江西省崇仁二中2016-2017学年高二下学期第一次月物理试卷

崇仁二中高二年级下学期第一次月考物理试卷

考试时间：100分钟

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷上均无效，不予记分。

一，单选题（28分，共7小题，每题4分）

1.小球做简谐运动，则下述说法正确的是（　 　）
A.小球所受的回复力大小与位移成正比，方向相同
B.小球的加速度大小与位移成正比，方向相反
C.小球的速度大小与位移成正比，方向相反
D.小球速度的大小与位移成正比，方向可能相同也可能相反

2.如图所示，物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，弹簧的劲度系数为k，当连接A、B的绳突然剪断后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为（　 　）

1. 
   B.  C.  D.

3.一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是（　 　）
A.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T

B.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间

C.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间

D.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间

4.如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，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．t=0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T．经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为S．下列判断正确的是（　　 ）

A.t=时质点5的运动方向向下       

B.t=质点7的加速度方向向上
C.t=时质点5运动的路程为3S     

D.t=T时质点9向下运动

5.如图所示，甲、乙是摆长相同的两个单摆，它们中间用一根细线相连，两摆线均与竖直方向成θ角．已知甲的质量小于乙的质量，当细线突然断开后，甲、乙两摆都做简谐运动，下列说法正确的是（　 　）
A.甲不会与乙碰撞         B.甲的运动周期小于乙的运动周期
C.甲的振幅小于乙的振幅   D.甲的最大速度小于乙的最大速度

6.一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（　　 ）
A.此单摆的摆长约为1m
B.此单摆的固有周期约为0.5s
C.若摆长增大，单摆的固有频率增大
D.若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动

1. 在波的传播方向上，距离一定的P与Q点之间只有一个波谷的四种情况，如图A、B、C、D所示．已知这四列波在同一种介质中均向右传播，则质点P能首先达到波谷的是(　　 )
   A. B. C. D.

二，多选题（12分，共3小题，每题4分，多选得零分，漏选得2分）

8.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图．a、b两质点的横坐标分别为x=2m和x=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是（　　 ）
A.该波沿+x方向传播，波速为1m/s  

B.质点a经4s振动的路程为1m
C.此时刻质点a的速度沿+y方向    

D.质点a在t=2s时速度为零

9.将一单摆向右拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向左摆动．用频闪、照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是（　　）
A.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为4：1
B.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为2：1
C.摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大
D.摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变

10.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长．则物体在振动过程中（　　 ）
A.物体在最低点时的弹力大小应为2mg

B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C.弹簧的最大弹性势能等于2mgA   

D.物体的最大动能应等于mgA

三、、实验题探究题(本大题共2小题，共16分，第12题后两空3分)

11.同实验桌的小王与小李两同学在做用单摆测定重力加速度的实验．

（1）小王同学先用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图（a）所示，则该摆球的直径d= ______ cm．
（2）接着他们测量了摆线的长度为l₀，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图（b）所示，则通过计算求重力加速度的表达式为 ______ ．
（3）他们通过改变摆线长度l₀，测量了多组数据，在进行数据处理时，小王同学把摆线长l₀作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；小李同学作出T²-l₀图象后求出斜率，然后算出重力加速度，两同学处理数据的方法对结果的影响是：小王 ______ ，小李 ______ （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）．

12.某同学在做“利用单摆测重力加速度“实验：
（1）测单摆周期时，应该从摆球经过 ______ （填“最低点”或“最高点”）时开始计时．
（2）如果实验测得的g值偏小，可能的原因是 ______

A．测摆线长时摆线拉得过紧．
B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了．
C．开始计时时，秒表过迟按下．
D．实验中误将49次全振动数为50次
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出T²的值，再以l为横轴、T²为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图，并求得该直线的斜率为K．则重力加速度g= ______ ．（用K表示）

五、计算题(本大题共4小题，共44分，第13题10分，第14题12分，第15题10分，第16题12分)

13.弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动．B、C相距20cm．某时刻振子处于B点．经过0.5s，振子首次到达C点．求：
（1）振动的周期和频率；
（2）振子在5s内通过的路程及位移大小．

14.一列波在t₁时刻的波形图如图中的实线所示，t₂时刻的波形图如图中的虚线所示，已知△t=t₂-t₁=0.5S，求
①这列波可能的波速？
②若波速为68m/s，这列波向哪个方向传播？

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1. 如图所示，质量为m=0.5kg的物体放在质量为M=4.5kg的平台上，随平台上、下做简谐运动．设在简谐运动过程中，二者始终保持相对静止．已知弹簧的劲度系数为k=400N/m，振幅为A=0.1m．试求：
   （1）二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小；
   （2）二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小．（取g=10m/s²）
   

16，一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0的时刻的波形图，已知这列波在A出现两次波峰的最短时间是0.4s，求：
（1）这列波的波速是多少？
（2）再经过多少时间质点B才能第一次到达波峰？
（3）这段时间里B通过的路程是多少？

崇仁二中高二年级下学期第一次月考物理试卷答案和解析

【答案】
1.B    2.A    3.C    4.D    5.A    6.A    7.B    8.BD    9.AC    10.AC    
11.1.415；；偏小；无影响
12.最低点；B；
13.解：（1）设振幅为A，由题意：BC=2A=20 cm
所以：A=10 cm
振子从B到C所用时间t=0.5 s，为周期T的一半，所以：T=1.0 s
f===1Hz
（2）振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t′=5 s=5T内通过的路程：
s=×4A=×4×10cm=200cm
5 s内振子振动了5个周期，5 s末振子仍处在B点，所以，它偏离平衡位置的位移大小为10cm；
答：（1）振动的周期为1s，频率为1Hz；
（2）振子在5s内通过的路程为200cm，5s末的位移大小为10cm．
14.解：①若波向右传播，根据波形的周期性，
波传播的距离x=（n+）λ=（n+）×8m=（8n+2）m
波速v===（16n+4）m/s，（n=0，1，2，…）
同理可得，若波向左传播，有：
波传播的距离x=（n+）λ=（n+）×8m=（8n+6）m
波速v==（16n+12）m/s，（n=0，1，2，…）
②若波速为68m/s，波在0.5s内传播的距离x=vt=34m=4λ
故波向右传播．
答：①若波向右传播，波速为（16n+4）m/s，（n=0，1，2，…），若波向左传播，波速为（16n+12）m/s，（n=0，1，2，…）．
②波向右传播．
15.解：：（1）振幅为A=0.1m，当到最低点时，对整体，有：kA=（M+m）a；
对m，有：N-mg=ma；
联立解得：N=mg+=9N
根据牛顿第三定律，物体对平台的压力也为9N；
（2））二者一起运动最高点时，对整体，有：kA=（M+m）a；
对m，有：mg-N=ma；
联立解得：N=mg-=1N
根据牛顿第三定律，物体对平台的压力也为1N；
答：（1）二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小为9N；
（2）二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小为1N．
16.解：（1）由图可知，波长λ=4m     
因为A点两次出现波峰的最短时间是0.4s，所以这列波的周期T=0.4s．
则这列波的波速  v==m/s=10m/s                       
（2）波传到B点的位移  x=9m-5m=4m
波传到B点的时间  t₁==s=0.4s                          
波传到B点后，质点B第一次到达波峰的时间 t₂==0.3s       
由t=0时刻到B第一次出现波峰的时间  t=t₁+t₂=0.7s  
（3）质点B通过的路程为 s=3A=3×3cm=9cm．
答：（1）这列波的波速是10m/s；（2）再经过0.7s时间质点B才能第一次到达波峰．（3）这段时间里B通过的路程是9cm．

【解析】
1. 解：A、简谐运动中回复力大小一定与位移成正比，方向相反，故A错误；
B、由牛顿第二定律可知，加速度与合外力成正比，故加速度大小与位移成正比，方向相反，故B正确；
CD、小球的速度随时间周期性变化，但不与位移成正比，故CD错误；
故选：B．
做简谐运动的物体，速度、位移、回复力随时间成正弦规律变化，回复力和位移成正比，方向相反．
本题要求我们熟练掌握简谐运动的运动学特点及动力学特点，要明确回复力与位移满足关系F=-kx．
2. 解：绳剪断前，弹簧伸长的长度x₁=；
绳剪断后，A做简谐运动，在平衡位置时，弹簧的拉力与重力平衡，此时弹簧伸长的长度为x₂=；
所以A振动的振幅为A=x₁-x₂=-=
故选：A
振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离．在平衡位置时，A所受的合外力为零，根据平衡条件和胡克定律求出绳剪断前弹簧伸长的长度和平衡位置弹簧伸长的长度，即可求出振幅．
正确理解振幅的含义，运用平衡条件和胡克定律求解是解答本题的关键．
3. 解：由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源．振动从N点传播到M点，经过一个周期，又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了，故C正确．
故选C
根据质点Q速度方向向下，可判断出波的传播方向，确定波源．根据P与波源平衡位置间的距离分析P点经振动的时间．
根据质点的振动方向判断波的传播方向要熟练掌握，波在一个周期内传播的距离是一个波长，由传播的距离可确定传播的时间．
4. 解：A、经过T，质点1从平衡位置运动到波峰，位移为S，则振幅A=S，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始振动时是从平衡位置开始向上振动，故质点5，开始振动时也是由平衡位置开始向上振动．故A错误．
B、振动从质点1传播到质点5经过T，则质点1和质点5之间的距离为λ，则质点1到质点7为，所以波从质点1传到质点7所需时间为T，故在T时质点7已振动T，即质点7在从平衡位置向正的最大位置运动过程中，根据a=故加速度方向向下．故B错误．
C、在T时刻，质点5已运动T，故其通过的路程为×4S=2S，故C错误．
D、波从质点1传播到质点9所需时间为T，故在t=T时质点9已运动T，故正通过平衡位置向下运动，故D正确．
故选D．
根据后一个质点重复前一个质点的振动，可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同；要求选项B，需知道该时刻该质点的位移的正负，再根据回复力F=-KX确定其加速度的方向；要知道t=时质点5运动的路程就必需知道该质点已运动多少时间即多少周期再根据一个周期内质点通过的路程为4A求解；要求t=T时质点9运动的方向需知道该时刻质点9已运动的时间从而确定其运动的方向．
“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内质点通过的路程为4A”和“a=”是解决此类问题的关键所在．
5. 解：根据能量守恒定律判断出它们上升的最大高度相同．所以两球不会相撞，振幅相同．根据．单摆的周期T=，周期与摆球的质量、振幅无关．根据动能定理，由最高点到最低点，mgl（1-cosθ）=，v=，所以甲乙最大速度相等．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
根据能量守恒定律判断出它们上升的最大高度相同．单摆的周期T=，周期与摆球的质量、振幅无关．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=，以及会熟练运用能量守恒、动能定理、机械能守恒定律．
6. 解：A、B、由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，f=0.5Hz，则周期为T===2s；
由图可知，此单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s．由公式T=2π，可得L=≈1m；
故A正确，B错误；
C、若摆长增加，单摆的固有周期增加，则固有频率减小．故C错误；
D、若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动．故D错误；
故选：A．
由共振曲线可知，出现振幅最大，则固有频率等于受迫振动的频率．
受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象．
7. 解：由图，四个波形的波长分别为：
λ₁=2s，λ₂=s，λ₃=s，λ₄=2s
四个波的周期分别为：，，，
图示时刻P点的振动方向分别为：
向上，向下，向上，向下
P点第一次出现波谷的时间分别是：




可见，t₂最短．
故选B
8. 解：A、ab两点间的距离为x=x_b-x_a=6-2=4m，振动从a传播到b的时间为半个周期，为t==4s，所以波速为：v==1m/s，但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向，由微平移法可知波向-x轴方向传播，选项A错误．
B、质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，选项B正确
C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向，ab间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿-y方向，选项C错误．
D、在t=2s时，质点b在正的最大位移处，ab两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，选项D正确．
故选：BD
A、由图可知ab两点之间的距离，利用波的速度公式可求出波传播的速度大小，结合b点在该时刻的位置及振动方向，利用平移法可知波的传播方向，从而可知选项A的正误
B、方向经过4s的时间与周期之间的关系，利用在一个周期内，质点经过的路程为振幅的4倍，即可得知选项B的正误．
C，结合b质点此时刻的位置和振动方向，从而可得知a质点所处的位置和振动方向，继而可知选项C的正误．
D、通过t=2s时b的位置，可判断出a点的位置，从而可知a点的运动情况，继而得知选项D的正误．
该题考察了简谐波的传播和质点的振动，解答该题要熟练的掌握波传播方向的判断，常用的方法有“微平移法”、“带动法”、“上下坡法”、“振向波向同侧法”和“头头尾尾相对法”，还有就是要熟练的掌握步调一致的点的判断和步调始终相反的点的判断．会通过时间计算振动质点通过的路程．
9. 解：A、频闪照片拍摄的时间间隔一定，由图可知，碰撞前后摆动的周期之比为2：1，根据T=得，L=知，摆线与障碍物碰撞前后摆长之比为4：1，故A正确，B错误．
C、摆线摆到最低点时，线速度大小不变，半径减小，根据知，角速度增大，根据牛顿第二定律得，F-mg=m，则F=mg+，可知张力变大，故C正确，D错误．
故选：AC．
频闪照片拍摄的时间间隔一定，根据间隔得出摆线与障碍物碰撞前后的周期之比，从而根据单摆的周期公式T=得出摆长之比．摆线经过最低点时，碰撞前后的线速度大小不变，半径变化，根据牛顿第二定律判断绳子张力的变化，以及通过v=rω比较角速度的变化．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=，以及知道摆线经过最低点时与障碍物碰撞前后的线速度大小不变．
10. 解：A、小球做简谐运动的平衡位置处，mg=kx，x=．当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，可知x=A．所以在最低点时，形变量为2A．弹力大小为2mg．故A正确．
B、在运动的过程中，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变．故B错误．
C、从最高点到最低点，动能变化为0，重力势能减小2mgA，则弹性势能增加2mgA．而初位置弹性势能为0，在最低点弹性势能最大，为2mgA．故C正确．
D、在平衡位置动能最大，由最高点到平衡位置，重力势能减小mgA，动能和弹性势能增加，所以物体的最大动能不等于mgA．故D错误．
故选AC．
A、抓住最高点和最低点关于平衡位置对称进行分析．
B、只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能、物体的动能、重力势能之和不变．
C、在最低点弹性势能最大，根据能量守恒定律，求出最低点的弹性势能．
D、物体在平衡位置动能最大，根据能量守恒发现从最高点到平衡位置，重力势能的减少量全部转化为动能和弹性势能的增加量．
解决本题的关键抓住简谐运动的对称性以及灵活运用能量守恒定律和机械能守恒定律．
11. 解：①游标卡尺的读数=主尺+游标尺与主尺对齐的各数×精确度=14mm+3×0.05mm=14.15mm
②单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，则单摆摆长为l=L₀+，
由图乙所示图象可知，单摆的周期T=5t₀-t₀=4t₀，由单摆周期公式T=2π可知，
重力加速度为：g===．
③由单摆周期公式T=2π 可知，重力加速度g=
摆长应该是摆线长度与摆球半径之和，
甲同学把摆线长L作为摆长，摆长小于实际摆长，由g=
可知，重力加速度的测量值小于真实值；
由T=2π可知，L==kT²，其中k=，由此可见，L与T²成正比，k是比例常数；
由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值．
故答案为：（1）1.415 cm   （2）　（3）偏小　无影响
①游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．
②单摆的摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和，根据题意求出摆长．
摆球在最大位移处摆线的拉力最小，在最低点处，摆线的拉力最大，摆球从最大位移处，经最低点到达另一测最大位移处，然后再次反向通过最低点，最后回到最初的位置，经历的时间是一个周期，摆线的拉力经历三个最小值，由图乙所示图象求出单摆的周期T；最后由单摆周期公式求出重力加速度的表达式．
③根据单摆周期公式判断甲的测量值与真实值间的关系；由单摆周期公式的变形公式求出T²-L关系表达式，然后根据图象求出重力加速度，然后判断测量值与真实值间的关系
根据图乙所示图象求出单摆的周期是易错点，要掌握单摆的运动过程，结合图象求出单摆周期；熟练应用单摆周期公式是正确解题的关键
12. 解：（1）摆球在最高点的时候速度比较小，在最低点的时候速度比较大，所以当小球经过最低点的时候开始计时误差比较小．
（2）根据单摆的周期公式T=2π得，g=．
A、测摆线长时摆线拉得过紧，使得摆长的测量值偏大，则测得的重力加速度偏大．故A错误．
B、摆动后出现松动，知摆长的测量值偏小，则测得的重力加速度偏小．故B正确．
C、开始计时时，秒表过迟按下，测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故C错误．
D、实验中将49次全振动数成50次全振动，测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故D错误．
故选：B
（3）根据斜率的意义：k=，所以g==；
故答案为：（1）最低点；（2）B；（3）．
根据单摆的周期公式T=2π得出重力加速度的表达式，从而判断出重力加速度减小的原因．
解决本题的关键掌握单摆的周期公式，知道测量重力加速度的原理．
13.
（1）由题B、C是振子运动的两个端点，从B点经过0.5s，振子首次到达C点，经过半个周期时间，求解周期；根据f=求解频率．
（2）B、C间距离等于两个振幅，求出振幅．振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，根据时间与周期的关系，求出振子在5s内通过的路程和位移．
本题考查振幅、周期等描述振动的基本物理量．振子的路程往往根据时间与周期的关系研究．
14.
①根据波形图读出波长，由于波形的周期性和双向性，故应分情况讨论即可求解．
②由x=vt求出波传播的距离，分析与波长的关系，再确定波传播的方向．
本题是两个时刻的波形问题，没加条件时，注意多解，不能漏解，就是要注意方向性和周期性．
15.
（1）先对整体分析求解加速度，然后对m分析求解平台对物体的支持力大小；
（2）同样先对整体分析求解加速度，然后对m分析求解平台对物体的支持力大小；
本题关键是明确整体做简谐运动，然后结合平衡条件、牛顿第二定律和简谐运动的对称性列式分析，不难．
16.
（1）波在A出现两次波峰的最短时间等于周期，求出波的周期．由图象读出波长，求出波速．
（2）先求出波传播B的时间t₁，波传到B点后，质点B第一次到达波峰的时间为t₂==0.3s，再求解B点第一次到达波峰的时间，或根据图中x=2m处波峰传到质点B时，质点B第一次到达波峰，根据t=求出时间．
（3）根据时间与周期的关系，求出质点B通过的路程．质点做简谐运动时，一个周期内通过的路程是四个振幅．
本题考查对振动与波动关系的分析和理解能力．要抓住波在同一均匀介质中是匀速传播的，由t=求波传播的时间． 资*源%库