2019-2020年高中物理 1.2探究物体做简谐运动的原因自我小测 沪科版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 1.2探究物体做简谐运动的原因自我小测 沪科版选修3-41做简谐运动的物体，当它多次通过同一位置时，一定相同的物理量是()A速度 B加速度 C回复力 D位移2质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是()A当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期B当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期C当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期D当质点经过的路程为振幅的2倍时，经过的时间为半个周期3弹簧振子做简谐运动的频率是0.5 Hz，在t0时正好从平衡位置向右运动，则当t3.2 s时，振子 ()A正向右做减速运动，加速度正在增大B正向左做加速运动，加速度正在减小C正向左做减速运动，加速度正在增大D正向右做加速运动，加速度正在减小4如图所示，放在光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为m，振子以O为平衡位置，在B和C之间振动，设振子经平衡位置时的速度为v，则它在由OBOC的整个运动过程中，弹簧弹力对振子所做功的大小为()A2mv2 Bmv2 C3mv2 D.mv25一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动。当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大 ()A当振动平台运动到最高点时B当振动平台向下运动过振动中心点时C当振动平台运动到最低点时D当振动平台向上运动过振动中心点时6如图所示为某一质点的振动图像，|x1|>|x2|，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为 ()Av1<v2，方向相同 Bv1<v2，方向相反Ca1>a2，方向相同 Da1>a2，方向相反7做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是图中的()8物体做简谐运动的过程中，有两点A、A关于平衡位置对称，则物体()A在A点和A点的位移相同B在两点处的速度可能相同C在两点处的加速度可能相同D在两点处的回复力可能相同9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两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙21C振子甲速度为零时，振子乙速度最大D两振子的振动频率之比f甲f乙1210如图所示，一质量为M的无底木箱放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，mAmBm。剪断A、B间的细线后，A做简谐运动。则当A振动到最高点时，木箱对地面的压力为_。11如图所示，质量为m的密度计插在密度为的液体中，已知密度计圆管的直径为d，试证明密度计经竖向推动后在竖直方向上的振动是简谐运动(液体对运动的阻力忽略不计)。12弹簧振子做简谐运动，频率为0.5 Hz，振幅为4 cm，当振子具有正向最大回复力时开始计时，在图中画出该振子的振动图像。答案1解析：同一位置，位移相同，由Fkx和ax知加速度a与回复力F也相同，而同一位置速度方向不确定，A错。答案：BCD2解析：质点连续两次经过同一位置经过的时间一般不是一个周期，A错；质点同向经历关于平衡位置对称的两点时速度相同，但经过的时间不为一个周期，B错；质点连续两次经同一位置时，加速度相同，但经历的时间一般不等于一个周期，C错；质点在任何周期内通过的路程一定是2倍的振幅，D对。答案：D3解析：T2 s，t3.2 s1.6 T，即T<t<(T)。如图所示，3.2 s时振子位于OB之间向B运动，由于正远离平衡位置，位移增大，故加速度正在增大，故选项C正确。答案：C4解析：由于水平面是光滑的，在整个过程中只有动能和势能的相互转化，振子在OBO过程中，动能转化为势能又转化为动能，在O点振子的动能为mv2，势能为零；从OC过程中，动能向势能转化，在C点，动能完全转化为势能，即势能为mv2，据动能定理可知弹簧弹力对振子所做的功为mv2。答案：B5解析：物体随平台在竖直方向振动过程中，仅受两个力作用：重力和台面支持力。由这两个力的合力作为振动的回复力，并产生始终指向平衡位置的加速度。物体在最高点a和最低点b时，所受回复力和加速度的大小相等，方向均指向O点，如图所示。根据牛顿第二定律得最高点：mgFNama；最低点：FNbmgma。平衡位置：FNOmg0；所以FNb>FNO>FNa，即振动平台运动到最低点时，平台对物体的支持力最大。根据牛顿第三定律，物体对平台的正压力最大。答案：C6解析：由图像可知，t1、t2两时刻，质点都在沿x轴负方向运动，越靠近平衡位置，速度越大，故选项A正确。由Fkx可知F1>F2，对于同一质点来说，a1>a2且方向相反。选项D正确。答案：AD7解析：以弹簧振子为例，Fkxma，所以a，故akx，故正确选项应为B。答案：B8解析：由于A、A关于平衡位置对称，所以物体在A、A点时的位移大小相等、方向相反，故A错。而A、A点的速率一定相同但速度方向可能相同也可能相反，因每个点处速度都有两个可能方向，故B正确。回复力一定指向平衡位置，所以A、A点的回复力方向相反；但因其与位移大小成正比，所以回复力大小相等，D错误。而加速度情况与回复力相同，C错误。答案：B9解析：观察图像，从图像上尽可能多地获取信息。从图像中比较甲、乙弹簧振子的振幅和周期，并与物理模型相联系，通过对图像并结合模型的分析，选出正确选项。从图像中可以看出，两弹簧振子周期之比T甲T乙21，得频率之比f甲f乙12，D选项正确，弹簧振子周期与振子质量，弹簧劲度系数k有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A错误。由于弹簧的劲度系数k不一定相同，所以两振子受回复力(Fkx)的最大值之比F甲F乙不一定为21，所以B错误。对简谐运动进行分析可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大；在振子到达最大位移处时，速度为零，从图像中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰到达平衡位置，所以C正确。答案：CD10解析：初始时，整体平衡，剪断A、B间的细线的瞬间，物体A所受的合力Fmg，方向向上，是A振动的最大回复力，当物体A运动到最高点时，回复力也应该是Fmg，方向向下，此时弹簧刚好是原长，对框架作用力为零，因此此时木箱对地面的压力为Mg。答案：Mg11证明：密度计在竖直方向上振动的回复力为其受到的合力。密度计处于平衡位置时，受到的浮力Qmg。当密度计有一向下的位移x时，则受到的浮力QQ()2xg。此时所受合力FQmgQQ()2xg，方向向上，和位移x方向相反。当密度计有一向上位移x时，则受到的浮力QQ()2xg。此时所受合力FmgQQQ()2xg，方向向下，和位移x方向相反。总之，密度计无论在什么位置，合力F总等于()2xg，其方向总和位移x方向相反。令()2gk，可得Fkx。所以密度计经竖向推动后在竖直方向上的振动是简谐运动。答案：见证明12解析：T2 s，在坐标纸上规定好标度，初始点位移是负值最大。答案：如下图所示：