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2019-2020年高二物理 第9单元45分钟过关检测(训练6 简谐运动)(有解析) 大纲人教版第二册.doc

 版权申诉  doc 2019-2020年高二物理 第9单元45分钟过关检测(训练6 简谐运动)(有解析) 大纲人教版第二册 基础巩固·站起来,拿得到! 1.使物体产生振动的必要条件是( ) A.物体所受到的各个力的合力必须指向平衡位置 B.物体受到的阻力等于零 C.物体离开平衡位置后受到回复力的作用,物体所受的阻力足够小 D.物体离开平衡位置后受到回复力F的作用,且F=-kx(x为相对平衡位置的位移) 答案:C 解析:振动的必要条件为有回复力作用,所受阻力足够小.而D是简谐运动条件. 2.如图所示,小球以O点为平衡位置,A、B为两极端位置往复振动,在某位置P的位移( ) A.从B点返回P时,用线段BP表示,方向向P B.只有从O向P运动时,才用OP表示,方向向P C.用PO表示,方向向O D.用OP表示,方向向P 答案:D 解析:简谐运动的位移是指从平衡位置指向未位置的有向线段. 3.上题图中,小球受到回复力最大的位置是_________________;小球加速度最大的位置是___________________,速度最大的位置是____________________.小球在位置A的加速度方向___________________;小球在位置P的加速度方向___________________. 答案:A和B A和B O 指向O 指向O 解析:(1)回复力最大的位置应出现在最大位移处. (2)加速度最大的位置也是回复力最大的位置,所以也在A、B点. (3)速度最大的位置应为平衡位置. (4)任一点加速度方向均应指向平衡位置. 4.如图所示,在光滑水平面上,用劲度系数分别为k和2k的两根轻弹簧系住一个质量为m的小球.小球静止时,两弹簧均无形变.现用外力使小球向右偏离x0,释放后,此时小球受到的回复力大小__________________,方向_________________. 答案:3kx0 向左 解析:F回=F弹1+F弹2=kx0+2kx0=3kx0 方向为指向平衡位置,即水平向左. 5.一个弹簧振子在振动过程中,有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等、方向相反,则这两个时刻的振子( ) A.速度一定等值反向 B.加速度一定等值反向 C.动量一定等值反向 D.位移一定等值同向 答案:BD 解析:F回的大小和方向决定a的大小和方向,对于弹簧振子F弹=F回=-kx=ma回,所以F回等大反向即a等大反向,位移等大反向. 6.关于弹簧振子做简谐运动有下述几种说法,正确的是( ) ①通过平衡位置时,回复力一定为零 ②振子做减速运动,加速度同时减小 ③振子向平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反 ④振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反 A.①② B.①③ C.①④ D.②④ 答案:C 解析:弹簧振子做简谐运动,在平衡位置,F回一定为零;振子速度减小,回复力肯定增大,加速度增大;振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反;靠近平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相同. 7.劲度系数为k、长为L的轻弹簧上端固定,下端系一质量为m的小球,小球可在竖直方向上做简谐运动.它的回复力由_______________提供,平衡位置处弹簧长度为_______________. 答案:弹力和重力的合力 L+ 解析:在竖直方向做简谐运动的小球,它的回复力由重力和弹力的合力提供,平衡位置F回=0,即kx=mg,x=,所以l=L+ 能力提升·踮起脚,抓得住! 8.关于简谐运动的位移、速度、加速度关系,下列说法正确的是( ) A.位移减小时,加速度增大,速度增大 B.位移方向总跟加速度方向相反,跟速度方向相同 C.物体运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同 D.物体向平衡位置运动时,做加速运动,背离平衡位置时,做减速运动 答案:CD 解析:位移减小,加速度也减小,速度增大.A错.位移方向总跟加速度方向相反,不一定与速度方向相同.B错,C、D正确. 9.如图所示,在轻弹簧下端挂一个重5 N的小球,再对小球施加一个竖直向下的拉力F,直到小球又静止时,F=4 N,撤去F后小球在竖直方向做简谐运动.则小球受到的回复力最大值为( ) A.4 N B.1 N C.9 N D.5 N 答案:A 解析:小球做简谐运动的平衡位置为F弹=mg的位置,最低点物体所受合力即为回复力:F回=F合=F弹′-mg=9 N-5 N=4 N. 10.一平台沿竖直方向做简谐运动,一物体置于振动平台上随台一起运动.要使物体对台面的正压力最大,则一定是( ) 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 答案:C 解析:根据牛顿第二定律得 最高点:mg-FNa=ma 最低点:FNb-mg=ma 平衡位置:FNO-mg=0 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,物体对平台的压力也最大.C正确. 11.在光滑的水平面上有一弹簧振子,已知轻弹簧的劲度系数为k.开始时,振子被拉到平衡位置O点的右侧某处,此时拉力的大小为F,振子静止.撤去拉力后,振子经时间t,刚好通过平衡位置O点,此时振子的瞬时速度为v.则在此过程中,振子运动的平均速度为多大? 答案: 解析:撤去F,物体从静止开始做简谐运动 因为F回=F=-kx 所以x=- == =. 12.如图所示,一底面积为S的圆柱体木块,浮在密度为ρ的液面上,对它施一外力使它下沉某一深度(木块未浸没),然后撤去外力,不计一切阻力.试证明木块的上下振动是简谐运动. 证明:设平衡时浸入液体的深度为d,据物体所受二力平衡,有mg=ρg·Sd 当木块再向下沉x时,取向上为正方向, 则F回复力=F浮-mg=ρgS(d+x)-ρgSd=ρgSx=kx 考虑方向有F回=-kx,所以木块做简谐运动. 拓展应用·跳一跳,够得着! 13.如图所示,物块m放在平板车M上,平板车放在水平光滑平面上,在水平轻质弹簧的弹力作用下,车与物块一起做简谐运动.在振动过程中( ) A.当弹簧伸长时,物块所受静摩擦力方向水平向左 B.当弹簧压缩量最大时,物块所受的静摩擦力为零 C.平板车运动到平衡位置时,它受到的静摩擦力最大 D.平板车运动到平衡位置时,它受到的静摩擦力为零 答案:AD 解析:物体m随M一起做简谐运动,以m为研究对象,回复力由M施加给m的静摩擦力充当,m的平衡位置为F回=0的位置,即弹簧的最长位置,此时m不受静摩擦力.当弹簧伸长时,物块m受静摩擦力方向水平向左. 14.两块质量分别为m1、m2的木板,被一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起,并在m1板上加压力F(如图所示).为了使得撤去F后,m1跳起时恰好能带起m2板,则所加压力F的最小值为多少? 答案:(m1+m2)g 解析:撤去F后,m1板将做简谐运动.其平衡位置是不加压力F时m1板的静止位置(设为a),距离处于自然长度时的弹簧上端为:x0=m1g/k. m1板做简谐运动时的振幅等于施加压力后弹簧增加的压缩量,即A=x1=F/k. 此时m1板的位置设为b,画出示意图如图所示. 撤去F后,m1板跳起,设弹簧比原长伸长x2时刚好能提起m2板(m1板处于位置c),由kx2=m2g,得x2=m2g/k. 根据m1做简谐运动时的对称性可知,位置b、c必关于平衡位置a对称,即x1=x0+x2或=+ 所以有F=(m1+m2)g.








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