(练习)12 课时分层训练(九) 简谐运动的回复力和能量-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

课时分层训练(九)　简谐运动的回复力和能量 知识点1　简谐运动的回复力 1．简谐运动的回复力(　　) A．可以是恒力 B．可以是方向不变而大小变化的力 C．可以是大小不变而方向改变的力 D．一定是变力 D　解析：由于回复力F＝－kx，位移的大小和方向在变化，故回复力的大小和方向也在变化，则简谐运动的回复力一定是变力，选D。 2．对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列各图正确的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　　　D C　解析：由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知，弹簧振子做简谐运动时的回复力和位移的关系图像应如选项C所示。 3．如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法正确的是(　　) A．物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 B．物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C．物块A受重力、支持力及振子B对它的恒定的摩擦力 D．物块A受重力、支持力及振子B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 D　解析：物块A受到重力、支持力和振子B对它的摩擦力的作用。振子B对振子A的摩擦力提供A做简谐运动所需的回复力，其大小和方向都随时间变化，A、B、C选项错误，D选项正确。 知识点2　简谐运动的能量 4．(多选)关于简谐运动的振幅，以下说法正确的是(　　) A．一个确定的振动系统，振幅越大振动越强烈 B．一个确定的振动系统，振幅越大振动系统的能量越大 C．振幅越大，物体振动的位移越大 D．振幅越大，物体振动的加速度越大 AB　解析：一个确定的振动系统的能量由振幅决定，振幅越大，能量越大，振动越强烈，A、B正确；振幅是质点离开平衡位置的最大距离，而位移与加速度随时间时刻变化，C、D错误。 5．(多选)当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的是(　　) A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等，弹性势能相同 B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧弹力始终做负功 C．振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供 D．振子在运动过程中，系统的机械能守恒 CD　解析：振子在平衡位置两侧往复运动，速度相同的位置可能出现在关于平衡位置对称的两点，这时弹簧的长度不相等，A错误；振子由最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧对振子施加的力指向平衡位置，做正功，B错误；振子运动中的回复力由弹簧振子所受弹簧的弹力和振子的重力的合力提供，且运动中系统的机械能守恒，C、D正确。 6．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　) A．位移　　　 B．速度 C．加速度 D．回复力 B　解析：简谐运动的位移是由平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐运动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；加速度大小总与位移大小成正比，方向与位移相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；回复力大小总与位移大小成正比，方向与位移方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误。 7．(多选)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的关系分别为(　　) A．v1<v2，方向相同 B．v1<v2，方向相反 C．a1>a2，方向相同 D．a1>a2，方向相反 AD　解析：由题图知，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，选项A正确；由F＝ma＝－kx可知，选项D正确。 8．如图所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为m、带电荷量为＋q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上。在施加一个电场强度为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动。那么(　　) A．小球到达最右端时，弹簧的形变量为 B．小球做简谐运动的振幅为 C．运动过程中小球的机械能守恒 D．运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变 A　解析：小球做简谐运动的平衡位置是弹簧拉力与静电力平衡的位置，此时弹簧的形变量为，小球到达最右端时，弹簧的形变量为，A项正确，B项错误；运动过程中，静电力做功，故小球的机械能不守恒，C项错误；运动过程中，小球的动能、电势能和弹簧的弹性势能的总量不变，D项错误。 9．如图甲所示的竖直弹簧振子的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　甲　　　　　　　乙　　 A．0～5 s内，振子的路程为32 cm B．1～3 s内，振子的动量变化量为0 C．第3 s末，弹簧振子的弹性势能为0 D．t＝0与t＝0.5 s时振子的加速度之比为 ∶1 D　解析：由题图乙可知