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高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的回复力及能量综合训练题
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这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的回复力及能量综合训练题，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。
1．弹簧振子的质量是2 kg，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是( )
A．2 m/s2，向右B．2 m/s2，向左
C．4 m/s2，向右D．4 m/s2，向左
2．弹簧振子在做简谐运动过程中，每次经过关于平衡位置对称的两点时，可能相同的物理量是（ ）
A．速度B．位移C．加速度D．回复力
3．一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，该质点从平衡位置开始经过2.9s后，位移的大小和经过的路程分别为 （ ）
A．0 10cmB．4cm 100cm
C．0 28cmD．4cm 116cm
4．如图所示是一质点做简谐运动的图像，则该质点（ ）
A．在0～0.01s内，速度与回复力方向相反
B．在0.01s～0.02s内，速度与加速度方向相同
C．在0.04s时，速度为0，回复力最大
D．做简谐运动的表达式为
5．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下述正确的是( )
A．质点振动频率为4 Hz
B．在5 s末，加速度为正向最大
C．在10 s内质点经过的路程是20cm
D．t1="1.5" s和t2="4.5" s两时刻质点的速度相同
6．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
7．如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．振动图象的频率是4Hz
B．2s末速度为负方向，加速度最大
C．3s末，质点速度为零，加速度为正的最大值
D．5s末速度为最大值，而加速度为零
8．水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是（ ）
A．振动系统的最大弹性势能为mv2
B．当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为
C．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功可能不为零
D．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2
9．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期T=，式中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中（ ）
A．甲的振幅是乙的振幅的4倍
B．甲的振幅等于乙的振幅
C．甲的最大速度是乙的最大速度的2倍
D．甲的振动周期是乙的振动周期的
10．将粗细均匀的筷子一头缠上铁丝竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示，把筷子向下缓慢按压1cm后放手，忽略运动阻力，筷子的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示。对于筷子，下列说法正确的是（ ）
A．位移满足函数式（cm）
B．回复力是浮力
C．在t1~t2时间内，位移减小，速度减小，加速度增大
D．振动过程中筷子的机械能守恒
11．关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A．在平衡位置所受的合外力一定为零
B．在平衡位置时势能一定为零
C．单摆的回复力是重力和悬线拉力的合力
D．振幅与最大位移不相同
12．如图所示小球挂在轻质弹簧下端在上下振动，小球B在竖直平面内以为圆心做匀速圆周运动，用水平平行光照射小球B，可以观察到小球B的投影总和小球重合，已知小球的质量为，小球B做圆周运动半径为，角速度为，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数
B．小球和小球B的运动周期不相等
C．小球在最低点的回复力大小为
D．小球做简谐运动的加速度最大值为
13．做简谐运动的物体，经过A点时，回复力大小是4N，方向指向B点．当它经过B点时，回复力大小是6N，方向指向A点，若AB之间的距离是10cm，则平衡位置在
A．AB的中点
B．AB两点之间，距A点4cm
C．AB两点之间，距A点6cm
D．AB两点之外，距A点4cm
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
15．两木块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
二、填空题（共4题）
16．回复力
（1）定义：使物体在___________附近做往复运动的力。
（2）方向：弹簧振子的回复力总是___________平衡位置。
（3）来源：属于___________力，可以是某一个力，也可以是几个力的___________或某个力的 ___________。
17．一个质点经过平衡位置O，在A、B两点间做简谐运动如图甲，它的振动图象如图乙所示，设向右为正方向，则
（1）OB=________cm；
（2）第0.2s末，质点的速度方向向________；
（3）0.7s末，质点位置在________点与________点之间；
（4）质点从O点运动到B点再运动到A点所需时间t=________s。
18．如图甲，弹簧振子在BC间振动，O为BC的中点，若取水平向右为正方向，其振动图像如图乙所示，可知，BC间距离为_________，从开始，经过_____振子第二次到B点．
19．某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm后由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为f=___Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=____cm。
三、综合题（共4题）
20．在坐标原点O处有一质点S，它沿y轴做频率为10Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波沿x轴传播，波速为4m/s，当t=0时，S从原点开始沿y轴负方向运动．
（1）画出当S完成第一次全振动时的波形图；
（2）经过多长时间x=1m处的质点第一次出现波峰．
21．一轻质弹簧直立在水平地面上，其劲度系数为k=400N/m，弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子内装物体B，B的上、下表面恰与盒子接触，如图所示。A和B的质量mA=mB=1kg，g取10m/s2，不计阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长5cm，后由静止释放A，A和B一起沿竖直方向做简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小，试求：
（1）盒子A的振幅；
（2）物体B的最大速率；
（3）当A、B的位移为正的最大和负的最大时，A对B的作用力的大小分别是多少？
22．如图所示是某弹簧振子的振动图像。
（1）求振子振动的振幅、周期、频率和初相；
（2）如果从点O开始计时，到图中的哪一点为止，振子完成了一次全振动？如果从点C开始计时呢？
（3）当时，振子对平衡位置的位移是多少？它在一次全振动中所通过的路程是多少？
23．水平弹簧振子的质量是，运动到平衡位置左侧处时，受到的回复力是，那么，当它运动到平衡位置右侧处时，它的加速度大小为多少？方向如何？
参考答案：
1．D
2．A
3．D
4．C
5．C
6．D
7．C
8．A
9．B
10．A
11．D
12．D
13．B
14．C
15．D
16． 平衡位置 指向 效果 合力 分力
17． 5 左 O B 0.6
18． 2 3.5
19． 0.5 5csπt
20．（1）波形图如图所示；
（2）经0.325s质点出现第一次波峰．
21．（1）10cm；（2）；（3）10N，30N
22．（1）2cm；0.8s；1.25Hz；；
（2）从图中可以看出，从点O开始计时，到点D为止，振子完成了一次全振动，并随即开始重复前面所经历的过程．如果从点C开始计时，则到点G为止，振子同样完成了一次全振动，所经历的时间都是0.8s。
（3）从图中可以看出，当时，振子对平衡位置的位移是－2cm．它在一次全振动中所通过的路程就是振幅的4倍，即
23．20m/s2；水平向左
1．弹簧振子的质量是2 kg，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是( )
A．2 m/s2，向右B．2 m/s2，向左
C．4 m/s2，向右D．4 m/s2，向左
2．弹簧振子在做简谐运动过程中，每次经过关于平衡位置对称的两点时，可能相同的物理量是（ ）
A．速度B．位移C．加速度D．回复力
3．一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz，该质点从平衡位置开始经过2.9s后，位移的大小和经过的路程分别为 （ ）
A．0 10cmB．4cm 100cm
C．0 28cmD．4cm 116cm
4．如图所示是一质点做简谐运动的图像，则该质点（ ）
A．在0～0.01s内，速度与回复力方向相反
B．在0.01s～0.02s内，速度与加速度方向相同
C．在0.04s时，速度为0，回复力最大
D．做简谐运动的表达式为
5．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下述正确的是( )
A．质点振动频率为4 Hz
B．在5 s末，加速度为正向最大
C．在10 s内质点经过的路程是20cm
D．t1="1.5" s和t2="4.5" s两时刻质点的速度相同
6．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
7．如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．振动图象的频率是4Hz
B．2s末速度为负方向，加速度最大
C．3s末，质点速度为零，加速度为正的最大值
D．5s末速度为最大值，而加速度为零
8．水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是（ ）
A．振动系统的最大弹性势能为mv2
B．当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为
C．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功可能不为零
D．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2
9．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的4倍，弹簧振子做简谐运动的周期T=，式中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中（ ）
A．甲的振幅是乙的振幅的4倍
B．甲的振幅等于乙的振幅
C．甲的最大速度是乙的最大速度的2倍
D．甲的振动周期是乙的振动周期的
10．将粗细均匀的筷子一头缠上铁丝竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示，把筷子向下缓慢按压1cm后放手，忽略运动阻力，筷子的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示。对于筷子，下列说法正确的是（ ）
A．位移满足函数式（cm）
B．回复力是浮力
C．在t1~t2时间内，位移减小，速度减小，加速度增大
D．振动过程中筷子的机械能守恒
11．关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A．在平衡位置所受的合外力一定为零
B．在平衡位置时势能一定为零
C．单摆的回复力是重力和悬线拉力的合力
D．振幅与最大位移不相同
12．如图所示小球挂在轻质弹簧下端在上下振动，小球B在竖直平面内以为圆心做匀速圆周运动，用水平平行光照射小球B，可以观察到小球B的投影总和小球重合，已知小球的质量为，小球B做圆周运动半径为，角速度为，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数
B．小球和小球B的运动周期不相等
C．小球在最低点的回复力大小为
D．小球做简谐运动的加速度最大值为
13．做简谐运动的物体，经过A点时，回复力大小是4N，方向指向B点．当它经过B点时，回复力大小是6N，方向指向A点，若AB之间的距离是10cm，则平衡位置在
A．AB的中点
B．AB两点之间，距A点4cm
C．AB两点之间，距A点6cm
D．AB两点之外，距A点4cm
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
15．两木块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
二、填空题（共4题）
16．回复力
（1）定义：使物体在___________附近做往复运动的力。
（2）方向：弹簧振子的回复力总是___________平衡位置。
（3）来源：属于___________力，可以是某一个力，也可以是几个力的___________或某个力的 ___________。
17．一个质点经过平衡位置O，在A、B两点间做简谐运动如图甲，它的振动图象如图乙所示，设向右为正方向，则
（1）OB=________cm；
（2）第0.2s末，质点的速度方向向________；
（3）0.7s末，质点位置在________点与________点之间；
（4）质点从O点运动到B点再运动到A点所需时间t=________s。
18．如图甲，弹簧振子在BC间振动，O为BC的中点，若取水平向右为正方向，其振动图像如图乙所示，可知，BC间距离为_________，从开始，经过_____振子第二次到B点．
19．某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm后由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移—时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为1s，则弹簧振子的振动频率为f=___Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=____cm。
三、综合题（共4题）
20．在坐标原点O处有一质点S，它沿y轴做频率为10Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波沿x轴传播，波速为4m/s，当t=0时，S从原点开始沿y轴负方向运动．
（1）画出当S完成第一次全振动时的波形图；
（2）经过多长时间x=1m处的质点第一次出现波峰．
21．一轻质弹簧直立在水平地面上，其劲度系数为k=400N/m，弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子内装物体B，B的上、下表面恰与盒子接触，如图所示。A和B的质量mA=mB=1kg，g取10m/s2，不计阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长5cm，后由静止释放A，A和B一起沿竖直方向做简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小，试求：
（1）盒子A的振幅；
（2）物体B的最大速率；
（3）当A、B的位移为正的最大和负的最大时，A对B的作用力的大小分别是多少？
22．如图所示是某弹簧振子的振动图像。
（1）求振子振动的振幅、周期、频率和初相；
（2）如果从点O开始计时，到图中的哪一点为止，振子完成了一次全振动？如果从点C开始计时呢？
（3）当时，振子对平衡位置的位移是多少？它在一次全振动中所通过的路程是多少？
23．水平弹簧振子的质量是，运动到平衡位置左侧处时，受到的回复力是，那么，当它运动到平衡位置右侧处时，它的加速度大小为多少？方向如何？
参考答案：
1．D
2．A
3．D
4．C
5．C
6．D
7．C
8．A
9．B
10．A
11．D
12．D
13．B
14．C
15．D
16． 平衡位置 指向 效果 合力 分力
17． 5 左 O B 0.6
18． 2 3.5
19． 0.5 5csπt
20．（1）波形图如图所示；
（2）经0.325s质点出现第一次波峰．
21．（1）10cm；（2）；（3）10N，30N
22．（1）2cm；0.8s；1.25Hz；；
（2）从图中可以看出，从点O开始计时，到点D为止，振子完成了一次全振动，并随即开始重复前面所经历的过程．如果从点C开始计时，则到点G为止，振子同样完成了一次全振动，所经历的时间都是0.8s。
（3）从图中可以看出，当时，振子对平衡位置的位移是－2cm．它在一次全振动中所通过的路程就是振幅的4倍，即
23．20m/s2；水平向左
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