高中物理 113简谐运动的回复力和能量同步检测试题 新人教版选修34(1).doc

2014版高中物理 11-3简谐运动的回复力和能量同步检测试题 新人教版选修3-41(2013郑州检测)如图11310所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析正确的是()图11310a重力、支持力、弹簧的弹力b重力、支持力、弹簧的弹力、回复力c重力、支持力、回复力、摩擦力d重力、支持力、摩擦力【解析】弹簧振子的简谐运动中忽略了摩擦力，c、d错；回复力为效果力，受力分析时不分析此力，b错；故振子只受重力、支持力及弹簧给它的弹力，a正确【答案】a2(多选)关于做简谐运动的物体的说法正确的是()a加速度与位移方向有时相同，有时相反b速度方向与加速度方向有时相同，有时相反c速度方向与位移方向有时相同，有时相反d加速度方向总是与位移方向相反【解析】回复力的方向与位移的方向始终相反，加速度的方向与回复力的方向一致，选项a错误，d正确；当离开平衡位置时，速度与位移的方向相同，当向平衡位置运动时，速度与位移的方向相反，故选项b、c正确【答案】bcd3公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为t.竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图11311所示，则()图11311att时，货物对车厢底板的压力最大btt时，货物对车厢底板的压力最小ctt时，货物对车厢底板的压力最大dtt时，货物对车厢底板的压力最小【解析】要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在t时，货物向上的加速度最大，则c选项正确；货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在时，货物向下的加速度最大，所以选项a、b、d错误【答案】c4(2014临川检测)把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置o在a、b间振动，如图11312所示，下列结论正确的是()图11312a小球在o位置时，动能最大，加速度最小b小球在a、b位置时，动能最大，加速度最大c小球从a经o到b的过程中，回复力一直做正功d小球从b到o的过程中，振子振动的能量不断增加【解析】小球在平衡位置o时，弹簧处于原长，弹性势能为零，动能最大，位移为零，加速度为零，a项正确；在最大位移处a、b，动能为零，加速度最大，b项错误；由ao回复力做正功，由ob，回复力做负功，c项错误；由bo动能增加，弹性势能减少，总能量不变，d项错误【答案】a图113135(多选)(2013黄山检测)如图11313所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是()a在第1 s内，质点速度逐渐增大b在第2 s内，质点速度逐渐增大c在第3 s内，动能转化为势能d在第4 s内，动能转化为势能【解析】质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项a错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项b正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项c正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动，势能转化为动能，所以选项d错误【答案】bc图113146(2013沈阳检测)如图11314所示，质量为m的物体a放在质量为m的物体b上，b与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中a、b之间无相对滑动设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，a、b间摩擦力的大小等于()akxb()kxc()kxd0【解析】本题考查连接体问题。a、b一起做简谐运动，对a、b组成的系统而言，回复力是弹簧的弹力，而对于a而言，回复力则是b对a的静摩擦力利用整体法和牛顿第二定律求出整体的加速度，再利用隔离法求a受到的静摩擦力对a、b组成的系统，由牛顿第二定律得f(mm)a.又fkx，则a.对a由牛顿第二定律得fma()kx.故选c.【答案】c7.图11315如图11315为一水平放置的弹簧振子的振动图象，由此可知()a在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大b在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小c在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小d在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大【解析】由题图知t1和t3时刻，振子分别处于正向最大位移和负向最大位移处，速度为零，动能为零；弹簧形变最大，振子所受弹力最大可见选项a、c均错由题图知t2和t4时刻，振子处于平衡位置，速度最大，动能最大；弹簧无形变，振子所受弹力最小可见选项b正确，选项d是错误的【答案】b8(多选)如图11316所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为k1和k2，且k1k，k22k，两弹簧均处于自然状态，今向右拉动m，然后释放，物体在b、c间振动，o为平衡位置(不计阻力)，则下列判断正确的是()图11316am做简谐运动，ocobbm做简谐运动，ocobc回复力fkxd回复力f3kx【解析】m在平衡位置o处两弹簧均处于原长状态，则m振动后任取一位置a，如图设在a处m的位移为x，则在a处m在水平方向的合力fk2xk1x(k2k1)x，考虑到回复力f与x方向关系有：f(k2k1)x3kx，选项d正确，c错误；可见m做的是简谐运动，由简谐运动的对称性可得ocob，选项a正确，b错误【答案】ad9(2014安庆检测)如图11317甲所示，一弹簧振子在ab间做简谐运动，o为平衡位置，如图乙是振子做简谐运动时的位移时间图像，则关于振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图像中正确的是() 甲乙图11317【解析】加速度与位移关系a而xasin(wt)所以asin(wt)则可知c选项正确【答案】c10(多选)(2013山东省实验中学检测)甲、乙两弹簧振子，振动图象如图11318所示，则可知()图11318a两弹簧振子完全相同b两弹簧振子所受回复力最大值之比f甲f乙21c振子甲速度为零时，振子乙速度最大d振子的振动频率之比f甲f乙12【解析】由图可知f甲f乙12，因此振子不相同，a选项不正确，d选项正确由图可知c正确因f甲k甲a甲，f乙k乙a乙，由于k甲和k乙关系未知，因此无法判断f甲f乙21，所以b不正确【答案】cd图1131911(2013青岛检测)如图11319所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为a的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中()a小球最大动能应等于mgab弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变c弹簧最大弹性势能等于2mgad小球在最低点时的弹力大于2mg【解析】小球平衡位置kx0mg，x0a，当到达平衡位置时，有mgamv2ka2，a错机械能守恒，是动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，b错从最高点到最低点，重力势能全部转化为弹性势能，ep2mga，最低点加速度等于最高点加速度g，据牛顿第二定律fmgmg，f2mg，d错【答案】c12一质量为m，侧面积为s的正方体木块，放在水面上静止(平衡)，如图11320所示现用力向下将其压入水中一段深度后(未全部浸没)撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木