2 3简谐运动的回复力和能量同步练习-高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

《3.简谐运动的回复力和能量》同步练习基础巩固一、选择题(第1~4题为单选题,第5~7题为多选题)1.关于简谐运动,下列说法正确的是()A.简谐运动是匀变速运动B.简谐运动的回复力总是指向平衡位置C.简谐运动的回复力可以是恒力D.水平弹簧振子运动到平衡位置时,回复力为零,因此机械能一定为零2.做简谐运动的弹簧振子中振动物体质量为0.2kg,当它运动到平衡位置左侧20cm时受到的回复力是4N;当它运动到平衡位置右侧40cm时,它的加速度为()A.20m/s2,向右 B.20m/s2,向左C.40m/s2,向右 D.40m/s2,向左3.一弹簧振子在水平方向振动,则当振子远离中心位置时,逐渐增大的是()A.弹性势能 B.重力势能C.动能 D.机械能4.图甲为某个质点做简谐运动的x-t图像,对图乙的下列判断正确的是()甲乙A.图(1)可作为v-t图像B.图(2)可作为F-t图像C.图(3)可作为F-t图像D.图(4)可作为a-t图像5.一质点做简谐运动的振动图像如图所示,则该质点()A.在0~0.01s内,速度与加速度同向B.在0.01~0.02s内,速度与回复力同向C.在0.025s时,速度为正,加速度为正D.在0.04s时,速度最大,回复力为零6.如图所示,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,则在振动过程中()A.小球最大动能应小于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2mg7.弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示,可以判定()A.t1到t2时间内系统的动能不断增大,势能不断减小B.t2到t3时间内动能先增大再减小C.t3时刻振子处于平衡位置处,动能最大D.t1、t4时刻振子的动能、速度都相同二、非选择题8.有一个弹簧的劲度系数为100N/m、小球的质量为0.5kg的弹簧振子,让其在水平方向上的B、C之间做简谐运动。已知B、C间的距离为20cm,振子在2s内完成了10次全振动。求:(1)振子的振幅和周期;(2)振子振动过程中处于最大位移处的加速度大小。能力提升一、选择题(第1~4题为单选题,第5~7题为多选题)1.如图所示,质量为m1的物体A放置在质量为m2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之间无相对运动。设弹簧劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x时,A受到的回复力的大小等于()A.0 B.kxC.m1m2+m12.如图所示,竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动,当物体到达最低点时,物体恰好掉下一半(即物体质量减少一半),此后振动系统的振幅的变化为()A.振幅不变 B.振幅变大C.振幅变小 D.条件不够,不能确定3.如图所示,弹簧的一端固定,另一端与质量为m2的物体B相连,质量为m1的物体A放在B上,m2=2m1。A、B两物体一起在光滑水平面上的N、M之间做简谐运动,运动过程中A、B之间无相对运动,O是平衡位置。已知当两物体运动到N时,弹簧的弹性势能为Ep,则它们由N运动到O的过程中,摩擦力对A做的功等于()A.Ep B.12EC.13Ep D.144.一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸,当振子上下振动时,以速率v水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如图所示的图像。记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的已知位置坐标,则下列说法正确的是()A.振子平衡位置的纵坐标是y=yB.该弹簧振子的振动周期为xC.振子在坐标(x0,y2)位置时加速度最大D.匀速拉动纸带的速率增大为原来的2倍,振子振动的周期变为原来的15.如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上,质量为m的小球从弹簧正上方高为h处自由下落到弹簧上端A点,然后压缩弹簧到最低点C。若小球放在弹簧上可静止在B点(B点未画出),小球运动过程中空气阻力忽略不计,则下列说法正确的是()A.B点位于AC连线中点的上方B.B点位于AC连线中点的下方C.小球在A点的回复力等于mgD.小球在C点的回复力大于mg6.如图所示,物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体,然后释放,物体在B、C间振动,O为平衡位置(不计阻力)。设向右为正方向,物体相对O点的位移为x,则下列判断正确的是()A.物体做简谐运动,lOC=lOBB.物体做简谐运动,lOC≠lOBC.物体所受合力F=-kxD.物体所受合力F=-3kx7.如图所示,一个质量为m=1kg的小球连接在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定在天花板上,该弹簧的劲度系数k=100N/m,弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系为E=12kx2。用手把小球向上托起,弹簧恢复原长时,由静止释放小球,忽略空气阻力,g取10m/s2,小球会在竖直方向上来回振动。下列说法正确的是(A.小球速度最大时,弹簧处于原长B.小球运动到最低点时,弹簧弹性势能是1JC.以最低点为重力势能的零势能点,小球运动到最高点时重力势能为2JD.小球的最大速度是1m/s二、非选择题8.如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为34l时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动),且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度。(2)物块做简谐运动的振幅是多少?(3)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标系,用x表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动。(已知做简谐运动的物体所受的回复力满足F=-kx)参考答案基础巩固1.B2.D3.A4.C5.AC6.AC7.AC8.(1)振子的振幅A=12lBC=周期T=tn=210s(2)振子振动过程中处于最大位移处的加速度大小am=kAm=100×0.能力提升1.C2.B3.C4.C5.ACD6.AD7.CD8.(1)物块平衡