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2019-2020年高中物理 1.2探究物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的原因自我小測(cè) 滬科版選修3-4 1做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它多次通過(guò)同一位置時(shí)，一定相同的物理量是(　　) A．速度 B．加速度 C．回復(fù)力 D．位移 2質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)再次經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期 B．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度再次與零時(shí)刻的速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期 C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的加速度再次與零時(shí)刻的加速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期 D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為振幅的2倍時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為半個(gè)周期 3彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率是0.5 Hz，在t＝0時(shí)正好從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)t＝3.2 s時(shí)，振子 (　　) A．正向右做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大 B．正向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小 C．正向左做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大 D．正向右做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小 4如圖所示，放在光滑水平面上的彈簧振子，振子質(zhì)量為m，振子以O(shè)為平衡位置，在B和C之間振動(dòng)，設(shè)振子經(jīng)平衡位置時(shí)的速度為v，則它在由O→B→O→C的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)振子所做功的大小為(　　) A．2mv2 B．－mv2 C．3mv2 D.mv2 5一平臺(tái)沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，一物體置于振動(dòng)平臺(tái)上隨平臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)處于什么位置時(shí)，物體對(duì)臺(tái)面的正壓力最大 (　　) A．當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí) B．當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)振動(dòng)中心點(diǎn)時(shí) C．當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí) D．當(dāng)振動(dòng)平臺(tái)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)振動(dòng)中心點(diǎn)時(shí) 6如圖所示為某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，|x1|>|x2|，由圖可知，在t1和t2兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度v1、v2與加速度a1、a2的關(guān)系為 (　　) A．v1a2，方向相同 D．a(chǎn)1>a2，方向相反 7做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度a隨位移x的變化規(guī)律應(yīng)是圖中的(　　) 8物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，有兩點(diǎn)A、A′關(guān)于平衡位置對(duì)稱，則物體(　　) A．在A點(diǎn)和A′點(diǎn)的位移相同 B．在兩點(diǎn)處的速度可能相同 C．在兩點(diǎn)處的加速度可能相同 D．在兩點(diǎn)處的回復(fù)力可能相同 9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∶1 C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大 D．兩振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2 10如圖所示，一質(zhì)量為M的無(wú)底木箱放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧一端懸于木箱的上邊，另一端掛著用細(xì)線連接在一起的兩物體A和B，mA＝mB＝m。剪斷A、B間的細(xì)線后，A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。則當(dāng)A振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，木箱對(duì)地面的壓力為_(kāi)_________。 11如圖所示，質(zhì)量為m的密度計(jì)插在密度為ρ的液體中，已知密度計(jì)圓管的直徑為d，試證明密度計(jì)經(jīng)豎向推動(dòng)后在豎直方向上的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(液體對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力忽略不計(jì))。 12彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，頻率為0.5 Hz，振幅為4 cm，當(dāng)振子具有正向最大回復(fù)力時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在圖中畫(huà)出該振子的振動(dòng)圖像。 答案 1解析：同一位置，位移相同，由F＝－kx和a＝－x知加速度a與回復(fù)力F也相同，而同一位置速度方向不確定，A錯(cuò)。 答案：BCD 2解析：質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)同一位置經(jīng)過(guò)的時(shí)間一般不是一個(gè)周期，A錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)同向經(jīng)歷關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)時(shí)速度相同，但經(jīng)過(guò)的時(shí)間不為一個(gè)周期，B錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)同一位置時(shí)，加速度相同，但經(jīng)歷的時(shí)間一般不等于一個(gè)周期，C錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)在任何周期內(nèi)通過(guò)的路程一定是2倍的振幅，D對(duì)。 答案：D 3解析：T＝＝2 s，t＝3.2 s＝1.6 T，即TFNO>FNa， 即振動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，平臺(tái)對(duì)物體的支持力最大。根據(jù)牛頓第三定律，物體對(duì)平臺(tái)的正壓力最大。 答案：C 6解析：由圖像可知，t1、t2兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)都在沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，越靠近平衡位置，速度越大，故選項(xiàng)A正確。由F＝－kx可知F1>F2，對(duì)于同一質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，a1>a2且方向相反。選項(xiàng)D正確。 答案：AD 7解析：以彈簧振子為例，F(xiàn)＝－kx＝ma，所以a＝－，故a＝－k′x，故正確選項(xiàng)應(yīng)為B。 答案：B 8解析：由于A、A′關(guān)于平衡位置對(duì)稱，所以物體在A、A′點(diǎn)時(shí)的位移大小相等、方向相反，故A錯(cuò)。而A、A′點(diǎn)的速率一定相同但速度方向可能相同也可能相反，因每個(gè)點(diǎn)處速度都有兩個(gè)可能方向，故B正確?；貜?fù)力一定指向平衡位置，所以A、A′點(diǎn)的回復(fù)力方向相反；但因其與位移大小成正比，所以回復(fù)力大小相等，D錯(cuò)誤。而加速度情況與回復(fù)力相同，C錯(cuò)誤。 答案：B 9解析：觀察圖像，從圖像上盡可能多地獲取信息。從圖像中比較甲、乙彈簧振子的振幅和周期，并與物理模型相聯(lián)系，通過(guò)對(duì)圖像并結(jié)合模型的分析，選出正確選項(xiàng)。從圖像中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2，D選項(xiàng)正確，彈簧振子周期與振子質(zhì)量，彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說(shuō)明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤。由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，所以B錯(cuò)誤。對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大；在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從圖像中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰到達(dá)平衡位置，所以C正確。 答案：CD 10解析：初始時(shí)，整體平衡，剪斷A、B間的細(xì)線的瞬間，物體A所受的合力F＝mg，方向向上，是A振動(dòng)的最大回復(fù)力，當(dāng)物體A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，回復(fù)力也應(yīng)該是F′＝mg，方向向下，此時(shí)彈簧剛好是原長(zhǎng)，對(duì)框架作用力為零，因此此時(shí)木箱對(duì)地面的壓力為Mg。 答案：Mg 11證明：密度計(jì)在豎直方向上振動(dòng)的回復(fù)力為其受到的合力。密度計(jì)處于平衡位置時(shí)，受到的浮力Q＝mg。當(dāng)密度計(jì)有一向下的位移x時(shí)，則受到的浮力Q′＝Q＋π()2xρg。此時(shí)所受合力F＝Q′－mg＝Q′－Q＝π()2xρg，方向向上，和位移x方向相反。當(dāng)密度計(jì)有一向上位移x時(shí)，則受到的浮力Q″＝Q－π()2xρg。此時(shí)所受合力F＝mg－Q″＝Q－Q″＝π()2xρg，方向向下，和位移x方向相反?？傊?，密度計(jì)無(wú)論在什么位置，合力F總等于π()2xρg，其方向總和位移x方向相反。令π()2ρg＝k，可得F＝－kx。所以密度計(jì)經(jīng)豎向推動(dòng)后在豎直方向上的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 答案：見(jiàn)證明 12解析：T＝＝2 s，在坐標(biāo)紙上規(guī)定好標(biāo)度，初始點(diǎn)位移是負(fù)值最大。 答案：如下圖所示：