簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量、單擺(提高篇)一、選擇題1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力（）．A．可以是恒力B．可以是方向不變而大小變化的力C．可以是大小不變而方向改變的力D．一定是變力2．關(guān)于振幅，以下說(shuō)法中正確的是（）．A．物體振動(dòng)的振幅越大，振動(dòng)越強(qiáng)烈B．一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)，振幅越大振動(dòng)系統(tǒng)的能量越大C．振幅越大，物體振動(dòng)的位移越大D．振幅越大，物體振動(dòng)的加速度越大3．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振子每次通過(guò)同一位置時(shí)，相同的物理量是（）．A．速度B．加速度C．位移D．動(dòng)能4．如圖所示，能正確反映做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體所受回復(fù)力與位移關(guān)系的圖像是（）．5．汽車(chē)在凹凸不平的道路上前進(jìn)，車(chē)廂上下振動(dòng)．若在某段時(shí)間內(nèi)，車(chē)廂做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．你坐在車(chē)廂內(nèi)，則車(chē)廂振動(dòng)到何位置時(shí)，你感到車(chē)座對(duì)你的支持力最大（）．A．當(dāng)振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)B．當(dāng)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)C．當(dāng)向上振動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)D．當(dāng)向下振動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)6．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子質(zhì)量為0.2kg，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè)20cm時(shí)受到的回復(fù)力是4N；當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)40cm時(shí)，它的加速度為（）．A．20m／s2，向右B．20m／s2，向左C．40m／s2，向右D．40m／s2，向左7．甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖像如圖所示，則可知（）．A．兩彈簧振子完全相同B．兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D．振子的振動(dòng)頻率之比，甲∶乙=1∶28．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，振子質(zhì)量為m，最大速率為v，則下列說(shuō)法中正確的是（）．A．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，回復(fù)力做的功一定為零C．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，速度變化量一定為零D．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，速度變化量的大小可能是零到2v之間的某一個(gè)值9．如圖所示，彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球，小球在豎直方向上做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧正好為原長(zhǎng)，則小球在振動(dòng)過(guò)程中（）．A．小球最大動(dòng)能應(yīng)等于mgAB．彈簧的彈性勢(shì)能和小球動(dòng)能總和保持不變C．彈簧最大彈性勢(shì)能等于2mgAD．小球在最低點(diǎn)時(shí)的彈力大于2mg10．如圖所示，光滑槽的半徑R遠(yuǎn)大于小球運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)．今有兩個(gè)小球（視為質(zhì)點(diǎn)）同時(shí)由靜止釋放，其中甲球開(kāi)始時(shí)離圓槽最低點(diǎn)O點(diǎn)遠(yuǎn)些，則它們第一次相遇的地點(diǎn)在（）．A．O點(diǎn)B．O點(diǎn)偏左C．O點(diǎn)偏右D．無(wú)法確定，因?yàn)閮尚∏蛸|(zhì)量關(guān)系未定11．如圖所示，用絕緣細(xì)絲線(xiàn)懸吊著的帶正電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則（）．A．當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí)，動(dòng)能相同B．當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí)，速度相同C．當(dāng)小球每次通過(guò)平衡位置時(shí)，絲線(xiàn)拉力相同D．撤去磁場(chǎng)后，小球擺動(dòng)周期變大12．一個(gè)單擺，在第一個(gè)行星上的周期為T(mén)1，在第二個(gè)行星上的周期為疋，若這兩個(gè)行星的質(zhì)量之比為M1∶M2=4∶1，半徑之比R1∶R2=2∶1，則（）．A．T1：T2=1∶1B．T1∶T2=4∶1C．T1：T2=2∶1D．T1∶T2=1∶213．如圖所示，三根細(xì)線(xiàn)于O點(diǎn)處打結(jié)，A、B端固定在同一水平面上相距為三的兩點(diǎn)上，使AOB成直角三角形，∠BAO=30°，已知OC線(xiàn)長(zhǎng)是L，下端C點(diǎn)系著一個(gè)小球（直徑可忽略）．下列說(shuō)法中正確的是（）．二、填空題14．如圖所示，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺放在傾角為的光滑斜面上，則此單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)_______．15．有五組同學(xué)用單擺測(cè)定重力加速度，各組的實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)據(jù)如下表所示．若各組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作水平一樣，那么第________組同學(xué)測(cè)定的結(jié)果最準(zhǔn)確．若該組同學(xué)根據(jù)自己測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出單擺的振動(dòng)圖像，如圖所示，那么該同學(xué)測(cè)出的重力加速度大小是________m／s2．組制擺球材料最大偏角擺長(zhǎng)測(cè)全振動(dòng)次數(shù)1木10°0.40m102鋁10°0.50m203銅12°0.60m304鐵11°0.80m405鋁8°0.80m5016．如圖所示為一單擺及其振動(dòng)圖像，根據(jù)圖回答：（1）單擺的振幅為_(kāi)_______，頻率為_(kāi)_______，擺長(zhǎng)約為_(kāi)_______；圖中所示周期內(nèi)位移x最大的時(shí)刻為_(kāi)_______．（2）若擺球從E指向G為正方向，為最大擺角，則圖像中O、A、B、C點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)單擺中________點(diǎn)．一周期內(nèi)加速度為正且減小，并與速度同方向的時(shí)間范圍是一勢(shì)能增加且速度為正的時(shí)間范圍是________。（3）單擺擺球多次通過(guò)同一位置時(shí)，下述物理量變化的是________．A．位移B．速度C．加速度D．動(dòng)量E．動(dòng)能F．?dāng)[線(xiàn)張力三、解答題17．一輕彈簧直立在地面上，其勁度系數(shù)為k=400N／m，彈簧的上端與盒子A連接在一起，盒子內(nèi)裝物體B，B的上、下表面恰與盒子接觸，如圖所示，A和日的質(zhì)量mA=mB=1kg，g取10m／s2，不計(jì)阻力，先將A向上抬高使彈簧伸長(zhǎng)5cm后從靜止釋放．A和B一起做上下方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知彈簧的彈性勢(shì)能決定于彈簧的形變大小，試求：（1）盒子A的振幅；（2）物體B的最大速率；（3）當(dāng)A、B的位移為正的最大和負(fù)的最大時(shí)，A對(duì)B的作用力的大小分別是多少？18．有一單擺在地面上一定時(shí)間內(nèi)振動(dòng)了N次，將它移到某高山上，在相同時(shí)間內(nèi)振動(dòng)了（N－1）次，由此可粗略地推算出此山的高度約為地球半徑的多少倍？【答案與解析】一、選擇題1．【答案】D【解析】由F=－kx可知，由于位移的大小和方向在變化，因此回復(fù)力的大小和方向也在變化，一定是變力．2．【答案】A、B【解析】物體振動(dòng)的能量由振幅來(lái)表示．振幅越大，振動(dòng)能量越大，振動(dòng)越強(qiáng)烈．因此A、B兩項(xiàng)正確．振幅是質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的最大距離，與位移無(wú)關(guān)．而加速度隨時(shí)間時(shí)刻變化，所以C、D兩項(xiàng)不正確．3．【答案】B、C、D【解析】振子通過(guò)同一位置時(shí)，位移、加速度的大小和方向都相同．速度的大小相同，但方向不一定相同，因此B、C、D三項(xiàng)正確．4．【答案】B【解析】由F=－kx可知B項(xiàng)正確．5．【答案】A【解析】車(chē)廂和人在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，加速度向上且最大．由FN－mg=ma，可知FN=mg+ma，F(xiàn)N最大．而在平衡位置時(shí)FN－mg=0，F(xiàn)N=mg．在最高點(diǎn)時(shí)，加速度方向向下，F(xiàn)N＜mg．6．【答案】D7．【答案】C、D【解析】由題圖可知f甲∶f乙=1∶2，因此振子不相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．由題圖可知C正確．因F甲=k甲A甲，F(xiàn)乙=k乙A乙，由于k甲和k乙關(guān)系未知，因此無(wú)法判斷F甲∶F乙=2∶1，所以B項(xiàng)不正確．8．【答案】A、D9．【答案】C10．【答案】A11．【答案】A【解析】小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于洛倫茲力不做功，所以機(jī)械能守恒．運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，小球的速度大小相同，但方向可能不同，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．小球左、右通過(guò)最低點(diǎn)，向心力相同，洛倫茲力方向相反，所以拉力不同，C項(xiàng)不正確．由于洛倫茲力不提供回復(fù)力，因此有無(wú)磁場(chǎng)，不影響振動(dòng)周期，D項(xiàng)錯(cuò)誤．12．【答案】A13．【答案】A二、填空題15．【答案】59.7416．【答案】（1）3cm0.5Hz1m0.5s末和1.5s末（2）E、G、E、F1.5～2.0s間0～0.5s間（3）B、D（4）1.5變大三、解答題17．【答案】見(jiàn)解析【解析】（1）振子在平衡位置時(shí)，所受合力為零，設(shè)此時(shí)彈簧被壓縮Δx，則有：kΔx=(mA+mB)g，（3）在