高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册振动的描述当堂达标检测题

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册振动的描述当堂达标检测题，共5页。试卷主要包含了做简谐运动的弹簧振子质量为0等内容，欢迎下载使用。
A.是回复力为零的位置
B.是回复力产生的加速度改变方向的位置
C.是速度为零的位置
D.是回复力产生的加速度为零的位置
2.(多选)一弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,在t=3.2 s时,振子的( )
A.速度正在增大,加速度沿正方向且正在减小
B.速度正在减小,回复力沿负方向且正在增大
C.动能正在转化为势能
D.势能正在转化为动能
3.做简谐运动的弹簧振子质量为0.2 kg,当它运动到平衡位置左侧20 cm时,受到的回复力是4 N;当它运动到平衡位置右侧40 cm时,它的加速度为( )
A.20 m/s2,向右B.20 m/s2,向左
C.40 m/s2,向右D.40 m/s2,向左
4.如图甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,如图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图像,则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图像中正确的是( )
5.做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是( )
A.位移B.速度
C.动能D.回复力
6.一劲度系数为k=200 N/m的轻质弹簧,与质量为0.4 kg 的可看作质点的小球,组成弹簧振子。振子在竖直方向做简谐运动时,规定竖直向上为正方向,坐标原点与平衡位置重合。振子振动图像如图所示,则( )
A.在t=1 s时,速度为负向最大值,回复力为零
B.在t=2 s时,速度为负向最大值,弹簧弹力为零
C.在t=3 s时,速度为正向最大值,加速度为1 m/s2
D.在t=4 s时,速度为正向最大值,回复力为零
7.(多选)如图所示是某一质点做简谐运动的图像,下列说法正确的是( )
A.在第1 s内,质点速度逐渐增大
B.在第2 s内,质点速度逐渐增大
C.在第3 s内,动能转化为势能
D.在第4 s内,动能转化为势能
8.(多选)如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图像,可以判定( )
A.t1到t2时间内系统的动能不断增大,势能不断减小
B.t2到t3时间内动能先增大再减小
C.t3时刻振子处于平衡位置处,动能最大
D.t1、t4时刻振子的动能、速度都相同
9.(多选)如图所示,物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体,然后释放,物体在B、C间振动,O为平衡位置(不计阻力),设向右为正方向,物体相对O点的位移为x,则下列判断正确的是( )
A.物体做简谐运动,OC=OB
B.物体做简谐运动,OC≠OB
C.物体所受合力F=-kx
D.物体所受合力F=-3kx
10.某同学在探究简谐振动的规律时做了如下实验:如图,将弹簧的上端与力传感器相连,下端与一小球连接,小球质量为m,静止在O点,现让小球做简谐运动,振幅为A,以O点为坐标原点,竖直向上为正方向,并取小球经过O点向上运动时为计时零点,描绘出了小球所受弹力与时间的变化图像,其中正确的是( )
11.甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则可知( )
A.两弹簧振子完全相同
B.振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2
C.振子甲速度为零时,振子乙速度也为零
D.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1
12.(10分)一质点做简谐运动,其位移和时间关系如图所示。
(1)在t=1.5×10-2s到2×10-2s的振动过程中,质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化?(5分)
(2)在t=0到8.5×10-2s时间内,质点的路程、位移各多大?(5分)
13.(10分)如图所示,在一倾角为θ的光滑斜板上,固定着一根原长为l0的轻质弹簧,其劲度系数为k,弹簧另一端连接着质量为m的小球,此时弹簧被拉长为l1。现把小球沿斜板向上推至弹簧长度恰好为原长,然后突然释放,试证明小球的运动为简谐运动。
课时跟踪检测(七)
1.选ABD 平衡位置处,x=0,则回复力F=0,回复力产生的加速度为零,且此处速度最大,势能最小,A、D正确,C错误;在平衡位置两侧位移方向相反,回复力方向相反,对应加速度方向相反,B正确。
2.选BC 当t=3.2 s时振子正在向最大位移处运动,位移为正,速度正在减小,加速度和回复力沿负方向且正在增大,振子动能减小,弹簧弹性势能增大,动能正在转化为势能,B、C正确,A、D错误。
3.选D 加速度方向指向平衡位置,因此在平衡位置右侧40 cm时,加速度方向向左。由力和位移的大小关系可知,当x=40 cm时,F=8 N,则加速度a=Fm=40 m/s2,D正确。
4.选C 加速度与位移的关系为a=-kxm,而x=Asin ωt,所以a=-kAmsin ωt,则可知C选项正确。
5.选B 做简谐运动物体的位移是平衡位置指向物体所在位置的有向线段,每次经过同一位置时位移相同,故A错误;由于经过同一位置时速度有两种不同的方向,所以做简谐运动的物体每次经过同一位置时,速度有可能不同,故B正确;经过同一位置时,速度的大小相同,故动能相同,C错误;回复力总与位移大小成正比,方向相反,每次经过同一位置时位移相同,回复力必定相同,故D错误。
6.选D 当t=1 s时,正向位移最大,速度为零,回复力最大,选项A错误;当t=2 s时,位移为零,而速度最大,速度方向要看该点切线斜率的正负,t=2 s时,速度为负值,此时振子的加速度为零,弹簧弹力等于小球的重力,选项B错误;当t=3 s时,位移负向最大,加速度a=kxm最大,速度为零,选项C错误;当t=4 s时,位移为零,回复力为零,速度最大,方向为正,选项D正确。
7.选BC 质点在第1 s内,由平衡位置向正向最大位移处运动,做减速运动,A错误;在第2 s 内,质点由正向最大位移处向平衡位置运动,做加速运动,B正确;在第3 s内,质点由平衡位置向负向最大位移处运动,动能转化为势能,C正确;在第4 s内,质点由负向最大位移处向平衡位置运动,加速度减小,速度增大,势能转化为动能,D错误。
8.选AC t1到t2时间内,x减小,弹力做正功,系统的动能不断增大,势能不断减小,A正确;t2到t3时间内,动能先减小后增大,B错误;t3时刻振子位移为零,速度最大,动能最大,C正确;t1和t4时刻振子位移相同,即位于同一位置,其速度等大反向,但动能相同,D错误。
9.选AD 设物体的位移为x,则物体所受到的合力F=-k1x-k2x=-3kx,D正确,C错误;可见物体做简谐运动,由简谐运动的对称性可知:OC=OB,故A正确,B错误。
10.选B 小球以O点为平衡位置做简谐运动,在O点时弹力F=mg,从O点向上运动时弹力先逐渐减小,后逐渐增大,故B正确。
11.选B 由振动图像读出两弹簧振子的振幅和周期不同,则两弹簧振子一定不完全相同,故A错误;两弹簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,频率之比f甲∶f乙=1∶2,故B正确;由图看出,甲在最大位移处时,乙在平衡位置,即振子甲速度为零时,振子乙速度最大,故C错误;由振动图像读出两振子位移最大值之比x甲∶x乙=2∶1,根据简谐运动的特征F=-kx,由于弹簧的劲度系数k可能不相等,回复力最大值之比F甲∶F乙不一定等于2∶1,故D错误。
12.解析:(1)由题图可知在1.5×10-2~2×10-2s内,质点的位移变大,回复力变大,速度变小,动能变小,势能变大。
(2)在0~8.5×10-2s时间内为174个周期,质点的路程为s=17A=34 cm,0时刻质点在负的最大位移处,8.5×10-2s时刻质点在平衡位置,故位移大小为2 cm。
答案:(1)变大 变大 变小 变小 变大
(2)34 cm 2 cm
13.解析:对小球进行受力分析可知,小球处于静止状态时有mgsin θ=k(l1-l0)
设小球离静止状态时位置的距离为x,受力如图所示,滑块受三个力作用,其合力F合=k(l1-l0-x)-mgsin θ
解得F合=-kx,由此可证小球的振动为简谐运动。
答案:见解析