2.3简谐振动的回复力和能量 综合检测（word版含答案）

2.3简谐振动的回复力和能量同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图甲所示，光滑水平面上的弹簧振子。把振子由平衡位置O拉到右方的B位置后释放，使振子在B、C之间做简谐运动，图乙为其振动图像。则振子（　　）
A．振动周期为0.4s
B．在t=3s时的振动方向沿x轴负方向
C．振动频率为0.25Hz
D．从O运动到C，再次经过O点时完成一次全振动
2．一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图像如图所示，a、b、c、d表示的原点在不同时刻的相应位置下，下列说法正确的（ ）
A．质点在位置b比位置d时相位超前
B．质点通过位置b时，相对平衡位置的位移
C．质点从位置a到c和从位置b到d所用时间相等
D．质点从位置a到b和从b到c的平均速度相等
3．用频闪照片法研究弹簧振子的振动将拍摄的影像按时间先后从左到右依次排布，如图所示，下面说法正确的是（　　）
A．这是一个波形图
B．图中A影像表示振子正向右运动
C．图中A影像表示振子正向上运动
D．图中A影像表示振子的加速度正在减小
4．一弹簧振子作简谐振动，某一时刻开始计时，经振子具有负方向最大加速度。则下列振动图像中正确反映振子振动情况的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，做简谐运动的质点，表示加速度与位移的关系的图线是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像，下列描述正确的是（　　）
A．t=9s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值
B．t=10s时，振子的速度为负的最大，加速度为零
C．t=11s时，振子的位移为负的最大值，加速度为零
D．t=12s时，振子的速度为负，位移为零
7．两个弹簧振子甲、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
8．一质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时质点的速度最大
B．t=2s时质点的回复力最大
C．质点振动的振幅为20cm
D．质点振动的频率为0.25Hz
9．两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A上下做简谐振动．在振动过程中，木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零．以下说法正确的是　　
A．在振动过程中木块A的机械能守恒 B．A做简谐振动的振幅为
C．A做简谐振动的振幅为 D．木块B对地面的最大压力是
10．一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，以速率，水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像。记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计。、、、为纸上印迹的已知位置坐标（　　）
A．振子平衡位置的纵坐标是
B．该弹簧振子的振动周期为
C．振子在坐标位置时加速度最大
D．匀速拉动纸带的速率增大为原来的2倍，振子振动的周期变为原来的
11．一质点做简谐振动的振动方程是x=2sin（50πt+）cm，则（　　）
A．在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同
B．在0.02s时，回复力最大，速度方向沿x轴正方向
C．在0.075s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向
D．在0.16s时，质点具有沿x轴负方向的最大加速度
12．弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的（ ）
A．位移可能在减小
B．速度与位移方向一定相反
C．回复力一定在增大
D．加速度与速度方向可能相同
13．如图所示，两根完全相同的轻弹簧和一根张紧的细线，将甲、乙两物块束缚在光滑的水平面上。已知甲的质量小于乙的质量，弹簧在弹性限度范围内。剪断细线后，在两物块运动的过程中（　　）
A．甲的振幅大于乙的振幅
B．甲的最大速度大于乙的最大速度
C．甲的最大动能小于乙的最大动能
D．甲的最大加速度等于乙的最大加速度
14．如图所示，水平轻弹簧左端固定在墙壁，右端与质量为 M 的小物块相连，小物块可在光滑水平面上做简谐运动，振幅为 A。在运动过程中将一质量为 m 的小物块轻放在 M 上，第一次是当 M 运动到平衡位置时放到上面，第二次是当 M 运动到最大位移时放到上面，观察到第一次放后振幅为 A1，第二次放后振幅为 A2，则（　　）
A．A1=A2=A B．A115．机械振动中，下列各组物理量中其大小变化始终一致的是
A．回复力与速度 B．位移与速度
C．加速度与速度 D．位移与加速度
二、综合题
16．如图所示，一个质量为m的木块放在质量为2m的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是fm，在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动。为使小车能和木块一起振动，不发生相对滑动，简谐运动的振幅不能大于________。
17．某质点在竖直方向上做简谐运动，规定竖直向上为正方向，质点的振动图像如图所示，则质点在10 S时的速度方向为_________ (选填“竖直向上”或“竖直向下")，0.5～1.5 s时间内的位移为______cm，0～s内运动的路程为_________cm．
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__________。
19．一质量为，侧面积为的正方体木块，放在水面上静止（平衡），如图所示．现用力向下将其压入水中一段深度后（未全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．
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，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，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？
21．一振子沿轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点，第一次把振子拉离平衡位置5cm，从平衡位置向右开始计时时，振动图象如图所示，第二次把振子拉离平衡位置2cm，也从振子从平衡位置向右开始计时，求第二次振子振动时，
(1)位移为的时刻；
(2)发生位移的最大平均速度大小。
22．一质点沿x轴做简谐运动，其振动图像如图所示，试在图中标出A、C、F对应时刻的速度方向，在B、D、E对应时刻的加速度方向.
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．C
5．C
6．B
7．C
8．D
9．D
10．C
11．D
12．C
13．B
14．B
15．D
16．
17． 竖直向上 -80
18． 重力和M对m的支持力的合力 mg
19．
以木块为研究对象，设水密度为，静止时木块浸人水中深，当木块被压入水中x后所受力如图所示，则
①
又
②
由①、②两式，得
因为
，
所以
即
，
所以木块的振动为简谐运动．
20．（1）；（2）g
21．(1)，n∈0，1，2，3……，，n∈0，1，2，3……；(2)
22．
答案第1页，共2页