2019-2020年高中物理第十一章機械振動11.3簡諧運動的回復力和能量檢測新人教版.doc

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2019-2020年高中物理第十一章機械振動11.3簡諧運動的回復力和能量檢測新人教版1關于振動物體的平衡位置，下列說法中錯誤的是()A加速度改變方向的位置B回復力為零的位置C速度最大的位置D加速度最大的位置【解析】根據(jù)平衡位置的定義及簡諧運動規(guī)律可知選項A、B、C正確，D錯誤【答案】D2一做簡諧運動的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v0.若從某時刻算起，在半個周期內(nèi)，合外力()A做功一定為0B做功一定不為0C做功一定是mvD做功可能是0到mv之間的某一個值【解析】半個周期內(nèi)，動能變化量為0，合外力做功一定為0，故A正確，B、C、D錯【答案】A3對于彈簧振子，其回復力和位移的關系，下列圖中正確的是()【解析】由簡諧運動的回復公式Fkx可知，彈簧振子做簡諧運動的回復力和位移的關系圖象應如選項C所示【答案】C4做簡諧運動的彈簧振子質(zhì)量為0.2 kg，當它運動到平衡位置左側(cè)20 cm時受到的回復力是4 N；當它運動到平衡位置右側(cè)40 cm時，它的加速度為()A20 m/s2，向右 B20 m/s2，向左C40 m/s2，向右 D40 m/s2，向左【解析】加速度方向指向平衡位置，因此方向向左由力和位移的大小關系Fkx可知，當x40 cm時，F(xiàn)8 N，a40 m/s2，方向指向平衡位置【答案】D5一個做簡諧運動的物體，每次有相同的動能時，下列說法正確的是()A具有相同的速度 B具有相同的勢能C具有相同的回復力 D具有相同的位移【解析】注意矢量和標量的區(qū)別，只有B選項正確【答案】B6(多選)如圖所示為某一質(zhì)點的振動圖象，由圖象可知在t1和t2兩時刻，質(zhì)點的速度v1、v2，加速度a1、a2的大小關系為()Av1v2，方向相反Ca1a2，方向相同Da1a2，方向相反【解析】在t1時刻質(zhì)點向下向平衡位置運動，在t2時刻質(zhì)點向下遠離平衡位置運動，所以v1與v2的方向相同，但由于在t1時刻質(zhì)點離開平衡位置較遠，所以v1a2，質(zhì)點的加速度方向總是指向平衡位置的，因而可知在t1時刻加速度方向向下，在t2時刻加速度方向向上，綜上所述A、D選項正確【答案】AD7.(多選)如圖所示，豎直輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上，上端連一質(zhì)量為M的物塊A，A的上面放置一質(zhì)量為M的物塊B，系統(tǒng)可在豎直方向做簡諧運動，則()A當振動到最低點時，B對A的壓力最大B當B振動到最高點時，B對A的壓力最小C當向上振動經(jīng)過平衡位置時，B對A的壓力最大D當向下振動經(jīng)過平衡位置時，B對A的壓力最大【解析】本題的關鍵是理解簡諧運動的對稱性A、B一起做簡諧運動，B做簡諧運動的回復力是由B的重力和A對B的作用力的合力提供做簡諧運動的物體在最大位移處時有最大回復力，即具有最大的加速度am，在最高點和最低點加速度大小相等，最高點時加速度向下，最低點時加速度向上，由牛頓第二定律對B在最高點時有：mgF高mam，得F高mgmam.在最低點時有：F低mgmam，得F低mgmam.經(jīng)過平衡位置時，加速度為零，A對B的作用力F平mg.故A、B選項正確【答案】AB8公路上勻速行駛的貨車受到擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板一段時間內(nèi)貨物在豎直方向的振動可視為簡諧運動，周期為T.取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，即t0，其振動圖象如圖所示，則()AtT時，貨物對車廂底板的壓力最大BtT時，貨物對車廂底板的壓力最小CtT時，貨物對車廂底板的壓力最大DtT時，貨物對車廂底板的壓力最小【解析】要使貨物對車廂底板的壓力最大，即車廂底板對貨物的支持力最大，就要求貨物向上的加速度最大，由振動圖象可知在T時，貨物向上的加速度最大，貨物對車廂底板的壓力最大，選項C正確，選項D錯誤；要使貨物對車廂底板的壓力最小，即車廂底板對貨物的支持力最小，就要求貨物向下的加速度最大，由振動圖象可知在T時，貨物向下的加速度最大，貨物對車廂底板的壓力最小，所以選項A、B錯誤【答案】C9如圖所示，光滑的水平面上放有一彈簧振子，已知小球質(zhì)量m0.5 kg，彈簧勁度系數(shù)k240 N/m，將小球從平衡位置O向左平移，將彈簧壓縮5 cm，靜止釋放后小球在A、B間滑動，則(1)小球加速度最大是在A、B、O三點中哪點？此時小球加速度為多大？(2)小球速度最大是在A、B、O三點中哪點？此時小球速度為多大？(假設整個系統(tǒng)具有的最大彈性勢能為0.3 J)【解析】(1)由于簡諧運動的加速度ax，故加速度最大的位置在最大位移處的A或B兩點，加速度大小ax0.05 m/s224 m/s2(2)在平衡位置O小球的速度最大根據(jù)機械能守恒，有Epmmv故vm m/s1.1 m/s【答案】(1)A點或B點，24 m/s2(2)O點，1.1 m/s能力提升1一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，上端固定，下端接一質(zhì)量為m的物體，讓其上下振動，物體偏離平衡位置的最大位移為A，當物體運動到最高點時，其回復力大小為()AmgkA BmgkACkA DkAmg【解析】在平衡位置時，回復力為零，有mgkx0.在下端最大位移位置時，回復力Fk(Ax0)mgkA.由對稱性可知在最高點時的回復力大小也為kA.故C選項正確【答案】C2一個在y方向上做簡諧運動的物體，其振動圖象如圖所示下列關于圖的判斷正確的是(選項中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復力和加速度)()A圖可作為該物體的vt圖象B圖可作為該物體的Ft圖象C圖可作為該物體的Ft圖象D圖可作為該物體的at圖象【解析】因為Fkx，a，故圖可作為Ft、at圖象；而v隨x增大而減小，故vt圖象應為圖.【答案】C3.如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量當細線突然斷開后，兩物塊都開始做簡諧運動，在運動過程中()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【解析】當細線突然斷開時，甲、乙兩物塊的速度為零，即為簡諧運動的最大位移處，此時兩彈簧的彈力相等，由Fkx可知，兩物體離平衡位置的位移相等，即振幅相等，兩彈簧振子的彈性勢能相等，由此可知它們到平衡位置的動能相等由Ekmv2，m甲m乙可知，v甲g)，故選項D正確【答案】D5某同學設計了一個測物體質(zhì)量的裝置，如圖所示，其中P是光滑水平面，k是輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)，A是質(zhì)量為M的帶夾子的標準質(zhì)量金屬塊，Q是待測物體的質(zhì)量已知該裝置的彈簧振子做簡諧運動的周期為T2，其中，m是振子的質(zhì)量，k是與彈簧的勁度系數(shù)有關的常數(shù)當只有A物體振動時，測得其振動周期為T1，將待測物體Q固定在A上后振動周期為T2，則待測物體的質(zhì)量為多少？這種裝置比天平優(yōu)越之處是什么？【解析】根據(jù)周期公式可以得到：T12 ，T22 ，兩式解得：mM測量中，在測周期時一般采用測n次的總時間求其中平均值，這樣做的目的是減小誤差由此推斷比天平的測量誤差小【答案】M測量誤差小