2.2物质做简谐运动的原因基础巩固（Word版含答案）

2.2物质做简谐运动的原因基础巩固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．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是（　　）
A．振子在A、B两点时的速度和位移均为零
B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变
C．振子所受的弹力方向总跟速度方向相同
D．振子离开O点的运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动
2．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长。振动过程中弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则在振动过程中（　　）
A．弹簧的最大弹性势能等于mgA
B．弹簧的弹性势能和物体的动能总和保持不变
C．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小为2mg
D．物体在最低点时的加速度大小为2g
3．如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是（ ）
A．大小为，方向向左
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向右
4．如图是一水平弹簧振子做简谐振动的振动的振动图象（x—t图），由图可推断，振动系统（　　）
A．在t1和t2时刻具有相等的动能和相同的速度 B．在t3和t4时刻具有相等的势能和相同的速度
C．在t4和t6时刻具有相同的位移和速度 D．在t1和t6时刻具有相同的速度和加速度
5．如图所示，弹簧振子在b、c两点之间做简谐运动，b、c之间的距离为10cm，O是平衡位置，振子每次从c运动到b的时间均为0.5s，则该弹簧振子(　　)
A．振幅为10cm
B．周期为0.5s
C．频率为1Hz
D．从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动
6．如图所示，用质量不计的弹簧把质量为3m的木板A与质量为m的木板B连接组成如图所示的装置，B板置于水平地面上，现用一竖直向下的力F向下压木板A，撤销F后，B板恰好被提离地面，由此可知力F的大小是（ ）
A．7mg B．4mg C．3mg D．2mg
7．沿水平方向振动的弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．在平衡位置，它的机械能最大
B．在最大位移处，它的弹性势能最大
C．从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的弹性势能减小
D．从最大位移处向平衡位置运动的过程中，它的机械能减小
8．盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动.其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期和的关系为
A． B．
C． D．
9．如图所示，一弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，BC间距离为10cm， 从B到C运动一次的时间为1s，则（ ）
A．从B到C振子作了一次全振动 B．振动周期为2s，振幅为5cm
C．经过两次全振动，振子通过的路程是20cm D．振子从B点开始，经3s位移是30cm
10．如图为某质点沿x轴做简谐运动的图象,下列说法中正确的是(　　)
A．在t=4s时质点速度最大,加速度为0
B．在t=1s时,质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1s时间内,质点速度和加速度方向相同
D．在t=2s时,质点的位移沿x轴负方向,加速度也沿x轴负方向
11．弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始计时，经过0.3s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　）
A．0.8s B．1.4s C．1.6s D．2.0s
12．一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17s时，振子运动情况是( )
A．正在向右做减速运动
B．正在向左做减速运动
C．正在向右做加速运动
D．正在向左做加速运动
13．如图甲所示，小物体从竖直弹簧上方离地高处由静止释放，其动能与离地高度的关系如图乙所示，其中高度从下降到，图像为直线，其余部分为曲线，对应图像的最高点，轻弹簧劲度系数为，小物体质量为，重力加速度为，以下说法正确的是（ ）
A．小物体下降至高度时，弹簧形变量为0
B．小物体下落至高度时，加速度为0
C．小物体从高度下降到，弹簧的弹性势能增加了
D．小物体从高度下降到，物体的最大动能为
14．如图所示，两长方体木块和叠放在光滑水平面上，质量分别为和，与之间的最大静摩擦力为，与劲度系数为的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子。和在振动过程中始终不发生相对滑动，则（　　）
A．受到的摩擦力与离开平衡位置位移总满足
B．它们的最大加速度不能大于
C．它们的振幅不可能大于
D．振动过程中，AB间的摩擦力对A做正功，对B做负功
15．某鱼漂的示意图如图所示O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点O。用手将鱼漂向下压，使点M到达水面，松手后，鱼漂会上下运动，上升到最高处时，点N到达水面。不考虑阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．鱼漂的运动是简谐运动
B．点O过水面时，鱼漂的加速度最大
C．点M到达水面时，鱼漂具有向下的加速度
D．鱼漂由上往下运动时，速度越来越大
二、填空题（共4题）
16．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：
（1）该振子简谐运动的表达式为___________；
（2）该振子在第时的位移为___________，该振子在前内的路程为___________。
17．如图，轻质弹簧一端固定，另一端连接套在水平光滑杆上的质量为m的小球A，A以O点为平衡位置振动。小球B在竖直平面内以O′为圆心做匀速圆周运动（O与O′在同一竖直线上），角速度为ω，半径为R。用竖直向下的平行光照射小球B，可以观察到小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。由此可知：小球A的振动周期为______，弹簧的劲度系数为______。
18．如图所示，一质点沿水平直线做简谐运动，先后以相同速度通过、两点，经历时间=1s，过点后再经=1s质点第一次反向通过点．若在这两秒内质点所通过的路程是8cm，该质点的振动周期为__________，振幅为__________.
19．如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图象，已知两个振子质量之比为mA：mB=2：3，弹簧的劲度系数之比为kA：kB=3：2，求
（1）它们的周期之比TA：TB；
（2）它们的最大加速度之比为aA：aB；
（3）它们在0-0.6s内的路程之比SA：SB。
三、综合题（共4题）
20．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)振子振动过程中的处于最大位移处的加速度大小。
21．如图所示，轻弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，运动过程的最高点弹簧正好为原长，则小球在振动过程中，由哪些力提供回复力？平衡位置在哪里？
22．弹簧振子以点为平衡位置在、两点间做简谐运动，、之间的距离为。某时刻，振子从、间的点以速度向点运动，经振子速度第一次变为，再经过振子速度第二次变为，求：
（1）弹簧振子振动的振幅和周期；
（2）振子在点时相对平衡位置的位移大小。
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．D
2．C
3．B
4．B
5．C
6．B
7．B
8．A
9．B
10．C
11．C
12．C
13．C
14．A
15．A
16． 0 505
17． mω2
18．4s 4cm
19．（1）2：3；（2）9：2；（3）3：1
20．(1)10cm，0.2s；(2)20 m/s2
21．
小球振动过程中振幅为A，且运动过程中的最高点时弹簧刚好为原长，则重力和弹力的合力提供回复力。小球处于受力平衡位置时加速度为零，速度有最大值，即简谐运动的平衡位置在小球重力与弹簧弹力大小相等的位置。
22．（1），；（2）
23．