高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动3 简谐运动的回复力和能量优秀课后测评

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一、简谐运动的回复力
1.（多选）如图所示，物体系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为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
2.一根劲度系数为k 的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m 的物体，让其上下振动，振幅为A ，当物体运动到最高点时，其回复力大小为( )
A.mg+kA B.mg−kA
C.kA D.kA−mg
3.如图所示，A、B 两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B 始终保持相对静止。图中能正确反映振动过程中A 所受摩擦力Ff 与振子的位移x 关系的图像应为( )
A.
二、简谐运动的能量
4.如图所示为一弹簧振子的振动图像，在A、B、C、D、E、F 各时刻中：
（1）哪些时刻振子有最大动能？
（2）哪些时刻振子有相同速度？
（3）哪些时刻振子有最大势能？
（4）哪些时刻振子有相同的最大加速度？
5.（多选）把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O 在A、B 间振动，如图所示，下列结论正确的是( )
A.小球在O 位置时，动能最大，加速度最小
B.小球在A、B 位置时，动能最小，加速度最大
C.小球从A 经O 到B 的过程中，回复力一直做正功
D.小球从B 到O 的过程中，动能增大，势能减小，总能量不变
6.（多选）弹簧振子做简谐运动，其位移x 与时间t 的关系如图所示，则( )
A.在t=1s 时，速度最大，方向为负，加速度为零
B.在t=2s 时，速度最大，方向为负，加速度为零
C.在t=3s 时，速度最大，方向为正，加速度最大
D.在t=4s 时，速度最大，方向为正，加速度为零
7.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,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,下列四个图像正确的是( )
8.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,已知甲的质量大于乙的质量。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.甲的振幅大于乙的振幅
B.甲的振幅小于乙的振幅
C.甲的最大速度小于乙的最大速度
D.甲的最大速度大于乙的最大速度
9.(多选)右图为某一质点的振动图像,由图可知,在t1和t2两时刻|x1|>|x2|,质点速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为( )
A.v1B.v1C.a1>a2,方向相同
D.a1>a2,方向相反
10.如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像,则下列说法正确的是( )
A.任意时刻,甲振子的位移都比乙振子的位移大
B.t=0时,甲、乙两振子的振动方向相反
C.前2 s内,甲、乙两振子的加速度均为正值
D.第2 s末,甲的加速度达到其最大值,乙的速度达到其最大值
11.甲、乙两弹簧振子的弹簧的劲度系数相等，且均沿水平方向振动，其振动图像如图所示，则它们振动的机械能大小关系是E甲 （填“> ”“= ”或“< ”）E乙 ；振动频率的大小关系是fc 甲 （填“> ”“= ”或“< ”）f乙 ；在0～4s 内，甲的加速度为正向最大的时刻是 ，乙的加速度为正向最大的时刻是 。
12.一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图所示。
（1）求t=0.25×10−2s 时的位移；
（2）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？
（3）在t=0 到8.5×10−2s 时间内，质点的路程、位移各多大？
13.如图所示，一弹簧振子在A、B 间做简谐运动，平衡位置为O ，已知振子的质量为M 。
（1）简谐运动的能量取决于 ，振子振动时动能和 能相互转化，总机械能 。
（2）关于振子的振动，下列说法中正确的是( )
A.振子在平衡位置，动能最大，势能最小
B.振子在最大位移处，势能最大，动能最小
C.振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小
D.在任意时刻，动能与势能之和保持不变
（3）若振子运动到B 处时将一质量为m 的物体放到振子的上面，且物体和振子无相对滑动而一起运动，下列说法正确的是( )
A.振幅不变B.振幅减小
C.最大动能不变D.最大动能减小
14.（2021·广东卷）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。
15.（2021·河北卷）如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。
16.（2023·浙江1月卷·T6）主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（ ）
A. 振幅为
B. 频率为
C. 波长应为的奇数倍
D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
17.（2022·浙江6月卷·T11）如图所示，一根固定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹簧，两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动，小球将做周期为的往复运动，则（ ）
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时，其运动周期为