湖北省枣阳市阳光中学高二物理下学期期中试题.doc

湖北省枣阳市阳光中学高二年级2015-2016学年度下学期期中考试物理试题时间：90分钟 分值100分 第i卷（选择题共48分） 一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）1一个摆长约1m的单摆，在下图所示的四种驱动力作用下振动，要使该单摆振动稳定时的振幅最大，应选用下图所示的哪一种驱动力（当地的重力加速度g=98m/s2）（ ）abcd2一个质点做简谐运动，它的振幅是2 cm，频率是2 hz。从该质点经过平衡位置开始计时，经过1s的时间，质点相对于平衡位置的位移的大小和所通过的路程分别为（ ）a0，16cm b0，32cmc4cm，16cm d4cm，32cm3图甲为一列简谐横波在t=010 s时刻的波形图，p是平衡位置为x=1 m处的质点，q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点q的振动图像，则a该波沿x轴负方向传播b该波的波速为40m/sct=010s时刻质点p正向平衡位置运动dt=0075s时刻质点p运动至平衡位置4如图所示，s1、s2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为a，a、b、c三点分别位于s1、s2连线的中垂线上，且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则aa处质点的位移始终是2a bc处质点的位移始终是-2acb处质点的振幅为2a dc处质点的振幅为2a5如图所示，弹簧下端挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为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物体在最低点时所受的弹力大小应为2mgb弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变c弹簧的最大弹性势能等于2mgad物体的最大动能应等于mga6弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的运动a速度与位移方向一定相反 b加速度与速度方向可能相同c位移可能在减小 d回复力一定在增大7关于做简谐运动的物体的位移、加速度和速度间的关系，下列说法正确的是（ ）a位移减小时，加速度减小，速度增大b位移的方向总跟加速度的方向相反，根速度的方向相同c物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同d物体的运动方向改变时，加速度的方向不变8如图所示某一时刻简谐横波的图像，波的传播方向沿方向，下列说法中正确的是（ ） a此时刻be两点速度为零b此时刻d质点正沿方向运动c此时刻质点cf的加速度、速度都为零d此时刻质点be的速度相同9如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图，已知这列波沿轴正方向传播，波速为，p是离原点为的一个介质质点，则在时刻，质点p的（ ）a速度和加速度都沿方向b速度沿方向，加速度沿方向c速度和加速度都正在增大d速度和加速度都正在减小10关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ）a发生多普勒效应时，波源频率发生了变化b要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动c火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高d机械波不能发生多普勒效应11下图是沿轴正方向传播的一列简谐横波在时刻的波形，波速为，图中处的质点p的振动图像应是下图中的哪个（ ）12已知一列横波某时刻的波动图像和其中一点的振动图像，如图所示，则有（ ）a甲图是振动图像，此列波的波速为b甲图是波动图像，此列波的波速为c乙图是波动图像，此列波的波速为d乙图是振动图像，此列波的波速为二、实验题（12分）13（本题12分）（1）(6分)如图所示，两列简谐波均沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿正x方向传播(图中实线所示)，一列沿x轴负方向传播(图中虚线所示)这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，则图中x1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x为 的点，振幅最小的是x为 的点。（2） (6分)(2011年高考江苏卷)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期t = 。三、计算题（40分）14（本题10分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在o点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）（1）在水平拉力f的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，小球保持静止画出此时小球的受力图，并求力f的大小；（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力不计空气阻力15（本题10分）如图所示，两木块的质量为m、m，中间弹簧的劲度系数为k，弹簧下端与m连接，m与弹簧不连接，现将m下压一段距离释放，它就上下做简谐运动，振动过程中，m始终没有离开弹簧，试求：（1）m振动的振幅的最大值；（2）m以最大振幅振动时，m对地面的最大压力16（本题10分）一列简谐横波沿水平方向传播，在传播方向上，介质中的ab两点相距，某时刻a正处于波峰，b在平衡位置，且速度方向向下。已知波长，频率为。（1）若波由a向b传，波速最大可能是多大？（2）若波由b向a传，波速最小可能是多大？17（本题10分）如图为某波源的振动图像，右图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的o点表示波源，问：（1）这列波的波速多大？（2）若波向右传播，当波动图中质点q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点p已经经过了多少路程？参考答案1c【解析】试题分析：据单摆的周期公式：，求出此摆的周期t2s，当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时，振幅最大，由图可知a图的周期为1s，b图的周期为05s，c图的周期为2s，d图的周期为4s故abd错误，c正确故选c。考点：单摆；共振2a【解析】试题分析：振子振动的周期为： 时间：t=1s=2t，由于从平衡位置开始振动，经过2t，振子又回到平衡位置处，其位移大小为0；在1s内振子通过的路程为：s=24a=242cm=16cm；故选a考点：简谐振动的特点3abd【解析】试题分析：由题图乙可知质点q下一时刻向下运动，可知该波沿x轴负方向传播；由题图可知波长为=8m，周期为t=020s ，则波速为，t=010 s时刻质点p正向正向最大位移处运动，从开始运动到题图甲所示位置的时间为，则可知t=0075 s时刻质点p运动至平衡位置。故选项abd正确，c错误。考点：波的图像；振动图线4cd【解析】试题分析：因为a、b、c三点均在s1、s2连线的中垂线上，则各点到s1、s2的距离相等，所以s1与s2到各点的波程差为零，s1与s2振动情况相同，在a、b、c各点振动加强，振动加强并不是位移不变，始终为2a，而是振幅为2a，故选项cd正确。考点：波的叠加5ac【解析】试题分析：物体做简谐运动，最高点和最低点关于平衡位置对称，最高点加速度为g，最低点加速度也为g，方向向上，f-mg=ma，a=g，f=2mg，选项a正确；根据物体和弹簧总的机械能守恒，弹簧的弹性势能和物体的动能、物体的重力势能之和不变，选项b错误；物体下落到最低点时，重力势能的减少量全部转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大弹性势能为ep=mg2a=2mga，选项c正确；当弹簧的弹力等于物体的重力时，物体速度最大，动能最大，此时弹簧处于拉伸状态，弹性势能不为零，根据系统机械能守恒可知此时物体的动能为，即ek小于mga ，选项d错误；故选ac。考点：简谐振动的特点6d【解析】试题分析：当振子速率减小时，说明质点在远离平衡位置，速度与位移方向一定相同，选项a错误；对于减速运动来说，加速度必定与速度方向相反，选项b错误；由于质点正在远离平衡位置，故位移必定增大，选项c错误；由f=-kx可知位移增大，回复力必定增大，选项d正确。考点：简谐振动【答案】ad【解析】试题分析：位移减小时，质点靠近平衡位置，加速度减小，速度增大，故a正确；根据回复力公式，位移方向总跟加速度方向相反；质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故b错误；物体运动方向指向平衡位置时，位移方向离开平衡位置，速度方向跟位移方向相反，故c错误；物体的运动方向改变的时刻出现在最大位移位置，此时加速度方向不变故d正确。考点：简谐运动的振幅、周期和频率【答案】b【解析】试题分析：根据图像可以知道，该时刻be两点正处于平衡位置，其速度最大，故选项a错误；波的传播方向沿轴正方向，该时刻质点d正向方向运动，故b正确；cf两点处于位移最大处，根据简谐运动的特征知，两点的加速度最大，速度为零，故c错误；波的传播方向沿轴正方向，由波形平移法得知，b点的速度方向向上，e的速度方向向下，速度大小相等，故d错误。考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象【答案】a【解析】试题分析：由图知，该波的波长，波速，因此周期为；因为波向右传播，所以时刻p质点振动方向向下；因，即，所以p质点在其平衡位置上方，正在向平衡位置运动，位移沿轴方向，正在减小；速度为沿方向，正在增大；加速度为沿方向，正在减小，故a正确，bcd错误。考点：横波的图象；简谐运动的振动图象【答案】b【解析】试题分析：发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，故a错误；要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动，故b正确；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故c错误；机械波能发生多普勒效应，故d错误。考点：多普勒效应【答案】a【解析】试题分析：由波动图象读出波长，由波速公式得，简谐横波沿轴正方向传播，在时刻处的质点振动方向向上，且正好通过平衡位置，位移为零，由此可知处的质点的振动图象应是a图，故a正确。考点：简谐运动的振动图象【答案】d【解析】试题分析：甲图反映了反映某一时刻介质中各质点的位移情况，是波动图象，由图读出波长；乙图反映同一质点在各个时刻的位移情况，是振动图象，由图读出周期，故波速为，故abc错误，d正确。考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系13（1）(6分) 4和8 2和6 （2） (6分) 周期 t2.。【解析】（1）波峰与波谷相遇为振动减弱点，振幅最小，4、8两个质点在实线和虚线的振动方向相同，为振动加强点（2）t214（1）mgtan（2），mg（32cos），方向竖直向上【解析】试题分析：（1）为了求出f的大小，我们首先做出小球此时的受力示意图，根据共点力平衡条件求出f；（2）小球向下摆动的时候只有重力做功，所以用机械能守恒定律可以求出最低点的速度，在最低点根据合力充当向心力，由牛顿第二定律列出向心力方程，可以求出绳子对小球的拉力解：（1）受力图如图所示根据平衡条件小球受到的拉力大小f=mgtan（2）运动中只有重力做功，系统机械能守恒则通过最低点时，小球的速度大小根据牛顿第二定律 解得轻绳对小球的拉力，方向竖直向上答：（1）小球受到的拉力为mgtan（2）通过最低点时，小球的速度大为轻绳对小球的拉力为mg（32cos），方向竖直向上【点评】本题的关键是首先根据受力分析做出力的示意图；根据机械能守恒求出最低点的速度，正确列出向心力方程是一道综合性较好的中档题目15（1）m振动的振幅的最大值是；（2）m以最大振幅振动时，m对地面的最大压力是mg+2mg【解析】试题分析：要使m振动过程中始终不离开弹簧，m振动的最大振幅对应m振到最高点时，弹簧处于原长状态，或对应m在最低点时弹簧的压缩量m振动到最低点时，弹簧对m的压力最大，m对地面的压力也最大解：（1）在平衡位置时，设弹簧的压缩量为x0有：kx0=mg要使m振动过程中不离开弹簧，m振动的最高点不能高于弹簧原长处，所以m振动的振幅的最大值为：a=x0=（2）m以最大振幅a振动时，振动到最低点，弹簧的压缩量最大，为：2a=2x0=，对m受力分析可得：fn=mg+k=mg+2mg，由牛顿第三定律得，m对地面的最大压力为mg+2mg答：（1）m振动的振幅的最大值是；（2）m以最大振幅振动时，m对地面的最大压力是mg+2mg【点评】本题要注意撤去外力后，a以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动，当b刚好要离开地面时，a处于最高点时，a的加速度最大，a处于