河南省南阳市第一完全学校2018_2019学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）.docx

河南省南阳市第一中学2018-2019年高二下学期第一次月考物理试题一、选择题1.下列说法正确的是（ ）A. 扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于固有周期B. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们C. “未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射D. 横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期【答案】C【解析】【详解】扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，故A错误；根据多普勒效应可知，地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在远离我们，故B错误；“未见其人，先闻其声”是因为声波波长较长，容易发生衍射现象，而光波的波长较短，不容易发生明显的衍射，故C正确；在波的传播过程中，质点只在垂直于传播方向的方向上做简谐振动，在传播方向上的位移为零，故质点不可能运动到相邻波峰，故D错误；故选C2.一质点做简谐运动的图象如图所示，则该质点()A. 在0.015 s时，速度和加速度都为x方向B. 在0.01 s 至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. 在第八个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50次为零【答案】B【解析】在0.015s时，位移为负值，由a=-kx/m知加速度为正值，即加速度方向为+x方向，速度沿-x方向。故A错误。在0.01至0.03s内，质点由平衡位置运动到负向最大位移处，再回到平衡位置，速度先反方向后同方向，速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小。故B正确。在第八个0.01s内，相当于第一个周期内第四个0.01s内，速度与位移方向都沿+x方向，方向相同，速度在不断减小，位移不断增大。故C错误。周期T=0.04s，时间t=1s=25T，质点在平衡位置时回复力为零，回复力的瞬时功率为零，在最大位移处速度为零，其瞬时功率也为零，一个周期内有四个时刻回复力的瞬时功率为零，所以在每1s内，回复力的瞬时功率有100次为零。故D错误。故选B。点睛：本题考查由振动图象读出位移、速度、加速度方向及其大小变化的能力回复力的瞬时功率等于回复力与速度的乘积，一个周期内有四个时刻回复力的瞬时功率为零3.一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与质量为m、带电荷量为+q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上。在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动。那么（ ）A. 小球到达最右端时，弹簧的形变量为B. 小球做简谐运动的振幅为C. 运动过程中小球机械能守恒D. 运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变【答案】B【解析】【详解】小球做简谐运动,在平衡位置,有 计算得出 小球到达最右端时,弹簧的形变量为2倍振幅,即,故A错误；B正确；小球运动过程中有电场力做功,故机械能不守恒,故C错误;小球运动过程中有电场力和弹簧弹力做功,故对于弹簧和小球系统,电势能和弹性势能以及动能总量守恒,故D错误;故选B4.有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是（ ） A. 图可作为该物体的速度v-t图象B. 图可作为该物体的回复力F-t图象C. 图可作为该物体的回复力F-t图象D. 图可作为该物体的加速度a-t图象【答案】C【解析】A、在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，即位移为零，速度最大；位移最大，速度为零，则知速度与位移图象也互余，图不能作为该物体的速度时间图象。故A错误。B、C、由简谐运动特征F=-kx可知，回复力的图象与位移图象的相位相反，则知图可作为该物体的回复力时间图象。故B错误，C正确。D、由可知，加速度的图象与位移图象的相位相反，则知图不能作为该物体的at图象。故D错误。故选C。【点睛】本题关键要掌握简谐运动中各个量与位移的关系，可定性作出判断，选择图象5.如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B到达最低点D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（ ）A. 丙球最先到达D点，乙球最后到达D点B. 甲球最先到达D点，乙球最后到达D点C. 甲球最先到达D点，丙球最后到达D点D. 甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点【答案】B【解析】A点，AD距离为r，加速度为g，时间；B点，设，BD距离为，加速度为，时间；C点，简谐振动，周期，时间，明显，甲球最先到达D点，乙球最后到达D点，B正确6.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s。经0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图是图中的()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据振动图像得知， 时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，所以波最前方的质点振动方向沿y轴正方向；由振动图像读出周期，波长 ，则再经过0.1s后，即0.4s后波总共传播的距离为0.4m，则波最前方振动质点为0.4m处的质点，且正好处于平衡位置向上运动，结合波的传播可知C正确；ABD错误；故选C7.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q时开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则()A. 质点Q开始振动的方向沿y轴负方向B. 该波从P传到Q的时间可能为7 sC. 该波的传播速度可能为2 m/sD. 该波的波长可能为6 m【答案】D【解析】【详解】由图可知，Q从零时刻开始沿y轴正方向振动，故A错误；质点运动周期为6s，由图像易知波由P传到Q点的时间为，时间不可能为7s，故B错误；由，代入时间可得传播速度，不可能为2 m/s，故C错误；由B、C项知，则，当n=1时，故D正确。故选D8.如图所示，用质量不计的弹簧把质量为3m的木板A与质量为m的木板B连接组成如图所示的装置，B板置于水平地面上，现用一竖直向下的力F向下压木板A，撤消F后，B板恰好被提离地面，由此可知力F的大小是（ ）A. 7mgB. 4mgC. 3mgD. 2mg【答案】B【解析】撤销F后，A板做简谐运动在最高点，B恰好被提离地面，弹簧伸长，拉力等于物体B的重力mg，即F弹=mg弹簧对A、B的拉力相等，故对物体A的拉力也等于mg最高点物体A的回复力：F回=3mg+F弹=3mg+mg=4mg根据对称性可知：物体A压缩到最低点释放瞬间的回复力也为4mg，此时：F回=FN-3mg=4mg，故FN=7mg没有撤去推力F时，物体A受重力、支持力和推力，根据三力平衡条件，有：F+3mg=FN故F=FN-3mg=4mg点晴：本题关键是明确简谐运动的回复力F=-kx，物体A受到的重力和弹簧弹力的合力提供回复力，知道最高点和最低点回复力大小相等。9.摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示。选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知() A. 甲、乙两单摆摆长之比是49B. ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等C. tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大D. tc时刻甲、乙两单摆的速率相等【答案】AC【解析】A、由振动图象得到甲、乙两个单摆周期之比为，根据单摆周期公式得，故甲、乙两个单摆的摆长之比为，故A正确；B、根据摆长不同，摆动幅度相同，故摆角不等，故B错误；C、有图可知时刻甲、乙两单摆的偏离平衡位置的差值最大，故势能差最大，故C正确；D、时刻甲、乙两单摆的处于平衡位置，由动能定理得：，由几何关系知：，（A为振幅，为摆长），联立得：，故D错误。点睛：本题关键从x-t图象得到周期，然后根据周期公式求解摆长之比，难度较大。10.某列简谐横波在t10时刻的波形如图甲中实线所示，t23.0 s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，则()A. 这列波沿x轴负方向传播B. 图乙是质点b的振动图像C. 从t10 s到t23.0 s这段时间内，质点a通过的路程为1.5 mD. t39.5 s时刻质点c沿y轴正向运动【答案】AD【解析】【详解】由图甲知,波长为,由图乙知,周期T=4s,因为,根据波形平移法可以知道波沿x轴负方向传播,故A正确；在时刻,质点b正通过平衡位置向下运动,与乙图情况不符,所以乙图不可能是质点b的振动图线，故B错误；从t10 s到t23.0 s这段时间内，质点a运动了 所以质点a通过的路程为，故C错误； ，结合振动可知质点c在平衡位置上方且沿y轴正向运动，故D正确。故选AD11. 如图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于x0.2m处，则（ ）A. 这两列波不会发生干涉现象B. M点的振动总是加强C. M点将做振幅为30cm的简谐振动D. 由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M点将位于波峰【答案】BC【解析】试题分析：两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由图可知两列波的波长相等，由v=f可知，频率相等，所以两列波能产生干涉，故A错误；质点在M处是两列波的波峰与波峰相遇处，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，为A=20cm+10cm=30cm，则M点将做振幅为30cm的简谐振动，故B、C正确；从图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，两波在M点都将向下运动，故M点会到达波谷，D错误。考点：振动与波。12.在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则A. 此后再经6 s该波传播到x=24 m处B. M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C. 波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D. 此后M点第一次到达y=3 m处所需时间是2 s【答案】AB【解析】试题分析：波的周期T=4 s，波长=8 m，波速，则再经过6 s，波传播的距离为x=vt=12 m，故该波传到x=24 m处，选项A正确；M点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了0.75T，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到x=12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项C错误；因为=sin 45，故M点第一次到达y=3 m位置时，振动的时间小于=1 s，选项D错误。【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移；能根据波形图及波的传播方向判断质点的振动方向。二、填空题13.如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，2)。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8，2)的路程差为_m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互_（填“加强”或“减弱”），点C(0，0.5)处质点的振动相互_（填“加强”或“减弱”）。【答案】 (1). 2 (2). 减弱 (3). 加强【解析】【详解】由几何关系可知AS1=10 m，AS2=8 m，所以波程差为2 m；同理可求BS1BS2=0，为波长整数倍，由振动图象知两振源振动方向相反，故B点为振动减弱点，CS1CS2=1 m，波长 ，所以C点振动加强。14.用单摆测定重力加速度实验装置如图所示。（1）组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母）A.长度为1m左右细线 B.长度为30cm左右的细线C.直径为1.8cm的塑料球 D.直径为1.8cm的铁球（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t， 则重力加速度g=_（用L、n、t表示）（3）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的T=_s，g= _（4）用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同学做出的图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b， 下列分析正确的是（选填选项前的字母）。A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值（5）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为和时，测得相应单摆的周期为、，由此可得重力加速度g=_（用、表示）。【答案】 (1). （1）AD (2). （2） (3). （3）2.01；9.76（9.769.77） (4). （4）B （5）或【解析】在用单摆测定力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应选取长约1m左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小实验误差，故选AD。次全振动的时间为，则振动周期为，根据单摆周期公式，可推出50次全振动的时间为100.5s，则振动周期为，代入公式求得由可知图像的斜率，b曲线为正确的图象。C.斜率越小，对应的重力加速度越大，选项C错误。A.在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径，与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项A错误。B.若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，值测量值偏大，对应的图像斜率偏小，选项B正确。故选B。设A到铁锁重心的距离为，则第一次的实际摆长为，第二次的实际摆长为，由周期公式，联立消去，解得。【考点定位】用单摆测重力加速度、实验器材选取、加速度表达式及计算，图象法处理数据。三、计算题15.如图所示，在质量M=5kg的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量分别为mA=1kg、mB=0.5kg的A、B两物体，弹簧的劲度系数为100N/m。箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，求：(g=10m/s2)(1)物体A的振幅？(2)当A运动到最高点时，木箱对地面的压力大小？【答案】5cm；55N，方向竖直向下【解析】【详解】(1)剪短绳子瞬间有：kx1=(mA+mB)g设平衡位置时，弹簧的伸长量记为，那么kx2=mAg故振幅A=x1x2=0.05m=5cm(2)剪断A、B间的连线，A将做简谐运动，且在最低点的恢复力为mBg；根据简谐运动的对称性，到达最高点时恢复力大小也为mBg；据此可知弹簧对A的弹力为5N，方向向上，所以弹簧对顶部的拉力也为F=5N；再以木箱为研究对象，据平衡态可知N=Mg+F=55N由牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力大小等于55N，方向竖直向下16.平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T4s。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过9s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：（1）简谐波的波长；（2）P、Q之间的距离。【答案】（1）0.28m；（2）0.56m。【解析】【分析】根据题意P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，所以OP5/4，再根据周期计算距离；【详解】（1）由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP5/4 解得波长 28cm0.28m；（2）波速v与波长的关系为v 在t9s的时间间隔内，波传播的路程为vt。由题意有vtPQ+ 式中，PQ为P、Q间的距离。由式和题给数据，得PQ0.56m17.如图所示，在O点系着一细绳，细绳穿过小球B的通过直径的小孔，使B球能一直顺着绳子滑下来。在O点正下方有一直径为R的光滑弧形轨道，圆心位置恰好在O点，弧形轨道的最低点为O。在接近O处有另一小球A，令A、B两球同时开始无初速度释放。假如A球到达平衡位置时正好能够和B球相碰，A、B 球均可视为质点。则：(1)B球与绳之间的摩擦力与B球重力大小之比是多少？(2)比值的最小值为多少？【答案】（1） (n=0，1，2) （2）【解析】【详解】圆弧轨道运动的小球A接近O运动，故可看做