2.2物体做简谐运动的原因基础巩固练习（word版含答案）

2.2物体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．弹簧振子做简谐振动时，下列说法中不正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零．
B．振子做减速运动，加速度却在增大．
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
2．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．
3．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，以下描述正确的是
A．若△t=，则在t时刻和（t+△t）时刻弹簧长度一定相等
B．若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等
C．若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t一定等于的整数倍
D．若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定等于T的整数倍
4．一质点做简谐运动的图象如图所示，则该质点(　　)
A．在0.015 s时，速度和加速度都为－x方向
B．在0.01 s 至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小
C．在第八个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大
D．在每1 s内，回复力的瞬时功率有50次为零
5．如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知（　　）
A．在0.1s时，振子的动能最小
B．在0.2s时，振子具有最大势能
C．在0.35s时，振子加速度方向为正方向
D．在0.4s时，位移为零，所以振动能量为零
6．质点做简谐振动的位移x随时间t变化的规律如图所示，该质点在t1与t2时刻
A．位移相同 B．速度相同 C．加速度相同 D．回复力相同
7．如图所示为某一质点在0～4s时间内的振动图象，下列叙述中正确地是（　　）
A．该质点时向正方向振动 B．该质点时加速度方向为负方向
C．该质点2s时加速度最大，且方向为负方向 D．该质点5s时加速度最大，且方向为负方向
8．关于简谐运动，下列说法正确的是（　　）
A．位移的方向总指向平衡位置
B．振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处
C．回复力实际上就是向心力
D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关
9．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度的值越来越小，则在这段时间内，不正确的是( )
A．振子的速度越来越大
B．振子正在向平衡位置运动
C．振子的速度方向与加速度方向一致
D．以上说法都不正确
10．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簀弹性势能的表达式为，为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．小球的振幅为
B．小球的最大加速度为
C．小球的最大动能为
D．在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变
11．如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一物块，取物块静止时所处位置为坐标原点O，向下为正方向，建立Ox坐标轴。现将物块竖直向下拉到A位置后由静止释放，不计空气阻力。已知物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，A位置的坐标为x1，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．该简谐振动的振幅为2x1
B．在任意周期内物块通过的路程一定等于x1
C．物块在A位置时的回复力大小为
D．物块到O位置时的动能为
12．如图所示，弹簧振子B上放一物体A，A与B一起做简谐运动，关于A受力正确的是
A．物体A受重力和支持力
B．物体A受重力、支持力和弹簧弹力
C．物体A受重力、支持力、摩擦力和回复力
D．物体A受的摩擦力大小和方向随时间而变化
13．如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C为两侧的最大位置,若振子振幅为A，由B运动到C的时间为2 s，则（　　）
A．从O点再次回到O点为一次全振动
B．振子经过4s，振子通过的路程为4A
C．振子从B到C的平均速度为0.5A（m/s）
D．振子的经过的路程为A时所用的时间一定为1s
14．两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置，取向右为正方向，其振动图像如图所示，以下说法正确的是（　　）
A．两弹簧振子具有相同的相位
B．甲的振幅比乙大，所以甲的能量比乙大
C．时甲具有负向最大速度，乙具有正向最大位移
D．甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比一定为
15．如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一物块，取物块静止时所处位置为坐标原点O，向下为正方向，建立Ox坐标轴。现将物块竖直向下拉到A位置后由静止释放，不计空气阻力。已知物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，A位置的坐标为x1，重力加速度为g （已知弹簧的形变量为x时的弹性势能为）。下列说法正确的是（　　）
A．该物块做简谐运动，振幅为2x1 B．在任意周期内物块通过的路程都等于x1
C．物块在A位置时的回复力大小为 D．物块到O位置时的动能最大为
二、填空题（共4题）
16．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__________.
17．如图所示，质量为m的木块放在轻弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5 倍，则物体对弹簧的最小弹力为___________； 要使物体在振动中不离开弹簧，振幅的最大值为_________。
18．如图所示，质量为m的物块放在水平木板上，木板与竖直弹簧相连，弹簧另一端固定在水平面上，今使m随M一起做简谐运动，且始终不分离，则物块m做简谐运动的回复力是由________________________提供的，当振动速度达最大时，m对M的压力为__________。
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，一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为m的小球，弹簧的劲度系数为k，将小球从弹簧原长处由静止放手，小球在竖直方向做简谐运动，则：
(1)小球从放手运动到最低点，下降的高度为多少？
(2)小球运动到最低点时的加速度大小为多少？
21．一个小球与弹簧连接套在光滑水平细杆上，在A、B间做简谐运动，O点为AB的中点。以O点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标系，得到小球振动图像如图所示。
（1）小球振动的频率是多少Hz？
（2）2.5s小球位移是多少？路程是多少？
（3）6.3s小球在O点哪边？正向哪个方向运动？
22．一较长的弹簧两端拴着质量分别为m1和m2的物体，今将m2放于水平面上，缓缓向下加力将m1往下压，如图所示。m1到最低点时所施加的压力大小为F。若要求撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面，F至少为多大？
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．B
5．B
6．B
7．D
8．D
9．D
10．C
11．C
12．D
13．B
14．C
15．C
16．4s 4cm
17． 2A
18．重力和M对m的支持力的合力 mg
19． 能
20．(1)；(2)g
21．（1）0.5Hz；（2）10cm；50cm；（3）右边，向右运动。
22．
23．