物理2 简谐运动的回复力及能量同步测试题

这是一份物理2 简谐运动的回复力及能量同步测试题，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2.2简谐运动的回复力及能量同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．一个做简谐振动的弹簧振子，t=0时位于平衡位置，振子机械能随时间变化的图像应为（　　）A． B．C． D．2．如图是一弹簧振子的示意图，O是它的平衡位置，在B、C之间做简谐运动，规定以向右为正方向，它的速度v 随时间t 变化的图象如图所示．下面的说法中正确的是  A．t＝2 s时刻，它的位置在O点左侧B．t＝3 s时刻，它的速度方向向右C．t＝4 s时刻，它的加速度为方向向右的最大值D．4s末到6s末，它的加速度在增大3．如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5sin（10πt＋） cm。下列说法不正确的是（　　）A．MN间距离为10 cmB．振子的运动周期是0.2 sC．t＝0时，振子位于N点D．t＝0.05 s时，振子具有最大加速度4．做简谐运动的质点，先后经过同一位置时，下列物理量不同的是（       ）A．速度 B．加速度 C．位移 D．动能5．如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　）A．0时刻弹簧弹力大小为mgB．弹簧劲度系数为C．时间段，回复力冲量为0D．~T时间段，小球动能与重力势能之和减小6．某质点做简谐运动，其图象如图，质点在t=3.5s时，速度v、加速度a的方向应为（     ）A．v为正，a为负 B．v为负，a为正 C．v、a都为正 D．v、a都为负7．一个做简谐运动的物体，频率为25Hz，那么它从一侧最大位移的中点，振动到另一侧最大位移的中点所用的时间（　　）A．等于0.01s B．一定小于0.01s C．可能大于0.01s D．无法确定8．一个做简谐运动的质点，它的振幅为4cm，频率为2.5Hz．该质点从平衡位置开始经过0.5s后，位移的大小和所通过的路程分别为 (       )A．4cm，10cm B．4cm，20cm C．0，24cm D．100cm，100cm9．如图所示，O为弹簧振子的平衡位置，时刻把小球向左拉到某位置静止释放。以水平向右为正方向，下列描述球相对O点的位移x、球的速度v、球所受回复力F、球的加速度a随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（　　） A． B． C． D．10．弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示．下列说法正确的是（　　）A．时振子的动能最小B．内振子的动能在变小C．内振子的加速度在减小D．时振子的动能等于最大动能的一半11．某弹簧振子的固有频率为2.5Hz，将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，则有t＝0.45s时（　　）A．振子正在做加速度减小的加速运动B．振子正在做加速度增大的减速运动C．振子正在背离平衡位置运动D．振子的位移大小一定小于2cm12．如图甲所示，光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，忽略弹簧质量。小球以点O为平衡位置，在A、B两点之间做往复运动，取向右为正方向，小球的位移x随时间t的变化如图乙所示，则（　　）A．t=0.5s时，小球在O点左侧10cm处B．t=0.25s和t=0.75s时，小球的速度相同C．t=0.25s和t=0.75s时，小球的加速度相同D．t=0.5s到t=1.5s过程中，系统的势能在逐渐增加13．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，下列说法正确的是（　　）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．乘客向地心运动时速度增大、加速度增大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14．一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度相同，那么，下列说法正确的是（　　）A．振子在M、N两点受回复力相同 B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C．振子在M、N两点加速度大小相等 D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动15．如图所示，木块在水中沿竖直方向做简谐运动。运动过程中相对平衡位置的位移 x、运动的速度 v 随时间 t 变化的关系和木块受到的合力 F 和动能 Ek 随相对平衡位置的位移 x变化的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D．二、填空题（共4题）16．弹簧振子以O点为平衡位置做简谐振动．从O点开始计时，振子第一次到达M点用了4秒，又经过1秒第二次通过M点．则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是________s或__________s．17．简谐运动的能量转化弹簧振子运动的过程就是______和______互相转化的过程．（1）在最大位移处，______最大，______为零．（2）在平衡位置处，______最大，______最小．18．如图所示，一弹簧振子在光滑水平面上A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M。（1）振子在振动过程中，振子运动到平衡位置时，动能________，弹簧的弹性势能________。（两空均选填“最小”或“最大”）（2）振子从O向右运动到B的过程中，振子的加速度________，弹簧和振子的总机械能________。（两空均选填“减小”、“不变”或“增大”）（3）若振子运动到B处时将一质量为m的物体轻轻的放到M的上面，且m和M保持相对静止而一起运动，则弹簧振子的最大速度________放m的物体之前的最大速度，弹簧振子的周期________放m的物体之前的周期。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）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．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20 cm．某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，求：（1）质点在2.25 s的位置及位移；（2）振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；21．如图所示，质量为m的物体放在质量为m0的平台上，随平台在竖直方向上做简谐运动，振幅为A，运动到最高点时，物体m对平台的压力恰好为零，当m运动到最低点时，求: m的加速度?22．一个小球在x轴上做简谐运动，平衡位置为坐标原点O，振幅A=10cm，周期T=2s．t=0时，小球位于x0=5cm处，且正在向x轴负方向运动．①写出小球的位置坐标x随时间t变化的关系式；画出第一个周期内的x-t图象，要求标清图象与横轴的交点坐标；②求出在t=0至t=0．5s内，小球通过的路程．23．如图所示的弹簧振子，放在光滑水平桌面上，O是平衡位置，振幅A＝2 cm，周期T＝0.4 s。（1）若以向右为位移的正方向，当振子运动到O点右侧最大位移处开始计时，试画出其一个周期的振动图像；（2）若从振子经过平衡位置开始计时，求经过2.6 s小球通过的路程？（3）若从振子经过平衡位置开始计时，请定性描述半个周期内弹簧振子各种形式的能量的变化过程。
参考答案：1．D2．C3．D4．A5．D6．A7．C8．B9．D10．D11．A12．C13．D14．C15．B16．     5     1717．     动能     势能     势能     动能     动能     势能18．     最大     最小     增大     不变     小于     大于19．          能     20．（1）平衡位置   10 cm   （2）2 m   021．g，方向竖直向上22．①；． ②23．（1）；（2） 0.52 m；（3）从平衡位置开始经过半个周期，弹簧振子的动能先减小后增大，弹性势能先增大后减小。