2.3 简谐运动的回复力和能量 分层作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

2.3 简谐运动的回复力和能量 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．关于做简谐运动的物体，下列说法正确的是（　　）

A．物体经过平衡位置时，位移为零，速度最大

B．物体做匀变速直线运动

C．物体的振幅越大，周期越大

D．物体的振动图像表示物体的运动轨迹

2．一弹簧振子做简谐运动时，其频率为，振幅为。下列说法正确的是（　　）

A．振子在关于平衡位置对称的两点速度一定相同

B．振子在关于平衡位置对称的两点加速度一定不同

C．若振幅变为，振子的频率变为

D．若振幅变为，振子的周期变为

3．（多选）一振子做简谐运动，在振子远离平衡位置的过程中，振子的（　　）

A．加速度增大 B．速度增大 C．位移增大 D．回复力减小

4．（多选）如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，取向上为正方向，下列说法正确的是（　　）

A．周期为

B．振幅为

C．时，回复力最大

D．时弹簧的弹性势能最小

5．类比是研究问题的常用方法。如图甲所示，把一个有小孔的小球连接在弹簧一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。以弹簧处于原长时小球所处位置为坐标原点O，水平向右为正方向建立x轴。把小球向右拉动一段距离a，然后由静止释放，小球振动起来。弹簧的质量和空气阻力忽略不计。请在图乙中画出弹簧的弹力F随x变化的图像。

 

 

6．如图所示，弹簧振子以点为平衡位置，在水平面上的两点间做简谐运动。某时刻振子从左向右经过点时的速度大小，从该时刻开始计时，经过振子第一次经过点时的速度大小，振子的质量，两点相距，已知劲度系数为的弹簧形变量为时的弹性势能。求：

（1）与振子连接的弹簧的劲度系数；

（2）振子经过点时受到的回复力的大小；

（3）弹簧振子的振动周期。

 

 

B层

7．浮标是锚定在指定位置，用以标示航道范围，指示浅滩、碍航物，或表示专门用途的水面助航标志。如图所示，A、O、B为浮标上的三个点，当浮标静止时水位恰好位于O点，A、B两点关于O点对称。将浮标往下压至水位到达B点后释放，浮标开始上下振动。假设水面静止，浮标在A、B两点间的横截面积不变，不考虑水流阻力，则浮标振动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A点与水面相平时，浮标有向上的最大加速度

B．B点与水面相平时，浮标有向上的最大加速度

C．O点与水面相平时，浮标的速度、加速度的方向均向上

D．浮标由下往上运动时，速度越来越大

8．（多选）如图所示，可视为质点的a、b两物块，质量均为m，由劲度系数为k的轻质弹簧连接，置于倾角为30°的固定光滑斜面上，物块a由不可伸长的足够长的细线悬挂于斜面顶端O点，系统处于静止状态。现将物块b沿斜面向下缓慢下拉l后由静止释放。重力加速度大小为g，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内。释放物块b后（　　）

A．物块a不可能运动

B．物块b释放瞬间，其加速度大小为

C．当时，物块b做简谐运动

D．若物块a能运动，则当a、b共速时弹簧弹性势能最大

9．如图所示，轻质弹簧的上端固定在水平天花板上，下端悬挂一个质量为m，带电量为+q的小物块，最初物块静止。某时刻在空间中平行于纸面向上的方向加一个匀强电场，场强大小满足关系Eq=0.5mg（g为重力加速度），加电场后物块开始运动。当物块的速度为零时，将匀强电场反向但大小保持不变；当物块的速度再次为零时，又将匀强电场反向但大小保持不变，如此反复，第五次改变电场强度后保持场强不变。最终物块在竖直方向上做机械振动。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，且弹性势能满足关系Ep=0.5kx²（x为弹簧的形变量），求

(1)电场第二次改变方向时，弹簧的形变量；

(2)最终物块做机械振动时，动能的最大值；

(3)最终物块做机械振动的振幅

 

 

 

C层

10．如图甲，弹簧振子的平衡位置点为坐标原点，小球在、两点间做振幅为的简谐运动，小球经过点时开始计时，其图像如图乙，小球的速度，加速度为，质量为，动能为，弹簧劲度系数为，弹簧振子的弹性势能为，弹簧对小球做功的功率为，下列描述该运动的图像正确的是（　　）

A． B．