2.3 简谐运动的回复力和能量（精选练习）-2021-2022学年下学期高二物理同步精品课堂（新教材人教版选择性必修第一册）

人教版新教材 物理选择性必修第一册 第二章《机械振动》 2.3 简谐运动的回复力和能量 精选练习 1、 夯实基础 1.(2022·全国·高一课时练习)如图甲所示,光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧,弹簧一端固定,另一端连接在小球上,忽略弹簧质量。小球以点O为平衡位置,在A、B两点之间做往复运动,取向右为正方向,小球的位移x随时间t的变化如图乙所示,则( ) A.t=0.5s时,小球在O点左侧10cm处 B.t=0.25s和t=0.75s时,小球的速度相同 C.t=0.25s和t=0.75s时,小球的加速度相同 D.t=0.5s到t=1.5s过程中,系统的势能在逐渐增加 2.(2022·山东潍坊·高三期末)光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子的系统总能量表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,A为简谐运动的振幅。若振子质量为0.25kg,弹簧的劲度系数为25N/m。起振时系统具有势能0.06J和动能0.02J,则下列说法正确的是( ) A.该振动的振幅为0.16m B.振子经过平衡位置时的速度为0.4m/s C.振子的最大加速度为8 D.若振子在位移最大处时,质量突变为0.15kg,则振幅变大 3.(2022·全国·高二专题练习)(多选)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—时间图象,则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图象中不正确的是( ) A.B. C. D. 4.(2022·河北·衡水市冀州区第一中学高二期末)如图所示,与地面夹角为的光滑斜面顶端固定一垂直斜面的挡板,劲度系数为k的轻弹簧一端固定一个质量为m的小物体,另一端固定在挡板上。物体在平行斜面方向上做简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长。则物体在振动过程中( ) A.物体在最低点时受的弹力大小为mgsin B.弹簧的最大弹性势能等于 C.平衡位置处,弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最大 D.物体的最大动能应等于 5.(2021·山东·乳山市银滩高级中学高二阶段练习)如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为的物体, 物体在竖直方向上做简谐运动,弹簧对物体的拉力F随时间变化如图乙所示,重力加速度为g。由此可以判定运动过程中( ) A.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 B.物体的最大动能等于 C.物体的最大加速度为2倍的重力加速度 D.振幅为 6.(2021·重庆·西南大学附中高二期中)如图所示,一质量为M的木质框架放在水平桌面上,框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端拴接两个质量均为m的铁球(铁球离框架下端足够远,两球间用轻杆相连)系统处于静止状态。用手向下拉一小段距离后释放铁球,两铁球便上下做简谐运动,框架保持静止,重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A.铁球在振动的过程中,速度相同时,弹簧的弹性势能也相同 B.若两铁球在最低点时,AB之间断开,则A球继续做简谐振动,振幅不变 C.铁球从最低点向平衡位置运动的过程中,回复力的功率一直增大 D.在框架不会离开桌面的前提下,则两铁球的振幅最大是 7.(2022·全国·高二专题练习)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,加速度最大 B.小球从A经O到B的过程中,回复力一直做正功 C.小球在A、B位置时,势能最大,加速度最大 D.小球从B到O的过程中,振动的能量不断减小 8.(2022·北京·北师大实验中学高二期末)如图所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一物块,取物块静止时所处位置为坐标原点O,向下为正方向,建立Ox坐标轴。现将物块竖直向下拉到A位置后由静止释放,不计空气阻力。已知物块的质量为m,弹簧的劲度系数为k,A位置的坐标为x1,重力加速度为g (已知弹簧的形变量为x时的弹性势能为)。下列说法正确的是( ) A.该物块做简谐运动,振幅为2x1 B.在任意周期内物块通过的路程都等于x1 C.物块在A位置时的回复力大小为 D.物块到O位置时的动能最大为 9.(2022·云南·砚山县第三高级中学高二开学考试)(多选)如图所示为两个相同的弹簧振子,但偏离平衡位置的最大距离不同。振动时间图像如下,已知弹簧劲度系数都是k,弹性势能公式为下面的说法中正确的是( ) A.甲的振动能量是乙的4倍 B.甲的振动频率是乙的2倍 C.乙的振动周期是甲的倍 D.两弹簧振子所受回复力最大值之比1∶2 10.(2022·浙江丽水·高二期末)如图,足够长的光滑斜面倾角为30°,斜面底端有一挡板,其上有一小球从某一高度处由静止开始沿斜面滑下,挡板上固定一个轻质弹簧,使得小球在斜面上可以往复运动,运动过程中弹簧始终在弹性限度内,则以