2.3简谐运动的回复力与能量 课时练（word解析版）
文档属性
| 名称 | 2.3简谐运动的回复力与能量 课时练（word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 597.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-08 06:15:12 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第一册
2.3简谐运动的回复力与能量
课时练（解析版）
1．关于物体的简谐运动，下列说法正确的是（
）
A．位移减小时，加速度和速度都一定减小
B．位移方向可能与速度方向相反
C．回复力方向总是与加速度方向相反
D．回复力逐渐增大，速度一定增大
2．做简谐振动的物体，当振子的位移为负值时，以下说法中正确的是（ ）
A．速度一定为正值，加速度一定为负值
B．速度一定为负值，加速度一定为正值
C．速度不一定为正值，但加速度一定为正值
D．速度不一定为负值，但加速度一定为负值
3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（
）
A．振子所受回复力逐渐增大
B．振子位移逐渐增大
C．振子速度逐渐减小
D．振子加速度逐渐减小
4．如图所示，物体A放在物体B上，B与弹簧相连，它们在光滑水平面上一起做简谐运动,当弹簧伸长到最长时开始记时（t=0），取向右为正方向，A所受静摩擦力f随时间t变化的图象正确的是（ ）
A．
B．
C．D．
5．劲度系数为20
N/cm的弹簧振子，小球的质量0.5kg，它的振动图像如图所示，在图中A点对应的时刻（
）
A．振子的加速度为10m/s2，方向指向x轴的负方向
B．振子的速度方向指向x轴的负方向
C．小球的振幅0.25cm
D．在0～4s内振子通过的路程为0.35
cm，位移为0
6．简谐运动的平衡位置是指（
）
A．速度为零的位置
B．回复力为零的位置
C．加速度为零的位置
D．位移最大的位置
7．如图所示，在质量为m的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m的A、B两物体，箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（重力加速度大小为g）（ ）
A．0
B．mg
C．2mg
D．3mg
8．作简谐运动的物体,回复力和位移的关系图是下图所给四个图像中的(
).
A．
B．
C．D．
9．一列简谐横波沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点平衡位置之间的距离为10．5
m，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（
）
A．质点a的振动方程为
B．该波的波长可能是8．4m
C．该波的波速可能是10．5m/s
D．该波由a传到b所经历的时间可能是7s
10．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（ ）
A．乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的
B．乘客达到地心时的速度最大，加速度最大
C．乘客只有在地心处才处于完全失重状态
D．乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比
11．一弹簧振子做简谐运动时，其加速度随振动位移变化的图像应为（ ）
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，一个弹赞振子沿x轴在B、C之间做简谐运动，O是平衡位置，当振子从B向O点运动经过P点时
A．振子的位移为负
B．振子受回复力为负
C．振子速度为负
D．振子的加速度为负
13．做简谐振动的物体在通过平衡位置时，为零的物理量有（ ）
A．回复力
B．加速度
C．振幅
D．速度
14．一水平弹簧振子沿x轴方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点，向x轴正方向运动时弹簧被拉伸，振子的振动图像如图所示，已知弹簧的劲度系数为20N/cm，振子质量为m＝0.1kg，则（ ）
A．在0~4s内振子做了1.75次全振动
B．图中A点对应的时刻振子的加速度大小为5m/s2
C．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向
D．图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5N，方向指向x轴的负方向
15．如图所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，小球从弹簧正上方高为处自由下落到弹簧上端，然后压缩弹簧到最低点，若小球放在弹簧上可静止在点，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．点位于连线中点的上方
B．点位于连线中点的下方
C．小球在点的加速度小于重力加速度
D．小球在点的加速度大于重力加速度
16．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端挂一质量的小球。若小球随升降机在匀速运行过程中升降机突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示。已知弹簧振子做简谐运动的周期，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（
）
A．升降机停止运行前在向上运动
B．时间内，小球处于超重状态
C．时间内，小球向下运动，速度先增大后减小
D．由图乙知，小球和弹簧构成的系统机械能守恒
E.从时刻起小球开始做振幅为、周期为的简谐运动
17．将气垫导轨倾斜放置，倾角为θ＝30°，质量为m＝5×10－2
kg的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图(a)所示．从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的x-t图象如图(b)所示，物块的振幅为A(未知)．已知弹簧振子的周期T＝2π，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，取g＝10
m/s2.
(ⅰ)求物块振动的位移表达式；
(ⅱ)若让物块振动的振幅为2cm，请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式．
18．图为某物体做简谐运动的图像，在范围内回答下列问题。
(1)哪些时刻物体的回复力与时的回复力相同？
(2)哪些时刻物体的速度与时的速度相同？
(3)哪些时刻的动能与时的动能相同？
(4)哪段时间的加速度在减小？
(5)哪段时间的势能在增大？
参考答案
1．B
【详解】
A．位移减小时，恢复力减小，加速度减小，但速度增大，故A错误；
B．物体从最大位移处向平衡位置运动的过程中，位移方向和速度方向相反，故B正确；
C．根据牛顿第二定律，回复力方向总是与加速度方向相同，故C错误；
D．回复力逐渐增大，说明物体在向最大位移处运动，则速度逐渐减小，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
由加速度与位移关系
可知，加速度一定为正值，此时可能衡位置，可能远离平衡位置，故速度可能正值、可能负值，C正确。
故选C。
3．D
【详解】
回复力与位移成正比，在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小，A错误；振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，B错误；物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，C错误．由牛顿第二定律a=F/m可知，加速度也减小，D正确；故选D．
点睛：本题考查根据振动特点分析物体振动过程的能力．在振动过程中，这三个量大小变化情况是一致的：回复力、加速度和位移．
4．D
【详解】
由题意，A物体与B物体始终保持相对静止，两者加速度相同，A的加速度由静摩擦力提供。由此可知，A受到的静摩擦力应与B受到的回复力变化规律相同，0时刻，力最大，向左，按正弦规律变化，
D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．由图可知A在t轴上方，位移x=0.25cm，所以弹力
F=-kx=-5N
即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，则加速度
方向指向x轴的负方向，故A正确；
B．由图可知过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故B错误；
C．振幅等于x的最大值，为A=0.5cm，故C错误；
D．由于t=0时刻和t=4s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为
2×4×0.50cm=4cm
故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
物体在平衡位置时，物体处在位移为零的位置，此时受到的回复力为零；但由于物体可能受其他外力；如单摆的摆动过程中，最低点为平衡位置，此时受向心力，有向心加速度；故加速度不为零；但速度却是最大值；故选B．
【点睛】
本题考查简谐运动的性质，注意平衡位置时物体的回复力为零,速度最大，加速度、位移最小．
7．B
【详解】
平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐运动，设弹簧劲度系数为k，在平衡位置有
kx1=mg
在平衡之前的初位置有
kx2=2mg
故振幅为
A=x2-x1=
根据简谐运动的对称性，A运动到最高点时，弹簧恰好处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于木箱重力mg，结合牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力为mg，B正确，ACD错误。
故选B。
8．D
【详解】
回复力和位移的关系式F=-kx，图象为一次函数，且F与x
方向相反，故选D．
9．D
【解析】
试题分析：由图可知，则质点a的振动方程为，选项A错误；设ab距离为x．由图象知，t=0时刻，a点位于波谷，b点经过平衡位置向上，结合波形，得到，（n=0，1，2，、）得，可知8．4
m不是波长的可能值，选项B错误；波速，因n是整数，v不可能等于10．5m/s．故C错误．周期T=4s，由a传播到b的时间，n为整数，则该波由a传到b所经历的时间可能是7
s，故选项D正确．故选D．
考点：机械波的传播
10．D
【详解】
A．乘客做简谐运动的回复力是由地球对乘客的万有引力提供的，故A错误；
B．乘客达到地心时的速度最大，加速度为零，因为地心处乘客所受引力的合力为零，故B错误；
C．乘客只受地球引力的作用，全程处于完全失重状态，故C错误；
D．乘客做简谐运动，地心处为平衡位置，由简谐运动的受力特点可知，乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
由
可得
因k和m一定，则加速度与位移为反比例关系，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．A
【详解】
A.简谐运动中位移是指从平衡位置到物体位置的有向线段，故物体在P点时位移向左，所以位移为负，故A正确；
B.
回复力，位移为负，故回复力为正，故B错误；
C.经过P点向右运动，故速度为正，故C错误；
D.加速度，位移为负，故加速度为正，故D错误；
13．AB
【详解】
通过平衡位置时，位移为零，故回复力为零，加速度为零，速度最大，振动过程中振幅保持不变，AB正确，CD错误。
故选AB。
14．CD
【详解】
A．由图可知振子振动的周期是2s，所以在0~4s内振子做了2次全振动，故A错误；
BD．图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小
方向指向平衡位置，即x轴的负方向。
加速度大小
故B错误，D正确；
C．由图可知，A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向，故C正确；
故选CD。
15．AD
【详解】
AB．小球放在弹簧上，可以静止于B点，可知B点为平衡位置，若从A点由静止释放，平衡位置在A点和最低点的中点，而小球从弹簧的正上方下落，最低点需下移，但是平衡位置不变，可知B点位于AC连线中点的上方，故A正确，B错误；
C．小球在A点弹力为零，则小球在A点所受的合力为mg，加速度为g，故C错误。
D．若从A点静止释放，到达最低点的时，加速度与A点对称，大小为g，但是C点所处的位置在A点关于平衡位置对称点的下方，根据牛顿第二定律
解得
可知加速度a大于g，故D正确。
故选AD。
16．AD
【详解】
A．从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，故A正确；
B．由图像可知，t1~t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故B错误；
C．时间内，小球向下运动，时刻，合力为零，后弹力大于重力，合力向上，减速到零，故C错误；
D．由图乙知，弹簧振子做的是等幅振动，即小球和弹簧构成的系统机械能守恒。故D正确；
E．当弹簧的弹力最大时，达到了小球的振幅，即有
kx=
2mg-mg
代入数据，可得
x=0.1m
已如弹簧振子做简谐运动的周期为
T=2π
代入数据可得
T=
故E错误。
故选AD。
17．(ⅰ)x＝0.012
5cos
20t
m
；(ⅱ)F＝－20x
N(－0.02
m≤x≤0.02
m)
【详解】
(ⅰ)由题意知弹簧振子做简谐运动，振子的振幅等于物块到平衡位置时弹簧的压缩量，即
与
T＝2π
比较有
A＝
由图(b)结合数学知识得
x＝Acost
联立解得
x＝0.0125cos
20t
m
(ⅱ)由题意得
k＝
回复力
F＝－kx
解得
F＝－20x
N(－0.02
m≤x≤0.02
m)
18．见解析
【详解】
(1)根据回复力可知，在范围内0.6s、1.2s、1.4s的回复力与0.4s时的相等；
(2)根据简谐运动的规律可知，在范围内0.6s、1.2s、1.4s的速度与0.4s时的相等；
(3)根据对称可知，在范围内0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s的动能与0.4s时的相等；
(4)根据可知，在范围内、、、加速度在减小；
(5)物体的势能增大，则动能减小，即速度减小也即远离平衡位置，则在范围内、、、。
19．效果
弹簧的弹力
【详解】
[1]回复力是按效果命名的力，回复力可以是某个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力；
[2]弹簧振子的回复力是由弹簧的弹力提供的。
20．竖直向上
-80
【详解】
由图可知，该质点振动的周期为2s，由简谐运动的周期性可知，10s时的运动情况与t=0时相同，速度方向为x轴正方向，即竖直向上；该质点的振动方程为，t1=0.5s时，x1=40cm；t2=1.5s时，x1=-40cm；0.5-1.5s时间内质点的位移为x=x2-x1=-80cm；时，
质点在0-
内运动的路程为:
s=8A-=(320-20
)cm
2.3简谐运动的回复力与能量
课时练（解析版）
1．关于物体的简谐运动，下列说法正确的是（
）
A．位移减小时，加速度和速度都一定减小
B．位移方向可能与速度方向相反
C．回复力方向总是与加速度方向相反
D．回复力逐渐增大，速度一定增大
2．做简谐振动的物体，当振子的位移为负值时，以下说法中正确的是（ ）
A．速度一定为正值，加速度一定为负值
B．速度一定为负值，加速度一定为正值
C．速度不一定为正值，但加速度一定为正值
D．速度不一定为负值，但加速度一定为负值
3．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（
）
A．振子所受回复力逐渐增大
B．振子位移逐渐增大
C．振子速度逐渐减小
D．振子加速度逐渐减小
4．如图所示，物体A放在物体B上，B与弹簧相连，它们在光滑水平面上一起做简谐运动,当弹簧伸长到最长时开始记时（t=0），取向右为正方向，A所受静摩擦力f随时间t变化的图象正确的是（ ）
A．
B．
C．D．
5．劲度系数为20
N/cm的弹簧振子，小球的质量0.5kg，它的振动图像如图所示，在图中A点对应的时刻（
）
A．振子的加速度为10m/s2，方向指向x轴的负方向
B．振子的速度方向指向x轴的负方向
C．小球的振幅0.25cm
D．在0～4s内振子通过的路程为0.35
cm，位移为0
6．简谐运动的平衡位置是指（
）
A．速度为零的位置
B．回复力为零的位置
C．加速度为零的位置
D．位移最大的位置
7．如图所示，在质量为m的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m的A、B两物体，箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（重力加速度大小为g）（ ）
A．0
B．mg
C．2mg
D．3mg
8．作简谐运动的物体,回复力和位移的关系图是下图所给四个图像中的(
).
A．
B．
C．D．
9．一列简谐横波沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点平衡位置之间的距离为10．5
m，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（
）
A．质点a的振动方程为
B．该波的波长可能是8．4m
C．该波的波速可能是10．5m/s
D．该波由a传到b所经历的时间可能是7s
10．在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（ ）
A．乘客做简谐运动的回复力是由车对人的支持力提供的
B．乘客达到地心时的速度最大，加速度最大
C．乘客只有在地心处才处于完全失重状态
D．乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比
11．一弹簧振子做简谐运动时，其加速度随振动位移变化的图像应为（ ）
A．
B．
C．
D．
12．如图所示，一个弹赞振子沿x轴在B、C之间做简谐运动，O是平衡位置，当振子从B向O点运动经过P点时
A．振子的位移为负
B．振子受回复力为负
C．振子速度为负
D．振子的加速度为负
13．做简谐振动的物体在通过平衡位置时，为零的物理量有（ ）
A．回复力
B．加速度
C．振幅
D．速度
14．一水平弹簧振子沿x轴方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点，向x轴正方向运动时弹簧被拉伸，振子的振动图像如图所示，已知弹簧的劲度系数为20N/cm，振子质量为m＝0.1kg，则（ ）
A．在0~4s内振子做了1.75次全振动
B．图中A点对应的时刻振子的加速度大小为5m/s2
C．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向
D．图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5N，方向指向x轴的负方向
15．如图所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，小球从弹簧正上方高为处自由下落到弹簧上端，然后压缩弹簧到最低点，若小球放在弹簧上可静止在点，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．点位于连线中点的上方
B．点位于连线中点的下方
C．小球在点的加速度小于重力加速度
D．小球在点的加速度大于重力加速度
16．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端挂一质量的小球。若小球随升降机在匀速运行过程中升降机突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示。已知弹簧振子做简谐运动的周期，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（
）
A．升降机停止运行前在向上运动
B．时间内，小球处于超重状态
C．时间内，小球向下运动，速度先增大后减小
D．由图乙知，小球和弹簧构成的系统机械能守恒
E.从时刻起小球开始做振幅为、周期为的简谐运动
17．将气垫导轨倾斜放置，倾角为θ＝30°，质量为m＝5×10－2
kg的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图(a)所示．从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的x-t图象如图(b)所示，物块的振幅为A(未知)．已知弹簧振子的周期T＝2π，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，取g＝10
m/s2.
(ⅰ)求物块振动的位移表达式；
(ⅱ)若让物块振动的振幅为2cm，请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式．
18．图为某物体做简谐运动的图像，在范围内回答下列问题。
(1)哪些时刻物体的回复力与时的回复力相同？
(2)哪些时刻物体的速度与时的速度相同？
(3)哪些时刻的动能与时的动能相同？
(4)哪段时间的加速度在减小？
(5)哪段时间的势能在增大？
参考答案
1．B
【详解】
A．位移减小时，恢复力减小，加速度减小，但速度增大，故A错误；
B．物体从最大位移处向平衡位置运动的过程中，位移方向和速度方向相反，故B正确；
C．根据牛顿第二定律，回复力方向总是与加速度方向相同，故C错误；
D．回复力逐渐增大，说明物体在向最大位移处运动，则速度逐渐减小，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
由加速度与位移关系
可知，加速度一定为正值，此时可能衡位置，可能远离平衡位置，故速度可能正值、可能负值，C正确。
故选C。
3．D
【详解】
回复力与位移成正比，在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小，A错误；振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，B错误；物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，C错误．由牛顿第二定律a=F/m可知，加速度也减小，D正确；故选D．
点睛：本题考查根据振动特点分析物体振动过程的能力．在振动过程中，这三个量大小变化情况是一致的：回复力、加速度和位移．
4．D
【详解】
由题意，A物体与B物体始终保持相对静止，两者加速度相同，A的加速度由静摩擦力提供。由此可知，A受到的静摩擦力应与B受到的回复力变化规律相同，0时刻，力最大，向左，按正弦规律变化，
D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．由图可知A在t轴上方，位移x=0.25cm，所以弹力
F=-kx=-5N
即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，则加速度
方向指向x轴的负方向，故A正确；
B．由图可知过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故B错误；
C．振幅等于x的最大值，为A=0.5cm，故C错误；
D．由于t=0时刻和t=4s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为
2×4×0.50cm=4cm
故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
物体在平衡位置时，物体处在位移为零的位置，此时受到的回复力为零；但由于物体可能受其他外力；如单摆的摆动过程中，最低点为平衡位置，此时受向心力，有向心加速度；故加速度不为零；但速度却是最大值；故选B．
【点睛】
本题考查简谐运动的性质，注意平衡位置时物体的回复力为零,速度最大，加速度、位移最小．
7．B
【详解】
平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐运动，设弹簧劲度系数为k，在平衡位置有
kx1=mg
在平衡之前的初位置有
kx2=2mg
故振幅为
A=x2-x1=
根据简谐运动的对称性，A运动到最高点时，弹簧恰好处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于木箱重力mg，结合牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力为mg，B正确，ACD错误。
故选B。
8．D
【详解】
回复力和位移的关系式F=-kx，图象为一次函数，且F与x
方向相反，故选D．
9．D
【解析】
试题分析：由图可知，则质点a的振动方程为，选项A错误；设ab距离为x．由图象知，t=0时刻，a点位于波谷，b点经过平衡位置向上，结合波形，得到，（n=0，1，2，、）得，可知8．4
m不是波长的可能值，选项B错误；波速，因n是整数，v不可能等于10．5m/s．故C错误．周期T=4s，由a传播到b的时间，n为整数，则该波由a传到b所经历的时间可能是7
s，故选项D正确．故选D．
考点：机械波的传播
10．D
【详解】
A．乘客做简谐运动的回复力是由地球对乘客的万有引力提供的，故A错误；
B．乘客达到地心时的速度最大，加速度为零，因为地心处乘客所受引力的合力为零，故B错误；
C．乘客只受地球引力的作用，全程处于完全失重状态，故C错误；
D．乘客做简谐运动，地心处为平衡位置，由简谐运动的受力特点可知，乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离成正比，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
由
可得
因k和m一定，则加速度与位移为反比例关系，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．A
【详解】
A.简谐运动中位移是指从平衡位置到物体位置的有向线段，故物体在P点时位移向左，所以位移为负，故A正确；
B.
回复力，位移为负，故回复力为正，故B错误；
C.经过P点向右运动，故速度为正，故C错误；
D.加速度，位移为负，故加速度为正，故D错误；
13．AB
【详解】
通过平衡位置时，位移为零，故回复力为零，加速度为零，速度最大，振动过程中振幅保持不变，AB正确，CD错误。
故选AB。
14．CD
【详解】
A．由图可知振子振动的周期是2s，所以在0~4s内振子做了2次全振动，故A错误；
BD．图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小
方向指向平衡位置，即x轴的负方向。
加速度大小
故B错误，D正确；
C．由图可知，A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向，故C正确；
故选CD。
15．AD
【详解】
AB．小球放在弹簧上，可以静止于B点，可知B点为平衡位置，若从A点由静止释放，平衡位置在A点和最低点的中点，而小球从弹簧的正上方下落，最低点需下移，但是平衡位置不变，可知B点位于AC连线中点的上方，故A正确，B错误；
C．小球在A点弹力为零，则小球在A点所受的合力为mg，加速度为g，故C错误。
D．若从A点静止释放，到达最低点的时，加速度与A点对称，大小为g，但是C点所处的位置在A点关于平衡位置对称点的下方，根据牛顿第二定律
解得
可知加速度a大于g，故D正确。
故选AD。
16．AD
【详解】
A．从0时刻开始，弹簧弹力减小，知小球向上运动，可知升降机停止前向上运动，故A正确；
B．由图像可知，t1~t2时间内，重力大于弹力，加速度向下，处于失重状态，故B错误；
C．时间内，小球向下运动，时刻，合力为零，后弹力大于重力，合力向上，减速到零，故C错误；
D．由图乙知，弹簧振子做的是等幅振动，即小球和弹簧构成的系统机械能守恒。故D正确；
E．当弹簧的弹力最大时，达到了小球的振幅，即有
kx=
2mg-mg
代入数据，可得
x=0.1m
已如弹簧振子做简谐运动的周期为
T=2π
代入数据可得
T=
故E错误。
故选AD。
17．(ⅰ)x＝0.012
5cos
20t
m
；(ⅱ)F＝－20x
N(－0.02
m≤x≤0.02
m)
【详解】
(ⅰ)由题意知弹簧振子做简谐运动，振子的振幅等于物块到平衡位置时弹簧的压缩量，即
与
T＝2π
比较有
A＝
由图(b)结合数学知识得
x＝Acost
联立解得
x＝0.0125cos
20t
m
(ⅱ)由题意得
k＝
回复力
F＝－kx
解得
F＝－20x
N(－0.02
m≤x≤0.02
m)
18．见解析
【详解】
(1)根据回复力可知，在范围内0.6s、1.2s、1.4s的回复力与0.4s时的相等；
(2)根据简谐运动的规律可知，在范围内0.6s、1.2s、1.4s的速度与0.4s时的相等；
(3)根据对称可知，在范围内0.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s的动能与0.4s时的相等；
(4)根据可知，在范围内、、、加速度在减小；
(5)物体的势能增大，则动能减小，即速度减小也即远离平衡位置，则在范围内、、、。
19．效果
弹簧的弹力
【详解】
[1]回复力是按效果命名的力，回复力可以是某个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力；
[2]弹簧振子的回复力是由弹簧的弹力提供的。
20．竖直向上
-80
【详解】
由图可知，该质点振动的周期为2s，由简谐运动的周期性可知，10s时的运动情况与t=0时相同，速度方向为x轴正方向，即竖直向上；该质点的振动方程为，t1=0.5s时，x1=40cm；t2=1.5s时，x1=-40cm；0.5-1.5s时间内质点的位移为x=x2-x1=-80cm；时，
质点在0-
内运动的路程为:
s=8A-=(320-20
)cm