新教材2025版高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)8簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力及能量教科版選擇性必修第一冊

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)8簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力及能量A組合格性考試練1．(多選)關(guān)于回復(fù)力，下列說法正確的是()A．回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的力B．回復(fù)力是指物體受到的合外力C．回復(fù)力是以力的作用效果來命名的，它可以是彈力，也可以是重力或摩擦力等幾個(gè)力的合力D．回復(fù)力事實(shí)上就是向心力2．對(duì)于彈簧振子的回復(fù)力和位移的關(guān)系，下列圖中正確的是()3．彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中()A．振子所受的回復(fù)力漸漸增大B．振子相對(duì)平衡位置的位移漸漸增大C．振子的速度漸漸增大D．振子的加速度漸漸增大4.(多選)如圖，輕質(zhì)彈簧下掛重為300N的物體A時(shí)伸長了3cm，再掛上重為200N的物體B時(shí)又伸長了2cm.現(xiàn)將A、B間的細(xì)線燒斷，使A在豎直平面內(nèi)振動(dòng)，則()A．最大回復(fù)力為500N，振幅為5cmB．最大回復(fù)力為200N，振幅為2cmC．只減小A的質(zhì)量，振動(dòng)的振幅變小，周期不變D．只減小B的質(zhì)量，振動(dòng)的振幅變小，周期不變5．(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A．在某一時(shí)刻，它的速度與回復(fù)力的方向相同，與位移的方向相反B.在某一時(shí)刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C．在某一段時(shí)間內(nèi)，它的回復(fù)力的大小增大，動(dòng)能也增大D．在某一段時(shí)間內(nèi)，它的勢能減小，加速度的大小也減小6．如圖所示，一水平彈簧振子在光滑水平面上的B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置．已知振子由完全相同的P、Q兩部分組成，彼此拴接在一起．當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間，將P拿走，則以后Q的運(yùn)動(dòng)和拿走P之前比較有()A．Q的振幅增大，通過O點(diǎn)時(shí)的速率增大B．Q的振幅減小，通過O點(diǎn)時(shí)的速率減小C．Q的振幅不變，通過O點(diǎn)時(shí)的速率增大D．Q的振幅不變，通過O點(diǎn)時(shí)的速率減小7．如圖甲所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期T＝2s，從最低點(diǎn)位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)起先計(jì)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖像如圖乙所示．關(guān)于這個(gè)圖像，下列說法正確的是()A．t＝1.25s時(shí)，振子的加速度為正，速度也為正B．t＝1s時(shí)，彈性勢能最大，重力勢能最小C．t＝0.5s時(shí)，彈性勢能為零，重力勢能最小D．t＝2s時(shí)，彈性勢能最大，重力勢能最小8．(多選)如圖所示是某一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說法正確的是()A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大B．在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度漸漸增大C．在第3s內(nèi)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能D．在第4s內(nèi)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能9.如圖所示，豎直輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上，上端連一質(zhì)量為m的物塊A，A的上面放置一質(zhì)量為m的物塊B，系統(tǒng)可在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，則()A．當(dāng)振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，B的回復(fù)力最小B．當(dāng)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，B對(duì)A的壓力最小C．當(dāng)向上振動(dòng)經(jīng)過平衡位置時(shí)，B對(duì)A的壓力最大D．當(dāng)向下振動(dòng)經(jīng)過平衡位置時(shí)，B對(duì)A的壓力最大10．(多選)甲、乙兩彈簧振子的振動(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＝1∶2C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D．振子乙速度最大時(shí)，振子甲速度不肯定為零B組選擇性考試練11.如圖所示，一根用絕緣材料制成的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，左端固定，右端與質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球相連，靜止在光滑、絕緣的水平面上．在施加一個(gè)場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場后，小球起先做簡諧運(yùn)動(dòng)．那么()A．小球到達(dá)最右端時(shí)，彈簧的形變量為2B．小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為2C．運(yùn)動(dòng)過程中小球的機(jī)械能守恒D．運(yùn)動(dòng)過程中小球的電勢能和彈簧的彈性勢能的總量不變12．(多選)如圖所示，一彈簧振子在A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知振子的質(zhì)量為M.若振子運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無相對(duì)滑動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng)．下列說法正確的是()A．振幅不變B．振幅減小C．最大動(dòng)能不變D．最大動(dòng)能減小[答題區(qū)]題號(hào)123456答案題號(hào)789101112答案13.一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間關(guān)系如圖所示．(1)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的振動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、速度、動(dòng)能、勢能如何變更？(2)在t＝0到8.5×10－2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過的路程、位移各多大？14.如圖所示，傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長)固定在水平地面上，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊．壓縮彈簧使其長度為34L時(shí)將物塊由靜止起先釋放(物塊做簡諧運(yùn)動(dòng))，且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度為g(1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長度；(2)物塊做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅是多少；(3)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面對(duì)下為正方向建立坐標(biāo)系，用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移，證明物塊做簡諧運(yùn)動(dòng)．(已知做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體所受的回復(fù)力滿意F＝－kx)課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)8簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力及能量1．解析：回復(fù)力是物體振動(dòng)時(shí)受到的指向平衡位置的力，它總能使物體回到平衡位置．它是依據(jù)作用效果命名的，可以是某一個(gè)力，可以是某一個(gè)力的分力，還可以是幾個(gè)力的合力，回復(fù)力不肯定等于合外力．向心力是指物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的效果力，雖然都是按效果命名的，但力的作用效果不同，A、C正確．答案：AC2．解析：由簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力公式F＝－kx可知，C正確．答案：C3．解析：在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中回復(fù)力漸漸減小，振子相對(duì)平衡位置的位移漸漸減小，振子的速度漸漸增大，振子的加速度漸漸減小，C正確．答案：C4．解析：輕質(zhì)彈簧下掛重為300N的物體A時(shí)伸長了3cm，再掛上重為200N的物體B時(shí)又伸長了2cm，故勁度系數(shù)為k＝Fx＝300N0.03m＝10000N/m，若將連接A、B兩物體的細(xì)線燒斷，物體A將做簡諧運(yùn)動(dòng)，燒斷瞬間，合力充當(dāng)回復(fù)力；由于細(xì)線燒斷前是平衡狀態(tài)，燒斷后細(xì)線對(duì)A的拉力減小了200N，而彈簧彈力及A的重力不變，故合力為200N，故最大回復(fù)力為200N，剛剪斷細(xì)線時(shí)物體的加速度最大，此處相當(dāng)于是物體A到達(dá)簡諧運(yùn)動(dòng)的最大位移處，故振幅為2cm，A錯(cuò)誤，B正確；只減小A的質(zhì)量，A振動(dòng)的平衡位置上移，但振動(dòng)的幅度不變，而振子A的質(zhì)量減小，所以周期變小，C錯(cuò)誤；只減小答案：BD5．解析：質(zhì)點(diǎn)從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，速度和回復(fù)力方向相同，但與位移方向是相反的，A正確；質(zhì)點(diǎn)的加速度與位移的方向總相反，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)過程中，回復(fù)力增大，速度減小，動(dòng)能減小，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中，勢能減小，回復(fù)力減小，加速度也減小，D正確．答案：AD6．解析：當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間，振子的速度為零，此時(shí)P、Q的速度均為零，振子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)中彈簧的彈性勢能，將P拿走并不影響系統(tǒng)的能量，故能量并不變更，因此Q的振幅不變；當(dāng)振子通過O點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的彈性勢能又全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，拿走P之前，彈性勢能轉(zhuǎn)化為P、Q兩個(gè)物體的動(dòng)能，拿走P之后，彈性勢能轉(zhuǎn)化為Q一個(gè)物體的動(dòng)能，故拿走P之后Q的動(dòng)能比拿走P之前Q的動(dòng)能大，速率增大，C正確．答案：C7．解析：由題圖可知t＝1.25s時(shí)，位移為正，加速度為負(fù)，速度也為負(fù)，A錯(cuò)誤．豎直方向的彈簧振子，其振動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)重力勢能最大，動(dòng)能為零；在最低點(diǎn)重力勢能最小，動(dòng)能為零，所以彈性勢能最大；在平衡位置，動(dòng)能最大，由于彈簧發(fā)生形變，彈性勢能不為零，則可知B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D8．解析：質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)，由平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；在第2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由正向最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，做加速運(yùn)動(dòng)，B正確；在第3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向負(fù)向最大位移處運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，C正確；在第4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)由負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，加速度減小，速度增大，勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，D錯(cuò)誤．答案：BC9．解析：由于簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，A、B一起做簡諧運(yùn)動(dòng)，B做簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是由B的重力和A對(duì)B的作用力的合力供應(yīng)．做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體在最大位移處時(shí)有最大回復(fù)力，即具有最大的加速度am，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)加速度大小相等，最高點(diǎn)時(shí)加速度向下，最低點(diǎn)時(shí)加速度向上，由牛頓其次定律對(duì)B在最高點(diǎn)時(shí)，有mg－FN高＝mam，解得FN高＝mg－mam，在最高點(diǎn)時(shí)B對(duì)A的壓力最?。辉谧畹忘c(diǎn)時(shí)，有FN低－mg＝mam，解得FN低＝mg＋mam，在最低點(diǎn)時(shí)B對(duì)A的壓力最大；經(jīng)過平衡位置時(shí)，加速度為零，A對(duì)B的作用力F平＝mg，故選B.答案：B10．解析：彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，二者周期明顯不同，說明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不肯定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比不肯定等于1∶2，B錯(cuò)誤；由簡諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)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)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，即振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大；從圖像中可以看出，當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時(shí)，振子甲在最大位移處或平衡位置，即振子乙速度最大時(shí)，振子甲速度不肯定為零，C、D正確．答案：CD11．解析：小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置是彈簧拉力和電場力平衡的位置，此時(shí)彈簧形變量為qEk，依據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性，小球到達(dá)最右端時(shí)，彈簧形變量為2qEk答案：A12．解析：振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰為零，此時(shí)放上m，系統(tǒng)的總能量即為此時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能，由于簡諧運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，所以振幅保持不變，最大動(dòng)能不變，A、C正確，B、D錯(cuò)誤．答案：AC13．解析：(1)由題圖可知在1.5×10－2～2×10－2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小，動(dòng)能變小，勢能變大．(2)8.5×10－2s時(shí)間為174個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)的路程為s＝174×4A＝17A＝34cm，質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻在負(fù)的最大位移處，8.5×10答案：(1)變大變大變小變小變大(2)34cm2cm14．解