高二物理 第9单元45分钟过关检测（训练6 简谐运动）（有解析） 大纲人教版第二册

用心 爱心 专心1 第九章第九章 机械振动机械振动 训练训练 6 简谐运动简谐运动 基础巩固基础巩固 站起来 拿得到 站起来 拿得到 1 使物体产生振动的必要条件是 A 物体所受到的各个力的合力必须指向平衡位置 B 物体受到的阻力等于零 C 物体离开平衡位置后受到回复力的作用 物体所受的阻力足够小 D 物体离开平衡位置后受到回复力 F 的作用 且 F kx x 为相对平衡位置的位移 答案 答案 C 解析 解析 振动的必要条件为有回复力作用 所受阻力足够小 而 D 是简谐运动条件 2 如图所示 小球以 O 点为平衡位置 A B 为两极端位置往复振动 在某位置 P 的位移 A 从 B 点返回 P 时 用线段 BP 表示 方向向 P B 只有从 O 向 P 运动时 才用 OP 表示 方向向 P C 用 PO 表示 方向向 O D 用 OP 表示 方向向 P 答案 答案 D 解析 解析 简谐运动的位移是指从平衡位置指向未位置的有向线段 3 上题图中 小球受到回复力最大的位置是 小球加速度最大的位置是 速度最大的位置是 小球在位置 A 的加速度方 向 小球在位置 P 的加速度方向 答案 答案 A 和 B A 和 B O 指向 O 指向 O 解析 解析 1 回复力最大的位置应出现在最大位移处 2 加速度最大的位置也是回复力最大的位置 所以也在 A B 点 3 速度最大的位置应为平衡位置 4 任一点加速度方向均应指向平衡位置 4 如图所示 在光滑水平面上 用劲度系数分别为 k 和 2k 的两根轻弹簧系住一个质量为 m 的 小球 小球静止时 两弹簧均无形变 现用外力使小球向右偏离 x0 释放后 此时小球受到的回复 力大小 方向 答案 答案 3kx0 向左 解析 解析 F回 F弹 1 F弹 2 kx0 2kx0 3kx0 方向为指向平衡位置 即水平向左 5 一个弹簧振子在振动过程中 有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等 方向相反 则这两个 时刻的振子 A 速度一定等值反向 B 加速度一定等值反向 C 动量一定等值反向 D 位移一定等值同向 答案 答案 BD 解析 解析 F回的大小和方向决定 a 的大小和方向 对于弹簧振子 F弹 F回 kx ma回 所以 F回等 大反向即 a 等大反向 位移等大反向 6 关于弹簧振子做简谐运动有下述几种说法 正确的是 用心 爱心 专心2 通过平衡位置时 回复力一定为零 振子做减速运动 加速度同时减小 振子向平衡位 置运动时 加速度方向与速度方向相反 振子远离平衡位置运动时 加速度方向与速度方向 相反 A B C D 答案 答案 C 解析 解析 弹簧振子做简谐运动 在平衡位置 F回一定为零 振子速度减小 回复力肯定增大 加速 度增大 振子远离平衡位置运动时 加速度方向与速度方向相反 靠近平衡位置运动时 加速度 方向与速度方向相同 7 劲度系数为 k 长为 L 的轻弹簧上端固定 下端系一质量为 m 的小球 小球可在竖直方向上 做简谐运动 它的回复力由 提供 平衡位置处弹簧长度为 答案 答案 弹力和重力的合力 L k mg 解析 解析 在竖直方向做简谐运动的小球 它的回复力由重力和弹力的合力提供 平衡位置 F回 0 即 kx mg x k mg 所以 l L k mg 能力提升能力提升 踮起脚 抓得住 踮起脚 抓得住 8 关于简谐运动的位移 速度 加速度关系 下列说法正确的是 A 位移减小时 加速度增大 速度增大 B 位移方向总跟加速度方向相反 跟速度方向相同 C 物体运动方向指向平衡位置时 速度方向跟位移方向相反 背向平衡位置时 速度方向跟位 移方向相同 D 物体向平衡位置运动时 做加速运动 背离平衡位置时 做减速运动 答案 答案 CD 解析 解析 位移减小 加速度也减小 速度增大 A 错 位移方向总跟加速度方向相反 不一定与速度 方向相同 B 错 C D 正确 9 如图所示 在轻弹簧下端挂一个重 5 N 的小球 再对小球施加一个竖直向下的拉力 F 直到小 球又静止时 F 4 N 撤去 F 后小球在竖直方向做简谐运动 则小球受到的回复力最大值为 A 4 N B 1 N C 9 N D 5 N 答案 答案 A 解析 解析 小球做简谐运动的平衡位置为 F弹 mg 的位置 最低点物体所受合力即为回复力 F回 F合 F弹 mg 9 N 5 N 4 N 10 一平台沿竖直方向做简谐运动 一物体置于振动平台上随台一起运动 要使物体对台面的 正压力最大 则一定是 A 当振动平台运动到最高点时 B 当振动平台向下运动过振动中心点时 C 当振动平台运动到最低点时 D 当振动平台向上运动过振动中心点时 答案 答案 C 解析 解析 根据牛顿第二定律得 用心 爱心 专心3 最高点 mg FNa ma 最低点 FNb mg ma 平衡位置 FNO mg 0 FNb FNO FNa 即振动平台运动到最低点时 平台对物体的支持力最大 根据牛顿第三定律 物体对平台的压 力也最大 C 正确 11 在光滑的水平面上有一弹簧振子 已知轻弹簧的劲度系数为 k 开始时 振子被拉到平衡位 置 O 点的右侧某处 此时拉力的大小为 F 振子静止 撤去拉力后 振子经时间 t 刚好通过平衡 位置 O 点 此时振子的瞬时速度为 v 则在此过程中 振子运动的平均速度为多大 答案 答案 kt F 解析 解析 撤去 F 物体从静止开始做简谐运动 因为 F回 F kx 所以 x k F v t s t x v kt F 12 如图所示 一底面积为 S 的圆柱体木块 浮在密度为 的液面上 对它施一外力使它下沉 某一深度 木块未浸没 然后撤去外力 不计一切阻力 试证明木块的上下振动是简谐运动 用心 爱心 专心4 证明证明 设平衡时浸入液体的深度为 d 据物体所受二力平衡 有 mg g Sd 当木块再向下沉 x 时 取向上为正方向 则 F回复力 F浮 mg gS d x gSd gSx kx 考虑方向有 F回 kx 所以木块做简谐运动 拓展应用拓展应用 跳一跳 够得着 跳一跳 够得着 13 如图所示 物块 m 放在平板车 M 上 平板车放在水平光滑平面上 在水平轻质弹簧的弹力 作用下 车与物块一起做简谐运动 在振动过程中 A 当弹簧伸长时 物块所受静摩擦力方向水平向左 B 当弹簧压缩量最大时 物块所受的静摩擦力为零 C 平板车运动到平衡位置时 它受到的静摩擦力最大 D 平板车运动到平衡位置时 它受到的静摩擦力为零 答案 答案 AD 解析 解析 物体 m 随 M 一起做简谐运动 以 m 为研究对象 回复力由 M 施加给 m 的静摩擦力充 当 m 的平衡位置为 F回 0 的位置 即弹簧的最长位置 此时 m 不受静摩擦力 当弹簧伸长时 物块 m 受静摩擦力方向水平向左 14 两块质量分别为 m1 m2的木板 被一根劲度系数为 k 的轻弹簧连在一起 并在 m1板上加 压力 F 如图所示 为了使得撤去 F 后 m1跳起时恰好能带起 m2板 则所加压力 F 的最小值为 多少 答案 答案 m1 m2 g 解析 解析 撤去 F 后 m1板将做简谐运动 其平衡位置是不加压力 F 时 m1板的静止位置 设为 a 距离处于自然长度时的弹簧上端为 x0 m1g k m1板做简谐运动时的振幅等于施加压力后弹簧增加的压缩量 即 A x1 F k 此时 m1板的位置设为 b 画出示意图