沪科版 (2019)选择性必修 第一册2.2 物体做简谐运动的原因精练

2.2物体做简谐运动的原因同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．某弹簧振子振动的位移-时间图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．振子振动周期为，振幅为

B．时振子的速度为零，加速度为正向的最大值

C．从到过程中振子做加速运动

D．时振子的速度为负向的最大值

2．关于单摆，下列说法中正确的是（       ）.

A．摆球运动的回复力是摆线拉力与重力的合力

B．摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点时，加速度是不变的

C．摆球在运动过程中加速度方向始终指向平衡位置

D．摆球经过平衡位置时，加速度为零

3．关于振动物体的平衡位置，下列说法中不正确的是(　　)．

A．加速度改变方向的位置

B．回复力为零的位置

C．速度最大的位置

D．加速度最大的位置

4．如图所示，弹簧振子在、两点间做无摩擦的往复运动，是振子的平衡位置。则振子从向运动过程中（　　）

A．速度一直变小 B．振幅一直变小 C．加速度变小 D．为半次全振动

5．如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐振动，O为平衡位置．取向右为正方向，t=0时刻振子具有正方向的最大加速度，那么在如图所示的振动图线中，能正确反映振子振动情况的是

A． B．

C． D．

6．如图所示，做简谐运动的弹簧振子，下列说法中正确的是（　　）

A．振子通过平衡位置时，加速度最大

B．振子在最大位移处时，动能最大

C．振子在连续两次通过同一位置时，速度相同

D．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同

7．如图所示为一水平弹簧振子，小球在M、N间做简谐运动，O是平衡位置，P是ON之间的一点．下列说法错误的是（   ）

A．小球每次经过P点时的回复力都相同

B．小球每次经过P点时的加速度都相同

C．小球每次经过P点时的动能都相同

D．小球每次经过P点时的动量都相同

8．一弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之三周期，振子受到沿x轴正方向的最大回复力。则下列能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是（　　）

A． B． C． D．

9．有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（　　）

A．1∶1　1∶1 B．1∶1　1∶2

C．1∶4　1∶4 D．1∶2　1∶2

10．关于简谐运动，下列说法正确的是(　　)

A．在平衡位置所受的合外力一定为零

B．在平衡位置时势能一定为零

C．单摆的回复力是重力和悬线拉力的合力

D．振幅与最大位移不相同

11．弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间的距离是20cm，振子由A运动到B的时间是2s，如图所示，则（　　）

A．从O→B→O振子做了一次全振动

B．振动周期为2s，振幅是10cm

C．从B开始经过6s，振子通过的路程是60cm

D．从O开始经过3s，振子处在平衡位置

12．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．时，振子的速度方向向右

B．时，振子在O点右侧6cm处

C．到的时间内，振子的速度方向相同

D．到的时间内，振子的速度先增大后减小

13．一个弹簧振子振动过程中的某段时间内，其加速度数值越来越大，即在这段时间内（　　）

A．振子的速度越来越大

B．振子正在向平衡位置运动

C．振子的弹性势能越来越大

D．振子的速度方向与位移方向相反

14．如图所示，一质量为M的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量为m的铁球。用手向下拉一小段距离后释放铁球。铁球便上下做谐运动，则（　　）

A．弹簧处于原长时的位置是铁球做简谐运动的平衡位置

B．在铁球向平衡位置运动的过程中，铁球的位移、回复力、加速度都逐渐减小，速度和小球重力势能增大

C．若弹簧振动过程的振幅可调，则当框架对桌面的压为零时，弹簧的压缩量为

D．若弹簧振动过程的振幅可调，且保证木质框架不会离开桌面，则铁球的振幅最大是

15．一个做简谐运动的质点,它的振幅是5 cm,频率是2.5 Hz,该质点从平衡位置开始经过2.5 s后,位移的大小和经过的路程为(       )

A．5 cm、12.5 cm

B．5 cm、125cm

C．0、30cm

D．0、125 cm

二、填空题（共3题）

16．如图所示，一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，B、C两点分别为质点振动过程中的最大位移处，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，再继续运动,又经过0.3s它第二次经过M点，则再经过__________s该质点第三次经过M点。

17．如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则小球运动的最大速度______；小球运动中最大加速度_____g（选填“大于”、“小于”或“等于”）

18．已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2，其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，m是振子的质量，莱芜第一中学的学生尚清北以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置（如图所示），图中S是光滑水平面，L是轻质弹簧，Q是带夹子的金属盒；P是固定于盒上的遮光片，利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率。

（1）实验时配备一定数量的的砝码，将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量，从而可以进行多次实验。

（2）通过实验尚清北同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据，他想利用函数图像处理这些数据，若以振子质量m为直角坐标系的横坐标，则为了简便地绘制函数图像，较准确地求得k，应以______为直角坐标系的纵坐标。

（3）若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量m0考虑在内，振动频率f的数据记录准确，利用现有的这些数据结合上述图像，能否准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k？______（填“能”或“不能”），图线上取两点（m1，）和（m2，），则可求出劲度系数k=______。

三、综合题（共4题）

19．一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13s质点第一次通过M点，再经0.1s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？

20．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a（a<gsinθ）的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点，v1、v2、t1、t2未知），重力加速度为g。

（1）求t1时刻弹簧的形变量以及t1；

（2）写出0-t1时间内拉力大小F随位移大小x的表达式，并画出示意图；并求出该过程中拉力所做的功；

（3）从t1时刻开始，A还需要向上运动多少距离速度再次达到v1。

21．如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子A放在倾角为的光滑固定斜面上，下端固定在斜面上。盒子内装一个光滑小球，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内，已知弹簧劲度系数为k=100N/m，盒子A和金属圆球B质量均为m=0.5kg。将A沿斜面向上提起，使弹簧从原长伸长5cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取10m/s2，求：

（1）盒子A的振幅；

（2）金属圆球B的最大速度；

（3）盒子运动到最低点时，盒子A对金属圆球B沿斜面方向的作用力大小。

22．如图（1），弹簧振子平衡位置为O， 振子在AB间作简谐振动，在图上画出振子在B点时加速度的方向和在A时的位移．

参考答案：

1．B

2．B

3．D

4．C

5．B

6．D

7．D

8．A

9．B

10．D

11．C

12．C

13．C

14．D

15．B

16．12.3s或3.9s

17．     大于     大于

18．          能    

19．0.72s或0.24s

20．（1），；（2），，；（3）

21．（1）10cm；（2）1m/s；（3）7.5N

22．