人教版物理高二选修3-4 11.3简谐运动的描述回复力和能量同步练习(II)卷

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高中物理 11.3 简谐运动的回复力和能量试题(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物

11.3 简谐运动的回复力和能量一、简谐运动的回复力1．简谐运动的定义：如果质点所受的力与它偏离_____________的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。

2．回复力：力的方向总是指向平衡位置，它的作用总是把物体______________，这个力称为回复力。

它可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，属于_________。

3．位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的_____________，是矢量，其最大值等于振幅。

4．回复表达式：F=－kx，其中“－〞表示回复力与位移的方向相反，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧振子的位移。

二、简谐运动的能量1．运动学特征：x、v、a均按_________________发生周期性变化〔注意v、a的变化趋势相反〕。

2．能量特征：系统的___________，振幅A不变。

平衡位置位移拉回到平衡位置效果力有向线段正弦或余弦规律机械能守恒一、简谐运动的特征1．受力特征：简谐运动的回复力满足F=－kx，位移x与回复力的方向相反。

由牛顿第二定律知，加速度a与位移的大小成正比，方向相反。

2．运动特征：当v、a同向时〔即v、F同向，也就是v、x反向〕时，v一定增大；当v、a反向时〔即v、F反向，也就是v、x同向〕时，v一定减小。

当物体靠近平衡位置时，a、f、x都减小，v增大；当物体远离平衡位置时，a、f、x都增大，v减小。

3．能量特征：对弹簧振子来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒。

4．周期特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期变化，他们的周期就是简谐运动的周期T。

物体动能和势能也随时间周期性变化，其周期为T/2。

5．对称性特征〔1〕速率的对称性：物体在关于平衡位置对称的两个位置具有相等的速率。

〔2〕时间的对称性：物体通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等。

〔3〕加速度的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有等大、反向的加速度。

深圳乐而思人教版高二物理(选修3-4)课后同步练习：11.3简谐运动的回复力和能量

简谐运动的回复力和能量1．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内A．振子的位移越来越大B．振子正向平衡位置运动C．振子速度与位移同向D．振子速度与位移方向相反【答案】BD2．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减小B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐增大【答案】A3．一水平的弹簧振子，以平衡位置O点为中心，在A、B两点间做简谐运动，则A．振子在O点时的速度和加速度都达到最大值B．振子的速度方向改变时，位移方向就改变C．振子的加速度值变大时，速度值一定变小D．振子从A点运动到AO的中点，再运动到O点，两段位移运动时间相等【答案】C4．做简谐运动的物体每次通过平衡位置时A．位移为零，动能为零B．动能最大，势能最小C．速率最大，回复力不一定为零D．速率最大，合力一定为零【答案】B5．如图所示，质量为M的物块钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端，构成一弹簧振子，物块可沿光滑水平面在BC间做简谐运动，振幅为A。

在运动过程中将一质量为m的小物块轻轻地放在M上，第一次是当M运动到平衡位置O处时放在上面，第二次是当M运动到最大位移处C处时放在上面，观察到第一次放后的振幅为A1，第二次放后的振幅为A2，则A．A1=A2=A B．A1<A2=AC．A1=A2<A D．A2<A1=A【答案】B6．弹簧振子在AOB之间做简谐运动，O为平衡位置，测得A、B之间的距离为8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s，则A．振子的振动周期是2 s，振幅是8 cmB．振子的振动频率是2 HzC．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD．从振子通过O点时开始计时，3 s内通过的路程为24 cm【答案】CD7．弹簧振子在水平方向上做简谐运动的过程中，下列说法正确的是A．在平衡位置时它的机械能最大B．在最大位移时它的机械能最大C．从平衡位置到最大位移处它的动能减小D．从最大位移处到平衡位置它的机械能减小【答案】C8．如图所示，小球m连着轻质弹簧，放在光滑水平面上，弹簧的另一端固定在墙上，O点为它的平衡位置，把m 拉到A点，OA=1 cm，轻轻释放，经0.2 s运动到O点，如果把m拉到A′点，使OA′=2 cm，弹簧仍在弹性限度范围内，则释放后运动到O点所需要的时间为A．0.2 s B．0.4 sC．0.3 s D．0.1 s【答案】A9．如图所示，质量为m甲的物体甲放置在质量为m乙的物体上，乙与弹簧相连，它们一起在光滑的水平面上做简谐运动，振动过程中甲、乙之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，甲、乙间摩擦力的大小等于A．0B．kxC．mkx m甲乙D．mkx m m甲甲乙【答案】D10．关于振幅的各种说法中，正确的是A．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B．位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C．振幅等于振子运动轨迹的长度D．振幅越大，表示振动越强，周期越长【答案】A11．某一弹簧振子做简谐运动，在图的四幅图象中，正确反映加速度a与位移x的关系的是A．B．C．D．【答案】B12．做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是A．速度B．加速度C．位移D．动能【答案】BCD13．简谐运动是下列哪一种运动：A．匀变速运动B．匀速直线运动C．变加速运动D．匀加速直线运动【答案】C14．当一弹簧振子在竖直方向上作简谐振动时，下列说法正确的是A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等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．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供D．振子在振动过程中，系统的机械能不守恒【答案】C15．关于振动物体的平衡位置，下列说法中不正确的是A．加速度改变方向的位置B．回复力为零的位置C．速度最大的位置D．加速度最大的位置【答案】D16．如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A，B之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C．振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向背离平衡位置【答案】A17．如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板。

人教版高中物理选修3-4第十一章第三节简谐运动的回复力和能量课时作业.docx

高中物理学习材料桑水制作一、选择题1．物体做简谐运动时，下列叙述中正确的是( )A．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态B．物体到达平衡位置，合力一定为零C．物体到达平衡位置，回复力一定为零D．物体的回复力为零时，合力不一定为零解析：选CD.沿直线做简谐运动的物体，平衡位置是回复力等于零的位置，物体所受合力也为零，沿弧线振动的物体，平衡位置的回复力等于零，但合力不为零，故CD正确．2．如图所示为一弹簧振子做简谐运动的图象，t1和t2时刻振子所处的位置关于平衡位置对称，振子在t1和t2时刻比较，下列结论正确的是( )A．相同的速度B．相同的位移C．相同的加速度D．相同的机械能答案：AD3．(2013·都昌二中高二检测)在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是( )A．速度、加速度、动能B．动能、回复力、位移C．加速度、速度、势能D．速度、动能、回复力解析：选B.通过对简谐运动过程的分析可知，在同一位置，位移、加速度、回复力、动能、势能一定相同，由于通过同一位置具有往复性，所以速度方向可能相同，也可能相反，故选项B正确．4．(2013·效实中学高二检测)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，它围绕平衡位置O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，动能最大，加速度最大C．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加解析：选A.小球在平衡位置时动能最大，加速度为零，因此A 选项正确．小球靠近平衡位置时，回复力做正功；远离平衡位置时，回复力做负功．振动过程中总能量不变，因此B 、C 、D 选项不正确．5．如图表示某质点做简谐运动的图象，以下说法中正确的是( )A ．t 1、t 2时刻的速度相同B ．从t 1到t 2这段时间内，速度与加速度同向C ．从t 2到t 3这段时间内，速度变大，加速度变小D ．t 1、t 3时刻的加速度相同解析：选CD.t 1时刻振子速度最大，t 2时刻振子速度为零，故A 项不正确；t 1到t 2这段时间内，质点远离平衡位置，故速度背离平衡位置，而加速度指向平衡位置，所以二者方向相反，则选项B 不正确；在t 2到t 3这段时间内，质点向平衡位置运动，速度在增大，而加速度在减小，故C 项正确；t 1和t 3时刻质点在平衡位置，故加速度均为零，D 项正确．6．一质点做简谐运动的图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A ．在0.015 s 时，速度和加速度都为－x 方向B ．在0.01 s ～0.03 s 内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小C ．在第8个0.01 s 内，速度与位移方向相同，且都在不断增大D ．在每1 s 内，回复力的瞬时功率有100次为零解析：选BD.该题考查各物理量在图象中的表示，要根据图象把握运动过程．在0.015 s时，从图象中可以看出，速度方向沿－x 方向，而加速度方向沿＋x 方向，A 项错误．在0.01～0.03 s 时间内，速度方向先沿－x 方向，后沿＋x 方向，速度先减小后增大，而加速度方向始终沿＋x 方向，加速度大小先增大后减小，所以B 项正确．第8个0.01 s 内的位移沿＋x 方向且逐渐增大，而速度却在不断减小，所以C 项错误．由题图可知：T ＝0.04 s,1 s 内的周期数n ＝1T＝25，当回复力为零时，回复力的功率为零，当回复力最大时，质点速度为零，回复力的功率也为零，这样一个周期内，功率为零的时刻有4次，因此，在每1 s 内回复力的瞬时功率为零的次数有4×25＝100(次)，所以D 项正确．7．如图所示，一水平弹簧振子在光滑水平面上的B 、C 两点间做简谐运动，O 为平衡位置．已知振子由完全相同的P 、Q 两部分组成，彼此拴接在一起．当振子运动到B 点的瞬间，将P 拿走，则以后Q 的运动和拿走P 之前比较有( )A ．Q 的振幅增大，通过O 点时的速率增大B ．Q 的振幅减小，通过O 点时的速率减小C ．Q 的振幅不变，通过O 点时的速率增大D ．Q 的振幅不变，通过O 点时的速率减小解析：选C.当振子运动到B 点的瞬间，振子的速度为零，此时P 、Q 的速度均为零，振子的动能全部转化为系统中的弹簧的弹性势能，将P 拿走并不影响系统的能量，故能量并不改变，因此Q 的振幅不变，当振子通过O 点时系统的弹性势能又全部转化为动能，拿走P 之前，弹性势能转化为P 、Q 两个物体的动能，拿走P 之后，弹性势能转化为Q 一个物体的动能，故拿走P 之后Q 的动能比拿走P 之前Q 的动能大，速率也要增大．所以选C.8．如图所示，竖直轻弹簧两端分别与物块A 、B 相连，物块A 、B 所受重力均为mg ，物块B 放在固定于水平面上的压力传感器上，物块A 在初始位置处于平衡状态．现对物块A 施以大小为F ＝mg 的力将其下压一段距离x 保持静止，然后撤去力F ，当物块A 向上运动到初始位置上方距离也是x 时( )A ．压力传感器的读数是零B ．压力传感器的读数是mg /2C ．压力传感器的读数是2mgD ．压力传感器的读数是mg解析：选D.A 物块做简谐振动，最大回复力为F ＝mg .当A 到最高点时，回复力仍为mg ，方向向下，则弹簧弹力为零，所以压力传感器示数为mg ，只有D 正确．☆9.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T .竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小解析：选 C.要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在34T 时，货物向上的加速度最大，则C 选项正确；货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在T4时，货物向下的加速度最大，所以选项A 、B 、D 错误． ☆10.如图所示，质量为m 的小球放在劲度系数为k 的轻弹簧上，小球上下振动而又始终未脱离弹簧．则( )A ．小球的最大振幅为mg kB ．在最大振幅下弹簧对小球的最大弹力是mgC ．小球在振动过程中机械能守恒D ．弹簧的最大弹性势能为2m 2g 2k解析：选AD.最大振幅满足kA ＝mg ，所以A ＝mg k ，故A 项正确；在A ＝mgk的条件下小球在最高点和最低点所受回复力大小相同，所以F m －mg ＝mg ，得F m ＝2mg ，所以B 项错误；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以C 项错误；当小球到达最低点时弹簧的形变量最大，所以弹性势能最大，根据机械能守恒或动能定理得最大弹性势能为2mgA ＝2m 2g 2k，所以D 项正确．二、非选择题11．如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A 、B 两物体，m A ＝0.1 kg ，m B ＝0.5 kg ，系统静止时弹簧伸长15 cm ，若剪断A 、B 间的细绳，A 做简谐运动，其最大加速度和振幅分别是多少？(g 取10 m/s 2)解析：此题等效于用F ＝m B g 的力拉A 使弹簧伸长15 cm 后释放，则释放时A 的加速度最大，此时合力与F 等大、反向，则a max ＝F m A ＝m B g m A ＝0.5×100.1m/s 2＝50 m/s 2.振子的平衡位置是不用F 拉时A 静止的位置．设弹簧的劲度系数为k ，则A 、B 静止时，由平衡条件知，弹簧伸长量15 cm ＝(m A ＋m B )g k ，没有B 且A 平衡时，弹簧伸长量x ＝m A g k＝2.5 cm ，则振子的振幅A ＝(15－x ) cm ＝12.5 cm.答案：50 m/s 2 12.5 cm☆12.(2013·青岛第六中学高二检测)如图所示，A 、B 叠放在光滑水平地面上，B 与自由长度为L 0的轻弹簧相连，当系统振动时，A 、B 始终无相对滑动，已知m A ＝3m ，m B ＝m ，当振子距平衡位置的位移x ＝L 02时，系统的加速度为a ，求A 、B 间摩擦力F f 与位移x 的函数关系．解析：设弹簧的劲度系数为k ，以A 、B 整体为研究对象，系统在水平方向上做简谐运动，其中弹簧的弹力为系统的回复力，所以对系统运动到距平衡位置L 02时，有 k L 02＝(m A ＋m B )a 由此可得k ＝8ma L 0① 当系统的位移为x 时，A 、B 间的静摩擦力为F f ，此时A 、B 具有共同加速度a ′，对系统有－kx ＝(m A ＋m B )a ′②对A 有F f ＝m A a ′③由①②③得F f ＝－6ma L 0x . 答案：F f ＝－6ma L 0x。

高中物理第十一章3简谐运动的回复力和能量练习(含解析)新人教版选修3-4

3 简谐运动的回复力和能量1.(多选）关于回复力，下列说法正确的是（ABC ）A.回复力是物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的力B。

回复力是按力的作用效果命名的，它可能由弹力提供，也可能由摩擦力提供C。

回复力可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力D。

振动物体在平衡位置时,其所受合力为零解析：根据回复力的定义可知A正确；回复力是根据力的作用效果命名的，各种性质的力都可以提供回复力，所以B，C正确；振动物体在平衡位置是振动时受到的回复力为零的位置，回复力只是各个外力在振动方向上的合力，回复力等于零时，合力不一定为零，故D错误.2。

关于简谐运动中弹簧振子的合力和位移的关系，图中表示正确的是（ C ）解析：根据F=-kx可知，回复力与位移的关系图象为一条直线,斜率为负值,C项正确。

3.做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下组物理量完全相同的是（ B ）A.回复力、加速度、速度B.回复力、加速度、动能C。

回复力、速度、弹性势能D.加速度、速度、机械能解析:弹簧振子每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，回复力大小总是相等，方向总是指向平衡位置，则回复力相等、加速度相等；但振子可能远离平衡位置，也可能靠近平衡位置，那么速度大小相等，速度方向可能不同，动能相等,同时根据能量守恒，与之对应的势能、机械能相等,则B正确。

4。

一个做简谐运动的物体，每次有相同的动能时,下列说法正确的是( A ）A。

一定具有相同的势能B.一定具有相同的速度C。

一定具有相同的加速度D。

一定具有相同的位移解析：简谐运动中机械能守恒,当有相同的动能时,势能一定相等，A正确；动能相同时，由E k=mv2可知，具有相同的速率，但速度方向可能不同,故B不正确；根据简谐运动的对称性可知，在动能相同时，有相同大小的a和x，但方向不同，故C,D不正确.5。

如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中,关于A受力说法中正确的是( D )A。

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高中物理学习材料唐玲收集整理基础夯实1．如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是( )A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力答案：A解析：有不少同学误选B，产生错解的主要原因是对回复力的性质不能理解清楚或者说是对回复力来源没有弄清楚造成的，一定清楚地认识到回复力是根据效果命名的，它是由其它力所提供的力。

2．(白鹭洲高二检测)关于简谐振动，以下说法中正确的是( )A．回复力总指向平衡位置B．加速度、速度方向永远一致C．在平衡位置加速度、速度均达到最大值D．在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零答案：AD解析：回复力是把物体拉回到平衡位置的力，A对；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能远离平衡位置，B错误；平衡位置位移为零，据a＝－kxm知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，C错，D对。

3．(农七师中学高二检测)弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时( )A．速度值最大B．回复力的值最大C．加速度值最大D．位移最大答案：A解析：振子通过平衡位置时速度最大，回复力、加速度、位移都为零，故只有A项正确。

4．(2011·湖南师大附中模拟)下图为某个弹簧振子做简谐运动的图象，由图象可知( )A ．由于在0.1s 末振幅为零，所以振子的振动能量为零B ．在0.2s 末振子具有最大势能C ．在0.4s 末振子具有的能量尚未达到最大值D ．在0.4s 末振子的动能最大答案：B解析：简谐振动的能量是守恒的，故A 、C 错；0.2秒末、0.4秒末位移最大，动能为零，势能最大，故B 对，D 错。

5．(2012·天津河西模拟)公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。

一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T 。

取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t ＝0，其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小答案：C解析：货物做简谐运动，合力的方向总指向平衡位置且回复力跟位移的大小成正比，货物受到重力和车厢地板的支持力作用，那么当货物位于平衡位置下方时F N＝mg＋k|x|；当货物位于平衡位置上方时，有F N＝mg－kx，所以在正向最大位移处，对车厢底板的压力最小，在负向最大位移处，对车厢底板的压力最大，C正确。

人教版选修3-4 11.3 简谐运动的回复力和能量教案 Word版含答案(2篇)

课时11.3简谐运动的回复力和能量1.理解回复力的概念,会根据回复力的特点判断物体是否做简谐运动。

2.会用动力学的方法分析简谐运动中位移、速度、回复力和加速度的变化规律。

3.会用能量守恒的观点分析水平弹簧振子中动能、势能、总能量的变化规律。

重点难点:回复力的特点、简谐运动的动力学分析及能量分析。

教学建议:前两节研究的是做简谐运动的质点的运动特点,不涉及它所受的力以及能量转换的情况,是从运动学的角度研究的。

而本节要讨论它所受的力和能量转换的情况,是从动力学和能量的角度研究的。

教学中要讲清回复力是根据振动物体所受力的效果来命名的,振子的惯性使振子远离平衡位置时,回复力总是使振子回到平衡位置,正是这一对矛盾才使振子形成振动。

从能量守恒的角度对简谐运动进行分析时,只限于对水平弹簧振子。

导入新课:很多同学都喜欢荡秋千,你思考过吗,为什么一次次荡起的秋千还会一次次回到最低点?又为什么荡秋千时能荡得很高?1.简谐运动的动力学特征(1)回复力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向①相反(填“相同”或“相反”),总是指向②平衡位置,它的作用是使振子能③回到平衡位置。

(2)水平放置的弹簧振子做简谐运动时,其回复力可表示为④F=-kx,式中k为比例系数,也是弹簧的劲度系数;负号表示⑤力F与位移x方向相反。

(3)如果质点受到的力与它偏离平衡位置的位移大小成⑥正比,并且总指向⑦平衡位置,该质点的运动就是简谐运动。

2.简谐运动的能量的特征(1)弹簧振子的速度在不断变化,因而它的⑧动能在不断变化;弹簧的形变量在不断变化,因而它的⑨势能在不断变化。

(2)理论证明:若忽略能量损耗,在弹簧振子运动的任意位置,系统的⑩动能与势能之和都是一定的,与机械能守恒定律相一致。

(3)实际运动都有一定的能量损耗,所以简谐运动是一种理想化模型。

1.回复力是按性质命名的力还是按效果命名的力?解答:回复力是按效果命名的力。

2.弹簧振子在什么位置动能最大?在什么位置势能最大?解答:在平衡位置动能最大,在最大位移处势能最大。

高二物理3-4新授课11.3简谐运动的回复力和能量课后练习

11.3 简谐运动的回复力和能量A组：合格性水平训练1．(简谐运动的回复力)(多选)关于简谐运动的回复力公式F＝－kx，下列说法正确的是()A．k只表示弹簧的劲度系数B．式中的负号表示回复力总是负值C．位移x是相对平衡位置的位移D．回复力随位移的增大而增大2．(简谐运动的加速度)如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点为平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么下列四个运动图象中能正确反映运动情况的图象是()3．(简谐运动的能量)一个做简谐运动的物体，当每次振动系统的势能相同时，下列说法中正确的是()A．物体的动能相同B．物体的位移相同C．物体的加速度相同D．物体的速度相同4．(加速度和速度)(多选)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，振子的速度最大、方向为负，加速度为零B．在t＝2 s时，振子的速度最大、方向为负，加速度为零C．在t＝3 s时，振子的速度最大、方向为正，加速度最大D．在t＝4 s时，振子的速度最大、方向为正，加速度为零E．在t＝5 s时，振子的速度为零，加速度最大、方向为负5．(简谐运动的回复力和加速度)做简谐运动的弹簧振子质量为0.2 kg，当它运动到平衡位置左侧20 cm时受到的回复力是4 N；当它运动到平衡位置右侧40 cm时，它的加速度为()A．20 m/s2，向右B．20 m/s2，向左C．40 m/s2，向右D．40 m/s2，向左6．(振动图象与各物理量)(多选)如图所示为一质点做简谐运动的振动图象，则关于该质点的下列说法中正确的是()A．在0～0.01 s内，速度与加速度同向B．在0.01～0.02 s内，速度与回复力同向C．在0.025 s时，速度为正，加速度为正D．在0.04 s时，速度最大，回复力为零7．(周期、振幅与能量)如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。

高中物理选修3-4课时作业3：11.3 简谐运动的回复力和能量

题组一简谐运动的回复力1．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( )A ．可以是恒力B ．可以是方向不变而大小变化的力C ．可以是大小不变而方向改变的力D ．一定是变力[答案] D2．做简谐运动的物体，其加速度a 随位移x 变化的规律应是下图中的( )[答案] B[解析] 以弹簧振子为例，F ＝－kx ＝ma ，所以a ＝－kx m，即a ＝－k ′x ，故正确选项应为B.3．光滑的水平面上放有质量分别为m 和12m 的两木块，下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图1所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为F f ，为使这两个木块组成的系统能像一个整体一起振动，系统的最大振幅为( )图1A.F f kB.2F f kC.3F f kD.4F f k[答案] C[解析] 质量分别为m 和12m 的两木块作为一个整体同步振动，两者具有相同的加速度．当两木块之间静摩擦力达到最大值F f 时，12m 木块的加速度达到最大值2F f m，此时两木块组成的系统的加速度也达到最大值2F f m ，弹簧弹力达到最大值F max ＝(m ＋12m )a max ＝3F f ，此时系统的位移大小即为振幅达到最大值A max ＝F max k ＝3F f k. 4．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .取竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图2所示，则( )图2A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小 [答案] C[解析] 要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在t ＝34T 时，货物向上的加速度最大，则选项A 错误，选项C 正确；货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在t ＝T 4时，货物向下的加速度最大，所以选项B 、D 错误．题组二对简谐运动的能量的理解5．弹簧振子在水平方向上做简谐运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．在平衡位置时它的机械能最大B ．在最大位移处时它的弹性势能最大C ．从平衡位置到最大位移处它的动能减小D ．从最大位移处到平衡位置它的机械能减小[答案] BC[解析] 弹簧振子做简谐运动时机械能守恒，因此选项A 、D 均错误；在最大位移处时，弹性势能最大，选项B 正确；从平衡位置到最大位移处的运动是振子远离平衡位置的运动，速度减小，动能减小，选项C 正确．6．物体做简谐运动的过程中，下述物理量中保持不变的是( )A ．振幅B ．动能C ．势能D ．机械能[答案] AD[解析] 物体做简谐运动的过程中，机械能守恒，振幅不变，选项A 、D 正确；当物体向平衡位置运动时，动能增大，势能减小；当物体远离平衡位置运动时，动能减小，势能增大，选项B 、C 错误．7．振动的物体都具有周期性，若做简谐运动的弹簧振子的周期为T ，那么它的动能、势能变化的周期为( )A ．2TB ．T C.T 2 D.T 4[答案] C[解析] 振动中动能、势能相互转化，总机械能不变，动能和势能为标量，没方向．C 正确．8．如图3，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A 0.当物块向右通过平衡位置时，a 、b 之间的粘胶脱开；以后小物块a 振动的振幅为A ，则A ________A 0(填“>”、“<”或“＝”)．图3[答案] <[解析]当弹簧振子通过平衡位置时，a、b之间粘胶脱开，a、b由于惯性继续向右运动，弹簧伸长，对物块有向左的拉力，物块a向右做减速运动，动能减少，物块b在光滑水平面上做匀速直线运动，动能不变，由能量守恒定律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大伸长量减小，故振幅减小．题组三简谐运动的综合应用9．一质点做简谐运动的振动图象如图4所示，则该质点()图4A．在0～0.01s内，速度与加速度同向B．在0.01～0.02s内，速度与回复力同向C．在0.025s时，速度为正，加速度为正D．在0.04s时，速度最大，回复力为零[答案]AC[解析]F、a与x始终反向，所以由x的正负就能确定a的正负．在x－t图象上，图线各点切线的斜率表示该点的速度，由斜率的正负又可确定v的正负，由此判断A、C正确．10．如图5甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是()图5A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子可能运动到B 位置B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2s 的时间内，弹簧振子的动能持续地增大D ．在t ＝0.2s 与t ＝0.6s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同[答案] A11．如图6所示，一弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 点为平衡位置，以某时刻作为计时零点(t ＝0)，经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么下列四个运动图象中能正确反映运动情况的图象是( )图6[答案] D[解析] 从t ＝0开始经过14周期，振子具有正向的最大加速度，此时位移为负的最大值． 12．甲、乙两弹簧振子的弹簧劲度系数相等，且水平放置，其振动图象如图7所示，则它们振动的机械能大小关系是E 甲______E 乙(选填“>”“＝”或“<”)；振动频率的大小关系是f 甲________f 乙(选填“>”“＝”或“<”)；在0～4s 内，甲的加速度为正向最大的时刻是________，乙的加速度为正向最大的时刻是______．图7[答案] > < 3s 末 0.5s 末和2.5s 末[解析] 振动的机械能是由振幅决定的．由题图可知A 甲＝10cm ，A 乙＝5cm ，因此E 甲>E 乙，由题图知：T 甲＝4s ，T 乙＝2s ．则f 甲＝1T 甲＝14Hz ，f 乙＝1T 乙＝12Hz ，故f 甲<f 乙．由加速度和位移的关系a ＝－kx m知a 与x 成正比且方向相反，加速度为正向最大的时刻也就是位移为负向最大的时刻，对于甲，加速度正向最大的对应时刻应为t ＝3s ；对于乙，加速度正向最大的对应时刻应为t 1＝0.5s 和t 2＝2.5s.13.如图8所示，在劲度系数为k ，原长为l 0的一端固定的弹簧下端挂一质量为m 的小物块，释放后小物块做上下振动，此时弹簧没有超出弹性限度．证明：小物块的振动是简谐运动．图8[答案]见[解析][解析]如图所示，物块静止在平衡位置O时，弹簧的形变量为x0，有mg＝kx0.当物块向下运动x时，物块所受重力与弹簧弹力的合力提供物块所需的回复力．设向下为正方向，有F＝mg－k(x＋x0)＝－kx.可见物块所受回复力的大小与位移的大小成正比，方向与位移方向相反，且指向平衡位置，因此小物块的振动是简谐运动．。

整合高中物理选修3-4练习：第11章第3节简谐运动的回

11.3简谐运动的回复力和能量同步测试1．对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是( )A．k只表示弹簧的劲度系数B．式中的负号表示回复力总是负值C．位移x是相对平衡位置的位移D．回复力只随位移变化，不随时间变化答案： C2．做简谐运动的振子每次通过同一位置时，相同的物理量是( )A．速度B．加速度C．位移D．动能答案：BCD3．对于弹簧振子回复力和位移的关系，下列图中正确的是( )答案： C4．如图所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是( )A．在第1 s内，质点速度逐渐增大B．在第2 s内，质点速度逐渐增大C．在第3 s内，动能转化为势能D．在第4 s内，动能转化为势能答案：BC5．在简谐运动的过程中，t1、t2两时刻物体分别处在关于平衡位置对称的两点，则从t1至t2这段时间，物体( )A．t1、t2两时刻动量一定相同B．t1、t2两时刻势能一定相同C．速度一定先增大，后减小D．加速度可能先增大，后减小，再增大答案：BD6．弹簧振子的质量是2 kg ，当它运动到平衡位置左侧2 cm 时，受到的回复力是4 N ，当它运动到平衡位置右侧4 cm 时，它的加速度是( )A ．2 m/s2，向右B ．2 m/s2，向左C ．4 m/s2，向右D ．4 m/s2，向左答案： D7．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物体束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物体都开始做简谐运动，在运动过程中( )A ．甲的振幅大于乙的振幅B ，甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D ．甲的最大速度大于乙的最大速度答案： C8．做简谐运动的弹簧振子，质量为m ，最大速率为v ，则下列说法正确的是( )A ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零B ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是0到12mv2之间的某一个值C ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D ．从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是0到2v 之间的某一个值答案： AD9．某弹簧振子的固有频率为2.5 Hz ，将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm 后放开，同时开始计时，则在t ＝1.55 s 时( )A ．振子正在做加速度减小的加速运动B ．振子正在做加速度增大的减速运动C ．振子的速度方向沿x 轴正方向D ．振子的位移一定大于2 cm答案： BCD10.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T ，取竖直向上方向为正方向，以某时刻作为计时起点，在t ＝0时其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最大 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小答案： C11.如图所示，弹簧振子B 上放一个物块A ，在A 与B 一起做简谐运动的过程中，关于A 受力的下列说法中正确的是( )A ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C ．物块A 受重力、支持力及B 对它的恒定的摩擦力D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力答案： D12．甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知( )A ．两弹簧振子完全相同B ．两弹簧振子所受回复力最大值之比F 甲∶F 乙＝2∶1C ．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D ．振子的振动频率之比f 甲∶f 乙＝1∶2答案： CD。

人教版选修3-4 第十一章第3节简谐运动的回复力和能量作业

第十一章第3节简谐运动的回复力和能量作业[A组素养达标]1．(多选)关于回复力，下列说法正确的是()A．回复力是指物体受到的指向平衡位置的力B．回复力是指物体受到的合外力C．回复力是以力的作用效果来命名的，它可以是弹力，也可以是重力或摩擦力等几个力的合力D．回复力实际上就是向心力解析：回复力是物体振动时受到的指向平衡位置的力，它使物体回到平衡位置．它是根据效果命名的，可以是某一个力，可以是某一个力的分力，也可以是几个力的合力，回复力不一定等于合外力，向心力是指物体做匀速圆周运动所受到的效果力，虽然都是按效果命名的，但力的作用效果不同．答案：AC2．(多选)关于水平弹簧振子的振动过程，以下说法正确的是()A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变解析：振子在平衡位置两侧往复振动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，所以D正确；振子运动到平衡位置处时速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A正确；振幅是振子离开平衡位置的最大位移，保持不变，所以C错误．答案：ABD3．(多选)如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，关于A受力的说法中正确的是()A ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C ．物块A 做简谐振动的回复力是B 对它的摩擦力D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力解析：物块A 做简谐运动，在水平方向其合外力不断变化，具体受力情况为：竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力，水平方向只有B 物体对它的摩擦力作用，摩擦力提供回复力，C 、D 选项正确．答案：CD4．(多选)一个弹簧振子，做简谐运动的周期为T ，设t 1时刻振子不在平衡位置，经过一段时间到t 2时刻，振子的速度与t 1时刻的速度大小相等、方向相同，若t 2－t 1<T 2，则( ) A ．t 2时刻振子的加速度一定跟t 1时刻大小相等、方向相反B ．在t 1～t 2的中间时刻，振子处在平衡位置C ．从t 1到t 2时间内，振子的运动方向不变D ．从t 1到t 2时间内，振子所受回复力的方向不变解析：弹簧振子在t1、t2两个不同时刻的振动图象如图所示，由图可知t1、t2时刻的加速度大小相等、方向相反，A正确；且在t1～t2的中间时刻，振子处于平衡位置，B正确；在t1～t2时间内，振子的运动方向都沿y轴的正方向，故运动方向不变，C正确；从t1到t2时间内，位移方向发生了变化，振子所受回复力的方向发生了变化，D错误．答案：ABC5．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，如图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中正确的是()解析：加速度与位移的关系为a ＝－kx m ，而x ＝A sin ωt ，所以a ＝－kA msin ωt ，则可知C 选项正确．答案：C6．(多选)如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象，由图象可知( )A ．在0.1 s 时，由于位移为零，所以振动能量为零B ．在0.2 s 时，振子具有最大势能C ．在0.35 s 时，振子具有的能量尚未达到最大值D ．在0.3 s 时，振子的动能最大解析：弹簧振子做简谐运动，振动能量不变，选项A 错；在0.2 s 时位移最大，振子具有最大势能，选项B 对；弹簧振子的振动能量不变，在0.35 s 时振子具有的能量与其他时刻相同，选项C 错；在0.3 s 时振子的位移为零，动能最大，选项D 对．答案：BD7．如图所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半(即物体质量减少一半)，此后振动系统的振幅的变化为()A．振幅不变B．振幅变大C．振幅变小D．条件不够，不能确定解析：当物体到达最低点时掉下一半(即物体质量减少一半)后，新的系统将继续做简谐运动，机械能也是守恒的，所以还会到达原来的最低点，但是，由于振子质量的减少，新的平衡位置将比原来的平衡位置高，所以振幅变大，B正确．答案：B8．一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，在t1和t2时刻的位移为x1＝x2＝7 cm，在t3时刻的振动位移为x3＝－5 cm，以v1、v2、v3和a1、a2、a3分别表示t1、t2、t3时刻质点振动速度大小和加速度大小，则以下关系正确的是()A ．v 1＝v 2＞v 3 a 1＝a 2＞a 3B ．v 1＝v 2＜v 3 a 1＝a 2＜a 3C ．v 1＝v 2＞v 3 a 1＝a 2＜a 3D ．v 1＝v 2＜v 3 a 1＝a 2＞a 3解析：x 1＝x 2＞|x 3|，故t 1、t 2、t 3时刻的势能关系为E p1＝E p2＞E p3，据机械能守恒定律知，相应的三个时刻的动能关系为12m v 21＝12m v 22<12m v 23，则v 1＝v 2＜v 3；加速度大小a 1＝kx 1m，a 2＝kx 2m ，a 3＝k m|x 3|，故a 1＝a 2＞a 3，D 选项正确．答案：D9．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．(1)求t ＝0.25×10－2 s 时的位移；(2)在t ＝1.5×10－2 s 到2×10－2 s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t ＝0到8.5×10－2 s 的时间内，质点的路程为多大？解析：(1)由题图可知A ＝2 cm ，T ＝2×10－2 s ，振动方程为x ＝A sin ⎝⎛⎭⎫ωt －π2＝－A cos ωt ＝－2cos 2π2×10－2t cm ＝－2cos 100πt cm 当t ＝0.25×10－2 s 时，x ＝－2cos π4cm ＝－ 2 cm. (2)由题图可知在1.5×10－2 ～2×10－2 s 内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．(3)从t ＝0至8.5×10－2 s 的时间为174个周期，质点的路程为s ＝17A ＝34 cm. 答案：(1)－ 2 cm (2)变大变大变小变小变大 (3)34 cm[B 组素养提升]10．如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T ＝2 s ，从最低点位置向上运动时开始计时，在一个周期内的振动图象如图乙所示．关于这个图象，下列说法正确的是( )A ．t ＝1.25 s ，振子的加速度为正，速度也为正B ．t ＝1 s ，弹性势能最大，重力势能最小C ．t ＝0.5 s ，弹性势能为零，重力势能最小D ．t ＝2 s ，弹性势能最大，重力势能最小解析：由题图可知t ＝1.25 s 时，位移为正，加速度为负，速度也为负，A 不正确．竖直方向的弹簧振子，其振动过程中机械能守恒，在最高点重力势能最大，动能为零；在最低点重力势能最小，动能为零，所以弹性势能最大；在平衡位置，动能最大，由于弹簧发生形变，弹性势能不为零．由此可知D 正确．答案：D11．如图所示，一底端有挡板的斜面体固定在水平面上，其斜面光滑，倾角为θ.一个劲度系数为k 的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A 连接在一起，物块B 紧挨着物块A 静止在斜面上．某时刻将B 迅速移开，A 将在斜面上做简谐运动．已知物块A 、B 的质量分别为m A 、m B ，若取沿斜面向上为正方向，移开B 的时刻为计时起点，则A 的振动位移随时间变化的图象是选项图中的( )解析：刚移开B 时应为简谐振动的最低点，此时弹簧的形变量x 1＝(m A ＋m B )g sin θk，简谐振动处于平衡位置时，弹簧的形变量x 2＝m A g sin θk，所以简谐振动的振幅为x 1－x 2＝m B g sin θk，B 正确．答案：B12．(多选)公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T .竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图所示，则( )A ．t ＝14T 时，货物对车厢底板的压力最小 B ．t ＝12T 时，货物对车厢底板的压力最小 C ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最大 D ．t ＝34T 时，货物对车厢底板的压力最小解析：要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在34T 时，货物向上的加速度最大，则选项C 正确；若货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在T 4时，货物向下的加速度最大，所以选项A 正确，B 、D 错误．答案：AC[C 组学霸冲刺]13．如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A 、B 两物体，m A ＝0.1 kg ，m B ＝0.5 kg ，系统静止时弹簧伸长15 cm ，若剪断A 、B 间的细绳，A 做简谐振动，其最大加速度和振幅分别是多少？(g 取10 m/s 2)解析：此题等效于用F ＝m B g 的力拉A 使弹簧伸长15 cm 后释放，则释放时A 的加速度最大，此时合力与F 等大、反向，则a max ＝F m A ＝m B g m A ＝0.5×100.1m/s 2＝50 m/s 2.振子的平衡位置是不用F 拉时A 静止的位置．设弹簧的劲度系数为k ，A 、B 静止时，弹簧伸长量为15 cm ，由平衡条件得，(m A ＋m B )g ＝k ·x ′，解得k ＝40 N/m.没有B 且A 平衡时，弹簧伸长量x ＝m A g k＝2.5 cm ，则振子的振幅A ＝(x ′－x )cm ＝12.5 cm. 答案：50 m/s 2 12.5 cm。

人教版高中物理选修3-4一课一练同步训练题含参考答案 (一中)

编者的话一中高二物理组为了方便高二的同学学习必修3-4的教材，深入理解基本物理概念，熟练掌握物理基本规律，一中高二物理备课组编写了物理选修3-4的同步课课练。

此练习可以作为课后作业使用，也可作为补充练习。

本练习前5题属于基础训练，后7题属于提高练习，教师和同学可根据学习的实际情况灵活选用。

本书适合人教版物理教材。

2016.11.高中物理选修3-4一课一练同步训练题目录11.1 简谐运动每课一练 3 11.2 简谐运动的描述每课一练 7 11.3 简谐运动的回复力和能量每课一练2 10 11.4 单摆每课一练 1311.5 外力作用下的振动每课一练 1612.1 波的形成和传播每课一练 18 12.2 波的图象每课一练 20 12.3 波长、频率和波速 1每课一练 22 12.3 波长、频率和波速 2每课一练26 12.4 波的衍射和干涉每课一练3012.5 多普勒效应每课一练3113.1 光的反射和折射每课一练35 13.2 全反射每课一练38 13.3 光的干涉每课一练40 13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长每课一练41 13.5 光的衍射每课一练46 13.6 光的偏振每课一练4713.7 光的颜色色散每课一练13.8 激光每课一练 5014.1 电磁波的发现每课一练54 14.2 电磁振荡每课一练56 14.3 电磁波的发射和接收每课一练5814.4 电磁波与信息化社会每课一练14.5 电磁波谱每课一练6015.1~2 相对论简介1每课一练62 15.3~4 相对论简介2每课一练64参考答案11.1 简谐运动每课一练（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．下列运动中属于机械振动的是( )A．小鸟飞走后树枝的运动B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动C．匀速圆周运动D．竖直向上抛出物体的运动2．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内( )A．振子的位移越来越大B．振子正向平衡位置运动C．振子速度与位移同向D．振子速度与位移方向相反3．关于简谐运动的振动图象，下列说法中正确的是( )A．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线B．由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移方向C．表示质点的位移随时间变化的规律D．由图象可判断任一时刻质点的速度方向4．如图6所示是某振子做简谐运动的图象，以下说法中正确的是( )图6A．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹B．振动图象反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度D．振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向图75．如图7是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是( )A．该图象的坐标原点建立在弹簧振子的平衡位置B．从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，可让底片沿垂直x轴方向匀速运动D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化的快慢不同6．如图8所示为弹簧振子的振动图象，关于振子的振动，下列描述正确的是( )图8A．振子沿如图所示的曲线运动B．图象描述的是振子的位移随时间变化的规律C．从0.5 s到1.5 s内振子先加速运动后减速运动D．从1 s到2 s内振子先减速运动后加速运动7．如图9所示为某质点在0～4 s内的振动图象，则( )图9A．质点在3 s末的位移为2 mB．质点在4 s末的位移为8 mC．质点在4 s内的路程为8 mD．质点在4 s内的路程为零8．在水平方向上做简谐运动的质点，其振动图象如图10所示．假设向右的方向为正方向，则物体的位移向左且速度向右的时间段是( )图10A．0 s到1 s内B．1 s到2 s内C．2 s到3 s内D．3 s到4 s内9．一个质点做简谐运动，它的振动图象如图11所示，则( )图11A．图中的曲线部分是质点的运动轨迹B．有向线段OA是质点在t1时间内的位移C．有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率10．如图12所示是质点做简谐运动的图象．由此可知( )图12A．t＝0时，质点位移、速度均为零B．t＝1 s时，质点位移最大，速度为零C．t＝2 s时，质点位移为零，速度沿负向最大D．t＝4 s时，质点停止运动11．一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点．图13甲中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向．图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象的是( )甲乙图13A．若规定状态a时t＝0，则图象为①B．若规定状态b时t＝0，则图象为②C．若规定状态c时t＝0，则图象为③动图象可知，t＝0.1 s时，振子的位置在点________，此后经过________ s，振子第一次到达C点．图1413．一个质点经过平衡位置O，在A、B两点间做简谐运动如图15甲，它的振动图象如图乙所示，设向右为正方向，则图15(1)OB＝________cm；(2)第0.2 s末，质点的速度方向向________．(3)0.7 s末，质点位置在________点与________点之间；(4)质点从O点运动到B点再运动到A点所需时间t＝________s.14．如图16所示，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中图16(1)与a位移相同的点有哪些？(2)与a速度相同的点有哪些？(3)b点离开平衡位置的最大距离有多大？11.2 简谐运动的描述每课一练（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．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．周期和频率的乘积不一定等于1C．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2．弹簧振子在AOB之间做简谐运动，O为平衡位置，测得A、B之间的距离为8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s，则( )A．振子的振动周期是2 s，振幅是8 cmB．振子的振动频率是2 HzC．振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD．从振子通过O点时开始计时，3 s内通过的路程为24 cm图43．如图4所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则( )A．振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B．振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C．振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D．振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期4．一水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动开始计时，经过0.17 s时，振子的运动情况是( )A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．正在向左做减速运动D．正在向左做加速运动5.图5如图5所示，小球m连着轻质弹簧，放在光滑水平面上，弹簧的另一端固定在墙上，O点为它的平衡位置，把m拉到A点，OA＝1 cm，轻轻释放，经0.2 s运动到O点，如果把m拉到A′点，使OA′＝2 cm，弹簧仍在弹性限度范围内，则释放后运动到O点所需要的时间为( )A．0.2 s B．0.4 sC．0.3 s D．0.1 s6．如图6所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是( )图6A ．振动周期是2×10－2sB ．第2个10－2s 内物体的位移是－10 cm C ．物体的振动频率为25 Hz D ．物体的振幅是10 cm7．一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点．t ＝0时刻的位移x ＝－0.1 m ；t ＝43s 时刻x ＝0.1m ；t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ．该振子的振幅和周期可能为( )A ．0.1 m ，83 s B ．0.1 m,8 sC ．0.2 m ，83s D ．0.2 m,8 s8．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t ，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同9．一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T ，则( )A ．若t 时刻和(t ＋Δt )时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt 一定等于T 的整数倍B ．若t 时刻和(t ＋Δt )时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则Δt 一定等于T2的整数倍C ．若Δt ＝T ，则在t 时刻和(t ＋Δt )时刻振子振动的加速度一定相等D ．若Δt ＝T2，则在t 时刻和(t ＋Δt )时刻弹簧振子的长度一定相等10．如图7甲所示是演示简谐运动图象的装置，当漏斗下面的薄木板N 被匀速地拉出时，振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系．板上的直线OO 1代表时间轴，图乙中是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板N 1和板N 2 拉动的速度v 1和v 2的关系为v 2＝2v 1，则板N 1、N 2上曲线所代表的周期T 1和T 2的关系为( )图7A ．T 2＝T 1B ．T 2＝2T 1C ．T 2＝4T 1D ．T 2＝14T 111．有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm ，周期为0.5 s ，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是( )A ．x ＝8×10－3sin ⎝⎛⎭⎪⎫4πt ＋π2 mB ．x ＝8×10－3sin ⎝⎛⎭⎪⎫4πt －π2 mC ．x ＝8×10－1sin ⎝⎛⎭⎪⎫πt ＋32π mD ．x ＝8×10－1sin ⎛⎪⎫4t ＋π m12．如图8所示为A 、B 两个简谐运动的位移—时间图象．图8试根据图象写出：(1)A 的振幅是______cm ，周期是________s ；B 的振幅是________cm ，周期是________s. (2)这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式． (3)在时间t ＝0.05 s 时两质点的位移分别是多少？13.一质点在平衡位置O 附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13 s 质点第一次通过M 点，再经0.1 s 第二次通过M 点，则质点振动周期的可能值为多大？14．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图9(a)所示是一种常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P ，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直)，笔就会在纸带上画出一条曲线，如图(b)所示．若匀速拉动纸带的速度为1 m/s ，作出P 的振动图象．图911.3 简谐运动的回复力和能量每课一练2（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．如图1所示，下列振动系统不可看做弹簧振子的是( )图1A．如图甲所示，竖直悬挂的轻弹簧及小铅球组成的系统B．如图乙所示，放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统C．如图丙所示，光滑水平面上，两根轻弹簧系住一个小球组成的系统D．蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统图22．如图2所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是( )A．由P→Q，位移在增大B．由P→Q，速度在增大C．由M→N，位移先减小后增大D．由M→N，位移始终减小3．一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，那么，下列说法正确的是( )A．振子在M、N两点受回复力相同B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C．振子在M、N两点加速度大小相等D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动4．如图3所示，弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，由图可知( )图3A．t＝1 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零B．t＝2 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零C．t＝3 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大D．t＝4 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大提升练5．一个质点a 做简谐运动的图象如图4所示，下列结论正确的是( )图4A ．质点的振幅为4 cmB ．质点的振动频率为0.25 HzC ．质点在10 s 内通过的路程是20 cmD ．质点从t ＝1.5 s 到t ＝4.5 s 的过程中经过的路程为6 cm6．如图5为某简谐运动图象，若t ＝0时，质点正经过O 点向b 运动，则下列说法正确的是( )图5A ．质点在0.7 s 时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B ．质点在1.5 s 时的位移最大，方向向左，在1.75 s 时，位移为1 cmC ．质点在1.2 s 到1.4 s 过程中，质点的位移在增加，方向向左D ．质点从1.6 s 到1.8 s 时间内，质点的位移正在增大，方向向右7．如图6所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t 1和t 2两时刻，质点的速度v 1、 v 2，加速度a 1、a 2的大小关系为( )图6A ．v 1<v 2，方向相同B ．v 1>v 2，方向相反C ．a 1>a 2，方向相同D ．a 1>a 2，方向相反图78．如图7所示是一简谐运动的振动图象，则下列说法正确的是( ) A ．该简谐运动的振幅为6 cm ，周期为8 sB ．6～8 s 时间内，振子由负向最大位移处向平衡位置运动C ．图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹D ．该振动图象对应的表达式为x ＝3sin (πt4) cm9．如图8所图8示，一升降机在箱底装有若干弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中( )A．升降机的速度不断减小B．升降机的加速度不断变大C．升降机的加速度最大值等于重力加速度值为应在何处起跳？________(填“最高点”“最低点”或“平衡位置”)．11.图9如图9所示，将质量m A＝100 g的平台A连接在劲度系数k＝200 N/m的弹簧上端，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置m B＝m A的物块B，使A、B一起上下振动．若弹簧原长为5 cm，求：(1)当系统进行小振幅振动时，平衡位置离地面C的高度；(2)当振幅为0.5 cm时，B对A的最大压力；(3)为使B在振动中始终与A接触，振幅不得超过多少？11.4 单摆每课一练（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．影响单摆周期的因素有( ) A ．振幅 B ．摆长 C ．重力加速度 D ．摆球质量图42．如图4所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球(体积可忽略)组成了所谓的双线摆，若摆线长为l ，两线与天花板的左右两侧夹角均为α，当小球垂直纸面做简谐运动时，周期为( )A ．2π l gB ．2π 2lgC ．2π2l cos αgD ．2πl sin αg3．将秒摆(周期为2 s)的周期变为1 s ，下列措施可行的是( ) A ．将摆球的质量减半 B ．振幅减半C ．摆长减半D ．摆长减为原来的144．摆长为l 的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取t ＝0)，当振动至t ＝3π2lg时，摆球恰具有负向最大速度，则单摆的振动图象是下图中的( )5．如图5所图5示为演示简谐振动的沙摆，已知摆长为l ，沙筒的质量为m ，沙子的质量为M ，M ≫m ，沙子逐渐下漏的过程中，摆的周期为( ) A ．周期不变B．先变大后变小C．先变小后变大D．逐渐变大图66．如图6所示，用绝缘细丝线悬吊着带正电的小球在匀强磁场中做简谐运动，则( ) A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同B．当小球每次通过平衡位置时，速度大小相同C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同D．撤去磁场后，小球摆动周期变大7．一个单摆的摆球偏离到最大位置时，正好遇到空中竖直下落的雨滴，雨滴均匀附着在摆球的表面，下列说法正确的是( )A．摆球经过平衡位置时速度要增大，周期也增大，振幅也增大B．摆球经过平衡位置时速度没有变化，周期减小，振幅也减小C．摆球经过平衡位置时速度没有变化，周期也不变，振幅要增大D．摆球经过平衡位置时速度要增大，周期不变，振幅要增大图78．图7为甲、乙两单摆的振动图象，则( )A．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙＝2∶1B．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙＝4∶1C．若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙＝4∶1D．若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙＝1∶4图89．如图8所示，光滑槽的半径R远大于小球运动的弧长．今有两个小球(视为质点)同时由静止释放，其中甲球开始时离槽最低点O远些，则它们第一次相遇的地点在( ) A．O点B．O点偏左C．O点偏右图9(1)单摆的振幅为__________，频率为__________，摆长约为______；图中所示周期内位移x 最大的时刻为______．(2)若摆球从E 指向G 为正方向，α为最大摆角，则图象中O 、A 、B 、C 点分别对应单摆中的__________点．一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是 ________．势能增加且速度为正的时间范围是__________． (3)单摆摆球多次通过同一位置时，下述物理量变化的是( ) A ．位移 B ．速度 C ．加速度 D ．动能 E ．摆线张力(4)若在悬点正下方O ′处有一光滑水平细钉可挡住摆线，且O ′E ＝14OE ，则单摆周期变为______ s ，挡后绳张力______．11．一根摆长为2 m 的单摆，在地球上某地摆动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(1)求当地的重力加速度g ；(2)将该单摆拿到月球上去，已知月球的重力加速度是1.60 m/s 2，单摆振动的周期是多少？ 12.图10摆长为l 的单摆在平衡位置O 的左右做摆角小于5°的简谐运动，当摆球经过平衡位置 O (O 在A 点正上方)向右运动的同时，另一个以速度v 在光滑水平面运动的小滑块，恰好经过A 点向右运动，如图10所示，小滑块与竖直挡板P 碰撞后以原来的速率返回，略去碰撞所用时间，试问：(1)A 、P 间的距离满足什么条件，才能使滑块刚好返回A 点时，摆球也同时到达O 点且向左运动？(2)AP 间的最小距离是多少？11.5 外力作用下的振动每课一练（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是( )A．振动的机械能逐渐转化为其他形式的能B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能2．下列说法正确的是( )A．某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B．某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C．某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率D．某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动3．下列振动中属于受迫振动的是( )A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B．打点计时器接通电源后，振针的振动C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动4．下列说法正确的是( )A．实际的自由振动必然是阻尼振动B．在外力作用下的振动是受迫振动C．阻尼振动的振幅可以保持不变D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件有关5．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，20 s内完成了10次全振动．在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是( ) A．提高输入电压 B．降低输入电压C．增加筛子质量 D．减少筛子质量6．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因是( )A．减轻对桥的压力，避免产生回声B．减少对桥、雪山的冲量C．避免使桥、使雪山发生共振D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少7．正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱．在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到ω0，在这一过程中( )A．机器不一定会发生强烈振动B．机器一定会发生强烈的振动C．若机器发生强烈振动，强烈振动发生在飞轮的角速度为ω0时图7A．驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3C．假如让振子自由振动，它的频率为f2D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2和f39．任何物体都有一定的固有频率，如果把人作为一个整体来看，在水平方向的固有频率约为3～6 Hz，竖直方向的固有频率约为4～8 Hz，拖拉机驾驶员、风镐、风铲、铆钉机等操作工在工作时将做____________振动，这时若操作工的振动频率跟振源的频率____________就会对操作工的身体造成伤害，为保障操作工的安全与健康，有关部门做出规定，用手操作的各类振动机械的频率必须大于20 Hz，这是为了防止____________ 所造成的危害．10．如图8所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2 Hz.杆的O端有固定有光滑轴，C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n.当n从0逐渐增大到5 转/秒过程中，振子M的振幅变化情况将是____________．当n＝________转/秒时振幅最大．若转速稳定在5转/秒，M的振动周期是________．图811．如图9所示是一个单摆的共振曲线．图9(1)若单摆所处环境的重力加速度g取9.8 m/s2，试求此摆的摆长．(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的峰将怎样移动？12．汽车的质量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105 N/m.汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f＝12πg l(l为弹簧的压缩长度)．若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？(已知π2＝10，g取10 m/s2)12.1 波的形成和传播每课一练（人教版选修3-4）命题人：王蓉审核:刘军1．一列波由波源向周围扩展开去，由此可知( ) A ．介质中的各个质点由近及远地传播开去B ．介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不迁移C ．介质将振动的能量由近及远地传播开去D ．介质将振动的形式由近及远地传播开去2．下列有关横波与纵波的说法中正确的是( ) A ．沿水平方向传播的波为横波B ．纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C ．纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D ．凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波 3．区分横波和纵波的依据是( ) A ．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动 B ．波沿水平方向还是沿竖直方向传播C ．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上D ．波传播距离的远近4．科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹．在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( ) A ．月球太冷，声音传播太慢B ．月球上没有空气，声音无法传播C ．宇航员不适应月球，声音太轻D ．月球上太嘈杂，声音听不清楚5．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是( ) A ．大钟的回声 B ．大钟在继续振动C ．人的听觉发生“暂留”的缘故D ．大钟虽停止振动，但空气仍在振动6．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( ) A ．有机械波必有振动 B ．有机械振动必有波C ．离波源远的质点振动较慢D ．波源停止振动时，介质中的波立即停止传播7．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A ．振动是波的成因，波是振动的传播B ．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C ．波的传播速度就是质点振动的速度D ．波源停止振动时，波立即停止传播 8.图3如图3所示为波源开始振动后经过一个周期的情景图，设介质中质点的振动周期为T ，下列说法中正确的是( )A ．若M 点为波源，则M 点开始振动时方向向下B ．若M 点为波源，则P 点已经振动了34TC ．若N 点为波源，则P 点已经振动了34TD ．若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大9．如图4所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A 正向上运动，如图中箭头所示，由此可判定此横波( )图4A ．向右传播，且此时质点B 正向上运动 B ．向右传播，且此时质点C 正向下运动 C ．向左传播，且此时质点D 正向上运动图510．如图5所示是沿绳向右传播的一列横波， (1)在图上标出B 、D 两质点的速度方向．(2)______点正处于波峰，它此时具有最____(填“大”或“小”)的位移，最____(填 “大”或“小”)的加速度，最____(填“大”或“小”)的速度． (3)再经________，A 第一次回到平衡位置．11．一同学不小心把一只排球打入湖中，为使排球能漂回岸边，这位同学不断将石头抛向湖中，圆形波纹一圈圈地向外传播．能否借助石块激起的水波把排球冲到岸边？12．如图6所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动，t ＝T4时，1到达最上方，5开始向上运动，问：图6(1)t ＝T2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t ＝3T4时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)t ＝T 时，质量8、12、16的运动状态如何？。

人教版选修3-4 11.3 简谐运动的回复力和能量作业

第3节简谐运动的回复力和能量作业1．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2．如图所示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是( ) A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力3．如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体轻轻地放到M的上面，且m和M无相对滑动地一起运动，下述正确的是( )A．振幅不变B．振幅减小C．最大动能不变D．最大动能减少4．在光滑斜面上的物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是( )A．OB越长，振动能量越大B．在振动过程中，物块A的机械能守恒C．A在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在O点时最小D．A在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B点时最小5．质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，则( )A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期D．当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期6．如图所示，在光滑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，此时拉力大小为F，然后轻轻释放振子，振子从初速度为零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，则在这个过程中振子的平均速度( )A．等于v 2B．等于F ktC．小于v 2D．等于不为零的某值，但由题设条件无法求出7．如图所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动．设弹簧的劲度系数为k，则物体A做简谐运动的回复力的比例系数k′为( )A．k B.m M kC.mM＋mk D.MM＋mk8．一平台在竖直方向上做简谐运动，一物体置于其上一起振动，则有( ) A．当平台振动到最低点时，物体对平台的正压力最大B．当平台振动到最高点时，物体对平台的正压力最小C．当平台向上振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力最大D．当平台向下振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力最小9．如图所示，在劲度系数为k，原长为L0的一端固定的弹簧下端挂一质量为m的小物块．释放后小物块做上下振动，此时弹簧没有超出弹性限度．证明：小物块的振动是简谐运动．10.一木块质量为m，放在水面上静止，今用力将其压入水中一定深度后撤掉该力，木块在水面上振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．参考答案：1．D [该题考查的是回复力、加速度、速度随位移的变化关系，应根据牛顿第二定律进行分析．当振子向平衡位置运动时，位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小．由牛顿第二定律a ＝F/m 得加速度也减小．物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，正确答案选D .]点评分析回复力变化时，应始终抓住F ＝－kx 这一关系．若判断速度的变化，应找出加速度与速度方向的关系．2．A [本题主要考查回复力的及性质．一定要明确，回复力不是做简谐运动物体受到的具体的力，它是由物体受到的具体的力所提供．在此题中弹簧的弹力充当回复力，因此只有选项A 正确．]3．AC [当振子运动到B 处时，M 的动能为零，放上m ，系统的总能量为弹簧所储存的弹性势能E p ，由于简谐运动过程中系统的机械能守恒，即振幅不变，故A 正确．当M 和m 运动至平衡位置O 时，M 和m 的动能和即为系统的总能量，此时动能最大，故最大动能不变，C 正确．]4．AC [由弹簧、物块A 所构成的系统在简谐运动中机械能守恒，且动能、重力势能、弹性势能不断相互转化．在平衡位置O 处动能最大，在最大位移处势能最大．做简谐运动的物体的能量跟振幅有关，振幅越大，机械能就越大，所以A 正确；在简谐运动中，系统机械能守恒，但物块A 的重力势能与动能总和不断变化，A 的机械能不守恒，B 是错误的；在简谐运动中，系统在最大位移处势能最大，在平衡位置动能最大，势能最小，所以选项C 是正确的，而D 是错误的．]5．D [若从最大位移处开始计时，当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期，若从其他位置开始计时，则小于一个周期，故A 错误；当速度再次与零时刻的速度相同时，有可能是过关于平衡位置对称的两个点，故B 错误；当加速度再次与零时刻的加速度相同时，有可能是两次经过平衡位置一侧的某个点，故C 错误；一个周期的路程为振幅的4倍．]6．B [由于振子从A →O 的运动不是匀变速直线运动，A 点加速度最大，O 点加速度为零，v －t图象如图所示，故v >v O ＋v A 2，即A 、C 选项都不对；由F 回＝－kx 知，A →O 位移大小为F k，据平均速度定义v ＝x t ＝F kt，故B 对．] 7．C [A 、B 一起做简谐运动，对A 、B 组成的系统而言，回复力是弹簧的弹力，而对于A 而言，回复力则是B 对A 的静摩擦力．当物体离开平衡位置的位移为x 时，利用整体法和牛顿第二定律求出整体的加速度，再利用隔离法求A 受到的静摩擦力(即A 需要的回复力)．对A 、B 组成的系统，由牛顿第二定律得F ＝(M ＋m)a.又F ＝－kx ，则a ＝－kx M ＋m.对A由牛顿第二定律得F f＝ma＝－mM＋mkx.由以上分析可知：做简谐运动的物体A所受的静摩擦力提供回复力，其比例系数为k′＝mM＋mk.]8．AB[平台在竖直方向做简谐运动，放在平台上的物体也在竖直方向上随平台一起做简谐运动，物体做简谐运动的回复力由它所受的重力mg和平台对它的支持力F N的合力提供，物体在最高点时，回复力和加速度均向下且最大，由牛顿第二定律得mg－F N＝ma max.所以，在最高点时，平台对物体的支持力最小，由牛顿第三定律知，物体对平台的压力也最小．在最低点时，回复力和加速度均向上且最大，由牛顿第二定律得F N－mg＝ma max 所以，在最低点时，平台对物体的支持力最大，由牛顿第三定律知，物体对平台的压力也最大．物体通过平衡位置时，加速度和回复力均为零，则F N＝mg，即平台对物体的支持力等于物体的重力，与运动方向没关系．选项A、B正确．]9.解析如图所示，物块在平衡位置O时，弹簧形变量为x0，且mg＝kx0，物块向下运动x时，物块所受重力与弹簧弹力的合力提供物体所需的回复力．设向下为正方向，F＝mg－k(x＋x0)＝－kx可见物块所受回复力的大小与位移的大小成正比，方向与位移方向相反，指向平衡位置，因此小物块的振动是简谐运动．(2)振动的平衡位置应在合力为零的位置，而不是弹簧的原长位置．10.解析如图所示，设木块横截面积为S，木块在水面上静止时，深入水中的长度为L0，平衡位置为O.木块静止在水面上，由受力平衡得mg＝ρgSL0选向下为正方向．当将木块向下压入x且放手时，物块所受的合外力F＝mg－ρgS(L0＋x) 即F＝－ρgSx，令k＝ρgS则F＝－kx可见木块所受回复力由重力和浮力的合力提供，其大小与偏离平衡位置的位移成正比，方向指向平衡位置，所以木块的运动是简谐运动．。

人教版高二物理选修3-4课堂同步精选练习题第十一章机械振动：11.3简谐运动的回复力和能量

人教版物理选修3-4课堂同步精选练习11.3简谐运动的回复力和能量1、关于简谐运动的回复力,下列说法正确的是()A.可以是恒力B.可以是方向不变而大小改变的力C.可以是大小不变而方向改变的力D.一定是变力【答案】D2、物体做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则物体()A.在A点和A'点的位移相同B.在两点处的速度可能相同C.在两点处的加速度可能相同D.在两点处的回复力可能相同【答案】B3、如图所示,弹簧振子B上放一个物块A,在A与B一起做简谐运动的过程中,关于A受力说法正确的是()A.物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B.物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C.物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D.物块A受重力、支持力及B对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力【答案】D4、某一质点的振动图象如图所示,|x1|>|x2|,由图可知,在t1和t2两个时刻,质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为()A.v1<v2,方向相同B.v1<v2,方向相反C.a1>a2,方向相同D.a1>a2,方向相反【答案】AD5、光滑平面上,弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动,下列说法正确的是()A.弹簧的弹力越来越大,弹簧的弹性势能也越来越大B.弹簧振子的机械能逐渐减小C.弹簧的弹力做负功D.弹簧振子做加速度越来越大的加速运动【答案】AC6、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.振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等,弹性势能相等B.振子从最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧弹力始终做负功C.振子在运动过程中的回复力由弹簧弹力和振子重力的合力提供D.振子在运动过程中,系统的机械能守恒【答案】CD7、关于简谐运动中弹簧振子的合力和位移的关系,图中表示正确的是()【答案】C8、如图所示,轻质弹簧下端挂重为30 N的物体A,弹簧伸长了3 cm,再挂重为20 N的物体B时又伸长了2 cm,若将连接A和B的连线剪断,使A在竖直面内振动时,下面结论正确的是()A.振幅是2 cmB.振幅是3 cmC.最大回复力为30 ND.最大回复力为50 N【答案】A9、某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示,下列描述正确的是()A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3 s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值【答案】A10、如图所示,质量为m的小球放在劲度系数为k的轻弹簧上,小球上下振动而又始终未脱离弹簧。

【备课精选】2012高二物理新人教版选修3-4同步训练11.3《简谐运动的回复力和能量》

简谐运动的回复力和能量同步测试
1．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（）
A．正在向左做减速运动B．正在向右做加速运动
C．加速度正在减小D．动能正在减小
2．做简谐运动的物体，每次经过同一位置时，都具有相同的（）
A．加速度B．速度C．位移D．动能
3．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．振子的速率逐渐减小D．弹簧的弹性势能逐渐减小
4．一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移与时间t的关系如图所示，由图可知（）A．质点振动的频率为4 B．质点振动的振幅为2cm
C．在t=3s时刻，质点的速率最大
D．在t=4s时刻，质点所受的合力为零
5．一质点做简谐运动时，其振动图象如图。

由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的（）A．位移相同B．回复力大小相同
C．速度相同D．加速度相同
6．弹簧振子的质量为，弹簧劲度系数为，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图。

木块的回复力是振子对木块的摩擦力，也满足，是弹簧的伸长（或压缩）量，那么为（）
A．B．C．D．
7．一质点在水平方向上做简谐运动。

如图，是该质点在内的振动图象，下列叙述中正确的是（）
A．再过1s，该质点的位移为正的最大值
B．再过2s，该质点的瞬时速度为零
C．再过3s，该质点的加速度方向竖直向上
D．再过4s，该质点加速度最大
参考答案：1.B 2.D 3.D 4.B C 5.B 6.B 7.A。