富縣高級中學(xué)2021-2022學(xué)年第二學(xué)期高二物理學(xué)科期中試卷考試時間：100分鐘，滿分：100分一、單選題（共10小題，每小題4分，共40分）1. 關(guān)于做簡諧運動的物體，下列說法正確的是A. 在平衡位置所受的合外力一定為零B. 在平衡位置時勢能一定為零C. 做簡諧運動的振子每次經(jīng)過同一位置時，一定具有相同的速度D. 做簡諧運動的振子每次經(jīng)過同一位置時，一定具有相同的動能【答案】D【解析】【詳解】回復(fù)力也不一定就是合外力．舉例：在單擺中，單擺的回復(fù)力是重力沿軌跡切線方向的分力，并非是重力與繩子拉力的合力．故A錯誤；在平衡位置時勢能不一定為零，舉例：在單擺中，在平衡位置時勢能不一定為零，還與勢能零點選取有關(guān)，故B錯誤；做簡諧運動的物體，物體每次通過同一位置時其速度大小相等，方向不一定相同，故速度不一定相同，但動能相同，故C錯誤，D正確；故選D．2. 一單擺振動過程中離開平衡位置的位移隨時間變化的規(guī)律如圖所示，取向右為正方向。則下列說法正確的是（    ）A. 第末和第末擺球位于同一位置 B. 的時間內(nèi)，擺球的回復(fù)力逐漸減小C. 時，擺球的位移為振幅的 D. 時，擺球的速度方向與加速度方向相反【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知第1s末和第5s末擺球位于平衡位置兩側(cè)，到平衡距離相等，故A錯誤；B．的時間內(nèi)，擺球遠離平衡位置，恢復(fù)力逐漸增大，故B錯誤；C．設(shè)單擺振幅為A，由圖可知單擺周期T=8s，則單擺位移與時間的關(guān)系式為當(dāng)時，擺球的位移為故C正確；D．時，擺球的速度方向與加速度方向相同，故D錯誤。故選C。3. 如圖甲所示，彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其振動圖像如圖乙所示。已知彈簧的勁度系數(shù)為。則（　?。?/span>A. 在t=2.75s時，振子的位移和速度方向相同B. 在時，振子所受的回復(fù)力大小為C. 在時，彈簧振子的彈性勢能最小D. 振子的振動頻率為2Hz【答案】B【解析】【詳解】A．從圖乙可知，在t=2.75s時，振子正從正的最大位移處向平衡位置運動，位移和速度方向反，A錯誤；
B．在時，振子所受的回復(fù)力大小為B正確；C．在時，彈簧振子位于最大位移處，彈簧的壓縮量最大，彈性勢能最大，C錯誤；D．由圖乙可知，振動能周期T=2SD錯誤。故選B。4. 小明在實驗室做單擺實驗時得到如圖甲所示的單擺振動情形，是它的平衡位置，、是擺球所能到達的左右最遠位置，小明通過實驗測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g=10m/s2，并且根據(jù)實驗情況繪制了單擺的振動圖像如圖乙所示，設(shè)圖中單擺向右擺動為正方向，，則下列選項正確的是（　?。?/span>A. 根據(jù)圖乙可知開始計時擺球在點 B. 此單擺的振動頻率是C. 圖中點向負方向振動 D. 根據(jù)已知數(shù)據(jù)可以求得此單擺的擺長為【答案】C【解析】【詳解】A.由于向右擺動為正方向，可知開始計時擺球在A點，A錯誤；B. 由圖乙可知，振動周期為2s，因此振動頻率是0.5Hz，B錯誤；C.圖中點是擺球從正的最大位移處向負方向振動，C正確；D.根據(jù)單擺的振動周期公式可求的單擺的擺長D錯誤。故選C。5. 下列說法正確的是（　　）A. 機械波的振幅與介質(zhì)有關(guān)，與波源無關(guān)B. 機械波的傳播速度與波源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)C. 機械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定D. 形成縱波的質(zhì)點，隨波一起發(fā)生遷移【答案】C【解析】【詳解】A．機械波的振幅與波源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)，A錯誤；B．機械波的傳播速度與波源無關(guān)，與介質(zhì)有關(guān)，B錯誤；C．機械波的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，C正確；D．形成縱波的質(zhì)點，不隨波一起發(fā)生遷移，D錯誤。故選C。6. 將較長的繩一端固定在墻上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持續(xù)振動，產(chǎn)生的繩波沿繩自左向右傳播，圖示時刻，波形剛好傳播到A點。下列判斷正確的是（　?。?/span>A. 手的起振方向向下B. 若減小手的振動頻率，繩波的傳播速度不發(fā)生變化C. 若增大手的振動頻率，繩波的波長將增大D. 若停止手的振動，繩中波形立即消失【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)“同側(cè)法”可知，A點的起振方向為向上，由于A點的起振方向與手的起振方向相同，故手的起振方向向上，A錯誤；B．由于波的傳播速度只與介質(zhì)有關(guān)，故減小手的振動頻率，繩波的傳播速度不發(fā)生變化，B正確；C．根據(jù)公式可知，又波的傳播速度只與介質(zhì)有關(guān)，繩波的傳播速度不發(fā)生變化，若增大手的振動頻率，繩波的波長將減小，C錯誤；D．若停止手的振動，繩中波形會繼續(xù)傳播，不會立即消失，D錯誤。故選B。7. 圖所示為一列沿著x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖．已知這列波的波速v=5.0m/s．下列說法正確的是  （    ）A. 這列波的頻率f=1.0HzB. 經(jīng)過一個周期，x=0.5m處的質(zhì)點沿著x軸正向運動的距離為1.0mC. 在t=0到t1=0.4s時間內(nèi)，x=0.5m處的質(zhì)點通過的路程是20cmD. 在t=0時刻，x=0.5m處的質(zhì)點正在沿著y軸負方向運動【答案】D【解析】【詳解】A、由圖知：波長λ=1m，則波速，可求出周期，頻率為5Hz，故A錯誤；B、質(zhì)點不隨著波遷移，故B錯誤；C、在t=0到t1=0.4s時間內(nèi)， ，x=0.5m處的質(zhì)點通過的路程是，故C錯誤；D、圖示時刻x=0.5m處的質(zhì)點正在沿著y軸負方向運動，故D正確；故選D．8. 2019年4月10日人類第一次發(fā)布了世界上首張黑洞圖像，利用了射電望遠鏡對電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說法，正確的是（　?。?/span>A. 兩列波疊加一定會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉圖樣B. 在干涉圖樣中，振動加強區(qū)域的質(zhì)點的位移一定大于振動減弱區(qū)域質(zhì)點的位移C. 當(dāng)波源遠離接收者時，觀察者接收到的波的頻率比波源頻率低D. 只有障礙物或孔的尺寸與波長比較相差不多或小得多，波才能發(fā)生衍射【答案】C【解析】【詳解】A．兩列波在同一空間相遇，需要波頻率相等，才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故A錯誤；B．在干涉圖樣中，振動加強區(qū)域的質(zhì)點的振幅最大，振動減弱區(qū)域的質(zhì)點的振幅最小，但所有的質(zhì)點都在平衡位置附近振動，位移有大有小，兩種質(zhì)點的位移不能比較大小，則B錯誤；C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源遠離接收者時，觀察者接收到的波的頻率比波源頻率低，故C正確；D．只有障礙物或孔的尺寸與波長比較相差不多或小得多，波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。9. 關(guān)于機械波的干涉和衍射，下列說法正確的是（　　）A. 有的波能發(fā)生衍射現(xiàn)象，有的波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象B. 產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一，就是兩列波的頻率相等C. 當(dāng)障礙物的尺寸比波長大很多時，是不能發(fā)生衍射現(xiàn)象的D. 在干涉圖樣中，振動加強區(qū)域質(zhì)點，其位移始終保持最大【答案】B【解析】【詳解】A．衍射是波特有的現(xiàn)象，所有的波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A錯誤；B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件是兩列波頻率相同、相差恒定，故B正確；C．當(dāng)障礙物的尺寸比波長大很多時，也能發(fā)生衍射，只是衍射現(xiàn)象不太明顯，故C錯誤；D．在干涉圖樣中，振動加強區(qū)域的質(zhì)點，只是其振幅最大，其位置在做周期性的變化，位移有時也為零，故D錯誤。故選B。10. 如圖所示為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻（　?。?/span>
 A. 振蕩電流i在增大B. 電流的變化率大小在增加C. 電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D 再經(jīng)過0.75個周期，電流方向與此時相反【答案】B【解析】【分析】【詳解】通過圖示電流方向為電流流向正極板，知電容器在充電，振蕩電流減小，且電流變化得越來越快，即電流變化率增加，電容器上的電荷量正在增大，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，由電容器充、放電規(guī)律可知，再經(jīng)過0.75個周期，電流方向與此時相同。故選B。二、多選題（共4小題，全選對得4分，選不全得2分，錯選得0分，共16分）11. 如圖所示，物體A與滑塊B一起在光滑水平面上做簡諧運動，A、B之間無相對滑動，已知輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B的質(zhì)量分別為m和M，下列說法正確的是(     )A. 物體A的回復(fù)力是由滑塊B對物體A的摩擦力提供B. 滑塊B的回復(fù)力是由彈簧的彈力提供C. 物體A與滑塊B 看成一個振子,其回復(fù)力大小跟位移大小之比為kD. 若A、B之間的最大靜摩擦因數(shù)為，則A、B間無相對滑動的最大振幅為【答案】ACD【解析】【詳解】A、物體做簡諧運動時，在水平方向受到滑塊對物體的摩擦力，所以物體做簡諧運動的回復(fù)力是由滑塊對物體的摩擦力提供，故選項A正確；B、物體作簡諧運動的回復(fù)力是彈簧的彈力和對的靜摩擦力的合力提供，故選項B錯誤；C、物體與滑塊 (看成一個振子)的回復(fù)力大小滿足，則回復(fù)力大小跟位移大小之比為，故選項C正確；D、據(jù)題知物體間的最大摩擦力時，其振幅最大，設(shè)為，以整體為研究對象有，以為研究對象，有牛頓第二定律得，聯(lián)立解得、間無相對滑動的最大振幅為，故選項D正確．12. 如圖所示是一質(zhì)點做簡諧運動的圖像，下列說法正確的是（　　）A. 該質(zhì)點振動的周期為0.8 sB. t=0.2 s時，質(zhì)點的加速度最大C. 質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程為16 cmD. 在t=0和t=0.4 s時，質(zhì)點所受的回復(fù)力相同【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．從圖中可知T=0.8 s，故A正確；B．t=0.2 s時質(zhì)點在平衡位置，回復(fù)力為零，加速度為零，故B錯誤；C．質(zhì)點在一個周期內(nèi)路程為s=4A=4×4 cm=16 cm故C正確；D．t=0時刻質(zhì)點在正向最大位移處，回復(fù)力指向x軸負方向，而在t=0.4 s時刻，質(zhì)點在負向最大位移處，回復(fù)力指向x軸正方向，兩力大小相等，但方向相反，故D錯誤。故選AC。13. 如圖是水面上的兩列相干波在某時刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰（實線）和波谷（虛線）。已知S1的振幅為4 cm，S2的振幅為3 cm，下列說法正確的有（　?。?/span>A. 質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為14 cmB. 再過半個周期，質(zhì)點B是振動加強點C. 質(zhì)點C的振幅為1 cmD. 質(zhì)點A、C振動的頻率相同【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】A．兩列波疊加，A、D均為振動加強的點，在該時刻，A在波峰，位移+7cm，D在波谷，位移-7cm，故在該時刻的高度差為14 cm，A正確；BC．質(zhì)點B、C始終是振動減弱的點，振幅為1cm，B錯誤，C正確；D．頻率由波源決定，質(zhì)點A、C振動的頻率始終相同，D正確。故選ACD。14. 如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 這列波的傳播方向是沿x軸正方向B. 這列波的傳播速度是20m/sC. 經(jīng)過0.15s，質(zhì)點P沿x軸的正方向傳播了3mD. 經(jīng)過0.1s，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A．由乙圖看出，t=0時刻質(zhì)點P的速度向下，由波形的平移法可知，這列波沿x軸正方向傳播，故A正確；B．由甲圖知該波的波長λ=4m由乙圖知，周期T=0.2s則波的傳播速度為故B正確；C．機械波傳播過程中，質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動，而不隨波遷移，選項C錯誤；D．圖示時刻Q點正沿y軸正方向運動，因t=0.1s=則經(jīng)過0.1s，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向，故D錯誤。故選AB。三、實驗題（本小題共10分）15. 用單擺測定重力加速度實驗裝置如圖所示，回答下列小題。（1）組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用_______；A．長度為左右的細線B．長度為左右的細線C．直徑為的塑料球D．直徑為的鐵球（2）測出懸點O到小球球心的距離（擺長）及單擺完成次全振動所用的時間t，則重力加速度__________用、、表示。（3）下表是某同學(xué)記錄的組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。組次擺長次全振動時間振動周期 重力加速度 請計算出第組實驗中的________，________。（4）用多組實驗數(shù)據(jù)作出圖象，也可以求出重力加速度g。已知三位同學(xué)作出的圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對于圖線b，下列分析正確的是_______。A．出現(xiàn)圖線的原因可能是測量相同的周期時，誤將懸點到小球下端的距離記為擺長B．出現(xiàn)圖線的原因可能是測量相同的周期時，測量擺長偏小C．出現(xiàn)圖線的原因可能是誤將49次全振動記為50次D．圖線對應(yīng)的g值小于圖線對應(yīng)的g值【答案】    ①. AD    ②.     ③.     ④.     ⑤. BC【解析】【詳解】(1)[1]組裝單擺時，應(yīng)選用左右的細線，擺球應(yīng)選擇體積小、密度大的球，故AD正確，BC錯誤；(2)[1]單擺的振動周期根據(jù)單擺的周期公式解得(3)[3]根據(jù)周期公式
 解得
 [4]根據(jù)(4)[5]AB．由圖像可知，當(dāng)L為零時，T不為零，原因是測量擺長偏小，可能是將懸點到小球上端的距離記為擺長，也可能是把細線長度作為擺長L，故A錯誤，B正確；C．實驗中誤將49次全振動記為次，則周期的測量值偏小，導(dǎo)致重力加速度的測量值偏大，圖線的斜率偏小，故C正確；D．由得可知，當(dāng)變小，重力加速度變大，因此圖像c對應(yīng)的g值大于圖像b對應(yīng)的值，故D錯誤。四、計算題（本題共4小題，共34分）16. 圖甲是一個單擺振動的情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達的最遠位置，設(shè)擺球向右運動為正方向，圖乙是這個單擺的振動圖象。根據(jù)圖象回答：（1）單擺振動的頻率是多大？（2）若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>10m/s2，試求這個擺的擺長是多少？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
 【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）由圖乙可知單擺的周期單擺振動的頻率（2）單擺周期公式整理得帶入數(shù)據(jù)得17. 彈簧振子以點為平衡位置在、兩點之間做簡諧運動．、相距．某時刻振子處于點正向右運動，經(jīng)過，振子首次到達點．求：（取向右為正方向）（1）振動的頻率和振幅；（2）振子在內(nèi)通過的路程及位移；（3）如果彈簧的，小球質(zhì)量為，則末小球的加速度大小和方向是多少？【答案】（1）Hz， （2），（3），向右【解析】【詳解】（1）振幅為，由題意，所以．振子從到所用的時間s，為周期的，所以，Hz．（2）振子從平衡位置開始運動，在1個周期內(nèi)通過的路程為，故在內(nèi)通過的路程．5.5s內(nèi)振子振動了個周期，所以5.5s末振子到達點，所以它的位移為．（3）5.5s末振子到達點，所以它的位移為，振子加速度，方向與位移的方向相反，向右．18. 一列橫波的波源在圖中的坐標(biāo)原點O處，經(jīng)過0.4 s，振動從O點向右傳播20 cm，P點離O點的距離是80 cm．求：（1）P點起振時的速度方向如何？（2）該波從原點向右傳播時開始計時，經(jīng)多長時間質(zhì)點P第一次到達波峰?（保留一位小數(shù)）【答案】（1）向下； （2）1.9s【解析】【分析】【詳解】（1）振動從O點向右傳播，x=20cm處質(zhì)點的振動方向沿y軸負方向，則P點起振時的速度方向沿y軸負方向．（2）由題：經(jīng)過0.4s，振動從O點向右傳播20cm，得到波速x=5cm處的振動狀態(tài)傳到P點時波傳播的距離x=75cm，則質(zhì)點P第一次到達波峰所經(jīng)過的時間19. 一列簡諧波沿軸方向傳播，已知軸上和兩處質(zhì)點的振動圖像分別如圖（甲）、（乙）所示，求：（1）此波的振幅A、周期T；（2）此波的傳播速度。
 【答案】（1）；（2）答案見解析【解析】【詳解】（1）由圖可以看出，振幅周期（2）由圖可知，時刻，的質(zhì)點在正向最大位移處，的質(zhì)點在平衡位置向軸負方向運動，所以當(dāng)簡諧波沿軸正向傳播時，兩質(zhì)點間距離為，，，因為所以波沿軸正方向傳播時當(dāng)波沿軸負方向傳播時，兩質(zhì)點間距離為，，，因為解得波沿軸負方向傳播時綜上所述：波沿軸正方向傳播時：波沿軸負方向傳播時：
 

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