第2章 第2节 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(教科版)

题组1　对回复力的理解 1．下列关于振动物体所受回复力的说法正确的是(　　) A．回复力是指物体受到的指向平衡位置的力 B．回复力是指物体所受的合外力 C．回复力只可能是弹力 D．回复力可以做功 解析：选D。回复力可以是由多个力合成的，也可以是某个力的分力，指向平衡位置的力不一定就是回复力，故A错误；合外力中部分提供回复力，其他的力可能提供其他效果力，故B错误；回复力是以力的作用效果命名的，可以是重力、弹力或摩擦力，也可以是几个力的合力，故C错误；回复力可以做功，故D正确。 2．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中(　　) A．振子所受的回复力逐渐增大 B．振子的位移逐渐增大 C．振子的速度逐渐减小 D．振子的加速度逐渐减小 解析：选D。振子的位移为由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因向平衡位置运动时位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小，A、B错误；由牛顿第二定律a＝得，加速度也减小，物体向平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，D正确，C错误。 3．(2024·四川万源中学期中)如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是(　　) 解析：选C。物体在受到与位移大小成正比、方向总是指向平衡位置的力时所做振动，叫简谐运动。选项C的图中，物体在两侧斜面上受到的力均为恒力，不与位移的大小成正比，所以一定不是简谐运动。 题组2　简谐运动中物理量的分析 4．(2024·江苏苏州统考期中)做简谐运动的物体每次通过同一位置时，可能不相同的物理量是(　　) A．位移 B．速度 C．动能 D．回复力 解析：选B。位移是从初位置指向末位置的有向线段，则做简谐运动的物体每次通过同一位置时，位移相同，故A不符合题意；做简谐运动的物体每次通过同一位置时，速度大小相同，方向可能相反，故B符合题意；做简谐运动的物体每次通过同一位置时，速度大小相同，则动能相同，故C不符合题意；做简谐运动的物体回复力与位移成正比，则做简谐运动的物体每次通过同一位置时，回复力相同，故D不符合题意。 5．简谐运动图像如图所示，在t1和t2时刻，运动质点相同的量为(　　) A．加速度 B．位移 C．速度 D．回复力 解析：选C。由题图读出，t1和t2时刻，质点运动的位移大小相等，方向相反，根据简谐运动的加速度a＝－知，加速度大小相等，方向相反，故A、B错误；x－t图像上点的切线的斜率表示速度，故在t1和t2时刻速度相同，故C正确；根据简谐运动的基本特征F＝－kx可知，t1和t2时刻质点的回复力大小相等，方向相反，故D错误。 6．弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，则(　　) A．在t＝1 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 B．在t＝2 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 C．在t＝3 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 D．在t＝4 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 解析：选B。当t＝1 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，A错误；当t＝2 s时，位移为零，加速度为零，而速度最大，速度方向要看该点切线斜率的正负，t＝2 s时，速度方向为负，B正确；当t＝3 s时，位移最大，加速度最大，速度为零，C错误；当t＝4 s时，位移为零，加速度为零，速度最大，方向为正，D错误。 7．如图所示的是弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，则下列说法不正确的是(　　) A．振子的位移增大的过程中，弹力做负功 B．振子的速度增大的过程中，弹力做正功 C．振子的加速度增大的过程中，弹力做正功 D．振子从O点出发到再次回到O点的过程中，弹力做的总功为零 解析：选C。根据回复力F＝－kx，回复力与位移方向相反，指向平衡位置，对于弹簧振子，弹力充当回复力，振子的位移增大的过程中，弹力做负功，故A正确；振子的速度增大的过程中，位移减小，弹力方向与运动方向一致，弹力做正功，故B正确；根据回复力F＝－kx，振子的加速度增大的过程，位移增大，弹力方向与运动方向相反，弹力做负功，故C错误；振子从O点出发到再次回到O点的过程中，速度大小不变，动能不变，弹力做的总功为零，故D正确。 8．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。下列判断正确的是(　　) A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小 B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小 C．振子经过O时动能最大 D．振子经过O时加速度最大 解析：选C。简谐运动的位移起点为O点，则从O到N运动过程中位移不断增大，方向向右，故A错误；根据简谐运动的回复力F＝－kx可知，从O到N运动的过程中位移x增大，回复力不断增大，故B错误；振子经过平衡位置O时，位移为0，可知回复力为0，由牛顿第二定律可得加速度为0，而经过平衡位置时是振动从加速变为减速的转折点，速度最大，动能最大，故C正确，D错误。 9．(2024·四川眉山彭山一中校考)一质点做简谐振动的振动方程是x＝2sin (50πt＋)cm，则(　　) A．在0至0.02 s内，速度与加速度方向始终相同 B．在0.02 s时，质点具有负向最大加速度 C．在0.025 s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向 D．在0.04 s时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向 解析：选C。由x＝2sin (50πt＋)cm可知t＝0时，质点的位移x＝2 cm，质点处于正向最大位移处，周期T＝＝ s＝0.04 s，在0至0.02 s内，即经过半个周期内，质点从正向最大位移运动到负向最大位移，速度与加速度方向不是始终相同，故A错误；在0.02 s时，质点刚好运动到负向最大位移处，质点具有正向最大加速度，故B错误；在0.025 s时，质点正从负向最大位移到平衡位置的运动过程中，则此时质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向，故C正确；在0.04 s时，质点处于正向最大位移处，此时回复力最大，速度为0，故D错误。 10．如图所示的是某弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　) A．振子在0.2 s时刻的回复力与0.4 s时刻的回复力相同 B．振子在0.8 s时刻的动能与在0.4 s时刻的动能相同 C．0.7 s到0.9 s时间内，振子的加速度在减小 D．0.5 s到0.7 s时间内，系统的势能在增大 解析：选B。振子在0.2 s时刻与在0.4 s时刻的位移等大反向，则振子在0.2 s时刻的回复力与0.4 s时刻的回复力等大反向，A错误；0.8 s时刻与0.4 s时刻速度大小相等，则振子在0.8 s时刻的动能与在0.4 s时刻的动能相同，B正确；0.7 s到0.9 s时间内，振子的位移变大，则回复力变大，加速度在增大，C错误；0.5 s到0.7 s时间内，振子从位移最大位置向平衡位置运动，动能变大，则系统的势能在减小，D错误。 11．如图所示，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.振子经过同一位置时，速度大小一定相同 B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功 C．振子在从最低点向平衡位置运动过程中受到重力、弹力和回复力 D．振子在平衡位置时，其动能最大，弹簧的弹性势能最小 解析：选A。简谐运动中，振子经过同一位置时速度大小相等，故A正确；振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹力的方向与速度的方向同向，故弹力做正功，故B错误；振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子所受重力的合力提供，故C错误；振子在平衡位置时，其动能最大，此时弹簧被压缩，弹簧的弹性势能不是最小，当弹簧恢复到原长的时候，弹性势能最小，故D错误。 12．(2024·海南省直辖县级单位期中)如图所示，光滑水平面上放有一个弹簧振子。已知振子滑块的质量m＝0.1 kg，弹簧劲度系数k＝62.5 N/m，将振子滑块从平衡位置O向左移4 cm，由静止释放后在B、C间运动，设系统在B处时具有的弹性势能为0.05 J。 (1)滑块的加速度的最大值am为多少？ (2)求滑块的最大速度vm。 (3)求滑块完成5次全振动时走过的路程s。 解析：(1)在B点加速度最大，由kx＝mam可得am＝＝ m/s2＝25 m/s2。 (2)系统的机械能守恒 Ep＝mv 得vm＝1 m/s。 (3)滑块完成5次全振动时走过的路程s＝5×4A＝80 cm。 答案：(1)25 m/s2　(2)1 m/s　(3)80 cm 学科网（北京）股份有限公司 $