格物学 力学简谐运动的两种基本模型

弹簧振子运动过程各物理量变化规律-简谐运动的两种基本模型知识点专题基础单选题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率84.0%

2025-06-04
弹簧振子运动过程各物理量变化规律-简谐运动的两种基本模型知识点专题基础单选题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率84.0%
3、['弹簧振子运动过程各物理量变化规律']

正确率40.0%一弹簧振子做简谐运动,周期为$${{T}}$$.下列说法正确的是(

C

A.若$${{t}}$$和$$( t+\Delta t )$$时刻振子运动的速度大小相等、方向相同,则$${{Δ}{t}}$$一定是$$\frac{T} {2}$$的整数倍

B.若$${{t}}$$和$$( t+\Delta t )$$时刻振子运动的位移大小相等、方向相反,则$${{Δ}{t}}$$一定是$$\frac{T} {2}$$的整数倍

C.若$$\Delta t=T,$$则$${{t}}$$和$$( t+\Delta t )$$时刻振子运动的加速度一定相等

D.若$$\Delta t=\frac{T} {2},$$则$${{t}}$$和$$( t+\Delta t )$$时刻弹簧的长度一定相等

8、['简谐运动的定义及特征', '弹簧振子运动过程各物理量变化规律']

正确率60.0%水平放置的弹簧振子在做简谐运动时$${{(}{)}}$$

D

A.加速度方向总是跟速度方向相同

B.加速度方向总是跟速度方向相反

C.振子向平衡位置运动时,加速度方向跟速度方向相反

D.振子向平衡位置运动时,加速度方向跟速度方向相同

10、['描述简谐运动的物理量', '弹簧振子的周期', '弹簧振子运动过程各物理量变化规律']

正确率40.0%弹簧振子做机械振动,若从平衡位置$${{O}}$$开始计时,经过$${{0}{.}{3}{s}}$$时,振子第一次经过$${{P}}$$点,又经过了$${{0}{.}{2}{s}}$$,振子第二次经过$${{P}}$$点,则该振子第三次经过$${{P}}$$点是所需的时间为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}{.}{6}{s}}$$

B.$${{1}{.}{1}{s}}$$

C.$${{0}{.}{8}{s}}$$

D.$${{0}{.}{{3}{3}}{s}}$$

第3题解析:

选项A错误。速度大小相等、方向相同的情况可能出现在相隔半个周期($$Δt = \frac{T}{2}$$)或更短时间内的对称位置(如从平衡位置到最大位移再返回平衡位置的过程)。

选项B错误。位移大小相等、方向相反的条件在$$Δt = \frac{T}{2}$$时成立,但也可能在非整数倍半周期时满足(例如振子经过平衡位置后未完成半周期运动)。

选项C正确。经过一个完整周期$$Δt = T$$后,振子的位移、速度、加速度均完全重复,因此加速度一定相等。

选项D错误。$$Δt = \frac{T}{2}$$时振子位移方向相反,但弹簧长度取决于位移绝对值与平衡长度之和,若振子初始时刻不在最大位移处,则长度可能不等。

结论: 正确答案为C。

第8题解析:

简谐运动中加速度$$a$$与位移$$x$$方向相反($$a = -\omega^2 x$$),而速度方向由运动方向决定:

当振子向平衡位置运动时,位移减小,速度与加速度方向相同(均指向平衡位置);

当振子远离平衡位置运动时,位移增大,速度与加速度方向相反。

结论: 正确答案为D。

第10题解析:

设振子周期为$$T$$,从平衡位置$$O$$到$$P$$点时间为$$t_1 = 0.3\,\text{s}$$,从$$P$$点第二次返回$$P$$点时间为$$t_2 = 0.2\,\text{s}$$。

根据简谐运动的对称性:

1. 从$$O$$到$$P$$再到最远点$$B$$的时间为$$t_1 + \frac{t_2}{2} = 0.4\,\text{s}$$,对应$$\frac{T}{4}$$,故周期$$T = 1.6\,\text{s}$$。

2. 第二次经过$$P$$点后,第三次经过$$P$$点需完成一个完整周期,即$$T - t_2 = 1.6 - 0.2 = 1.4\,\text{s}$$。

但更精确分析应为:从第二次经过$$P$$点到第三次经过$$P$$点的时间等于从第一次到第二次经过$$P$$点的时间(对称性),即$$0.3 + 0.2 + 0.3 = 0.8\,\text{s}$$。

结论: 正确答案为C(0.8 s)。

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