沪科版 (2019)选择性必修 第一册2.2 物体做简谐运动的原因习题

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．以下说法正确的是(   )

A．简谐运动的质点是做匀变速直线运动

B．简谐运动的回复力一定是物体受到的合外力

C．简谐运动质点每次通过同一位置时，运动方向可能不同，但加速度一定相同

D．当存在摩擦和空气阻力时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期也减小

2．关于弹簧振子的运动状态，以下说法中正确的是（　　）

A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动

C．匀变速直线运动 D．变加速直线运动

3．关于质点的运动情况，下列叙述正确的是

A．如果质点做自由落体运动，每1s内，质点所受重力做功都相等．

B．如果质点做平抛运动，每1s内，质点的动量增量都相同．

C．如果质点做匀速圆周运动，每1s内，质点所受合力的冲量都相同．

D．如果质点做简谐运动，每四分之一周期内回复力做的功都相等．

4．如图所示，轻质弹簧下挂重为300N的物体A，伸长了3cm，再挂上重为200N的物体B时又伸长了2cm，弹簧均在弹性限度内若将连接A、B两物体的细绳烧断，使A在竖直面内做简谐运动，下列说法中正确的是（       ）

A．最大回复力为300N B．振幅为5cm

C．振幅为3cm D．最大回复力为200N

5．关于简谐振动，下列说法中正确的是（　　）

A．回复力跟位移成正比，方向有时跟位移相同，有时跟位移方向相反；

B．加速度跟位移成正比，方向永远跟位移方向相反；

C．速度跟位移成反比，方向跟位移有时相同有时相反；

D．加速度跟回复力成反比，方向永远相同。

6．有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如图所示。下列关于图甲、乙、丙、丁的判断正确的是（选项中v、F、a、Ek分别表示物体的速度、受到的回复力、加速度和动能）（　　）

A．甲可作为该物体的v－t图像 B．乙可作为该物体的F－t图像

C．丙可作为该物体的a－t图像 D．丁可作为该物体的Ek－t图像

7．如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振子从平衡位置O向a运动过程中

A．加速度和速度均不断减小

B．加速度和速度均不断增大

C．加速度不断增大，速度不断减小

D．加速度不断减小，速度不断增大

8．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图。已知该波的周期为T，a、b、c、d是波的传播方向上的四个质点，则在时刻（　　）

A．质点a正在向y轴负方向运动 B．质点b的速度正在增大

C．质点c的速度最大 D．质点c迁移到了质点d的位置

9．如图所示是一弹簧振子，设向右为正方向，O为平衡位置，则（　　）

A．A→O时，位移为负，速度为正 B．O→B时，位移为正，加速度为负

C．B→O时，位移为负，速度为正 D．O→A时，位移为负，加速度为正

10．弹簧振子在振动中通过平衡位置时

A．速度最大 B．回复力最大

C．位移最大 D．加速度最大

11．一质点做简谐运动．质点的位移随时间变化的规律如图所示，则从图中可以看出（　　）

A．质点做简谐运动的周期为

B．质点做简谐运动的振幅为

C．时，质点的加速度为零

D．质点的振动方程为（）

12．如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，上端固定一质量可忽略的薄板。现将一质量为m的物块从距薄板正上方h处静止释放，物块落到薄板上立即与薄板具有相同速度，但不粘连。重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A．释放之后，物块做简谐运动

B．物块刚碰到薄板时速度最大

C．物块的最大动能为

D．在最低位置，薄板对物块的支持力大于2mg

13．如图所示，一轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与小滑块B相连，另一小滑块置于小滑块B上。在轻弹簧的弹性限度内。小滑块和小滑块B保持相对静止，一起在光滑水平面上往复运动。不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．因为小滑块水平方向上只受摩擦力作用，所以小滑块的运动不是简谐运动

B．作用在小滑块上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比

C．小滑块B对小滑块的静摩擦力始终对小滑块做负功，而小滑块对小滑块B的静摩擦力对小滑块B不做功

D．小滑块B从平衡位置向右运动，系统的动能增大，势能减小

14．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　）

A．第0.2s末质点的加速度最大

B．第0.4s末质点的加速度方向是

C．第0.7s末质点距离O点2.5cm处

D．在0.1s到0.3s质点运动的路程大于5cm

15．弹簧振子作简谐振动时，当振子两次连续通过同一位置时，下列有关弹簧振子的物理量中不相同的是（ ）

A．动能 B．速度 C．加速度 D．回复力

二、填空题（共4题）

16．如图所示的弹簧振子在B、C间振动，振动周期为2s，由开始振动并在O点开始计时，后振子在_______位置；若振幅为，规定O到B的方向为正方向，则该时刻位移大小为______；路程为________；该振子的振动频率为_______.

17．弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列判断正确的是____________

A．振子通过平衡位置时，动能最大，加速度最大

B．振子速度相等的时刻，位移必相等

C．振子速度、位移相等的连续两时刻间的时间比为周期T

D．若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子回复力一定在增大

E.若某一过程中振子的速率在减小，则此时加速度与速度方向一定相反

18．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图象如图乙所示，设向右为正方向，则：

(1)OB=___________cm。

(2)第0.2s末质点的速度方向是___________，加速度的大小为___________。

(3)第0.4s末质点的加速度方向是___________。

(4)第0.7s时，质点位置在___________点与___________点之间。

(5)质点振动的周期T=___________s。

(6)在4s内完成___________次全振动。

19．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）

20．如图所示，将弹簧振子从平衡位置O向右拉开后4cm放手，让它做简谐运动，已知从放手到第一次回到平衡位置的时间为0.1s，求：

（1）弹簧振子的振幅、周期、频率.

（2）2s内完成全振动的次数.

（3）振子从开始运动经过2.5s的位移的大小.此刻正要向哪个方向做怎样的运动？

（4）振子经5s通过的路程.

（5）若将弹簧振子从平衡位置向右拉开6cm后释放，运动过程中的振幅、周期、频率变为多大？

21．如图所示是两个弹簧振子A、B做简谐运动的图象，根据图像所给的信息，回答以下问题：

（1）弹簧振子A的振幅和周期

（2）8s-10s内，振子B加速度的大小如何变化，方向如何。

（3）在t=10s时，A、B振子都通过平衡位置，并且它们的速度大小相等、方向相反，从此时起，至少再经过多长的时间，它们再同时通过平衡位置且速度相同；

（4）写出两个弹簧振子的位移与时间的关系式。

22．如图所示，竖直放置的轻弹簧劲度系数为k，下端固定在水平面上，上端与质量为m可视为质点的小球相连，开始时弹簧处于原长。现将小球从弹簧上端由静止开始释放，在竖直方向上作简谐运动，其周期为。已知重力加速度为g，不计弹簧质量和一切阻力，取竖直向下为正，开始运动时刻为0时刻，求：

（1）小球处于平衡位置时弹簧的形变量及简谐运动的振幅A；

（2）小球简谐运动位移随时间变化的表达式；

（3）小球运动到最低点时弹簧的弹力。

23．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．C

2．D

3．B

4．D

5．B

6．C

7．C

8．C

9．C

10．A

11．C

12．D

13．B

14．D

15．B

16．     C     -2     6     0.5

17．CDE

18．     5     O→A     0     A→O     O     B     0.8     5

19．          能    

20．（1）4cm，0.4s，2.5Hz

（2）5

（3）位移为零，向左做加速度增大的减速运动

（4）2m

（5）振幅变为6cm，而周期与频率均不变

21．(1)A=1cm，；(2)加速度逐渐变小，方向直线平衡位置；(3)20；(4) ，

22．（1），；（2）；（3）

23．