符合。故选项A、D正确。
答案AD
11.
装有砂粒的试管竖直静浮于水面,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,则以下描述试管振动的图像可能正确的是( )
解析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最大位移,为正向最大位移,试管由正向最大位移处开始运动,故正确选项为D。
答案D
12.
(2021山东高二月考)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧上端固定,下端与质量为m的小物块A相连,小物块A通过细线与质量为2m的小物块B相连,系统处于静止状态。现剪断细线,小物块A将做简谐运动。以平衡位置为坐标原点,向上为x轴正方向。剪断细线的瞬间开始计时,小物块A的振动图像为取x0=( )
解析剪断细线后,质量为m的小物块A的平衡位置为弹簧伸长量为x0=处,剪断细线时,弹簧伸长量为x=,小物块开始位置离平衡位置的最大距离为x-x0==2x0,位移为负,故A、B、D错误,C正确。
答案C
13.在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中,要进行振动记录,图甲是一个常用的记录方法:在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,在下面放一条白纸带。当小球振动时,匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直),绘图笔就在纸带上画出一条曲线,如图乙所示。若匀速拉动纸带的速度为1 m/s,作出P的振动图像。
解析题图乙中运动的位移值可以对应不同的时刻,由x=vt可知,当x=20cm时,对应时间t==0.2s,作出图像如图所示。
答案见解析