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[“四翼”检测评价]
A组—重基础·体现综合
1.(2022·深圳高二检测)弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,在振子向着平衡位置运动的过程中( )
A.振子所受回复力逐渐增大
B.振子离开平衡位置的位移逐渐增大
C.振子的速度逐渐增大
D.振子的加速度逐渐增大
解析:选C 在振子向着平衡位置运动的过程中,振子所受回复力逐渐减小,振子离开平衡位置的位移逐渐减小,振子的速度逐渐增大,加速度逐渐减小,选项C正确。
2.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是( )
A.大小为OC,方向向左
B.大小为OC,方向向右
C.大小为AC,方向向左
D.大小为AC,方向向右
解析:选B 振子离开平衡位置的位移,以O点为起点,C点为终点,位移大小为OC,方向向右。
3.简谐运动属于下列运动中的( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.非匀变速直线运动
解析:选D 由水平弹簧振子的运动可以看出振子的加速度时刻变化,所以为非匀变速直线运动,选项D正确。
4.(多选)对于做简谐运动的弹簧振子,下述说法中正确的是( )
A.振子通过平衡位置时,速度最大
B.振子在最大位移处时,速度最大
C.振子在连续两次通过同一位置时,位移相同
D.振子连续两次通过同一位置时,速度相同
解析:选AC 振子经过平衡位置时速度最大,A正确;振子在最大位移处时速度最小,B错误;同一位置相对于平衡位置的位移相同,C正确;速度是矢量,振子经过同一位置时速度的大小相同,方向不一定相同,D错误。
5.(多选)下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是( )
A.振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处
B.周期和频率的乘积是一个常数
C.振幅增加,周期必然增加,而频率减小
D.做简谐运动的物体,其频率固定,与振幅无关
解析:选BD 振幅是标量,选项A错误;周期与频率互为倒数,即Tf=1,选项B正确;简谐运动的周期与振幅没有关系,周期的长短由系统本身决定,这就是固有周期,所以选项C错误,D正确。
6.周期为 2 s的简谐运动,在半分钟内振子通过的路程是 60 cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )
A.15次,2 cm B.30次,1 cm
C.15次,1 cm D.60次,2 cm
解析:选B 振子完成一次全振动经过轨迹上每点的位置均为两次(除最大位移处),而每次全振动振子通过的路程为 4 个振幅。
7.如图所示,在光滑的水平桌面上有一弹簧振子,弹簧的劲度系数为k。开始时,振子被拉到平衡位置O的右侧A处,此时拉力的大小为F,然后释放振子,振子从初速度为0的状态开始向左运动,经过时间t后,第一次到达平衡位置O处,此时振子的速度为v,则在这一过程中振子的平均速度( )
A.等于
B.等于
C.小于
D.等于不为0的某值,但根据题设条件无法求出
解析:选B 时间t内的位移x=,则平均速度==,故B项正确,D项错误;由A到O运动过程中,加速度逐渐减小,由运动学规律可知>,故A、C项错误。
8.(多选)如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定,它们处于静止状态,现用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动起来,若以竖直向下为正方向,下列说法正确的是( )
A.钢球运动所能达到的最低处为平衡位置
B.钢球原来静止时的位置为平衡位置
C.钢球振动到原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm
D.钢球振动到原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm
解析:选BC 钢球原来静止,所受合外力为0,所受合外力为0的位置为平衡位置,故A错误,B正确;钢球的位移为从平衡位置指向某时刻所在位置的有向线段,据题意可判断C正确,D错误。
9.如图所示,一轻质弹簧上端系于天花板上,下端挂一质量为m的小球,弹簧的劲度系数为k,将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后,小球做简谐运动,则:
(1)小球从放手运动到最低点,下降的高度为多少?
(2)小球运动到最低点时的加速度大小为多少?
解析:(1)放手后小球到达平衡位置时,弹簧伸长了x,则mg=kx,x=,x也是振动过程中球离平衡位置的最大距离,所以小球从放手运动到最低点,下降高度为2x,即。
(2)小球在最高点时只受重力,其加速度为g,最低点和最高点相对平衡位置的位移大小相等,故加速度大小相等为g。
答案:(1) (2)g
B组—重应用·体现创新
10.(2022·佛山高二检测)(多选)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,它以O为平衡位置在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,加速度最小
B.小球在A、B位置时,动能最小