福建省長樂高級中學(xué)2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理（理科）試題

長樂高級中學(xué)20172018學(xué)年第二學(xué)期期中考高二物理（理科）試卷一、單項選擇題（本題包括13小題，每小題3分，共39分。每小題只有一個答案符合題意）1.關(guān)于機械振動和機械波下列敘述正確的是（）A.有機械振動必有機械波 B.在波的傳播中，振動質(zhì)點隨波的傳播發(fā)生遷移C.有機械波必有機械振動 D.在波的傳播中，波的傳播方向就是振源的振動方向【答案】C【解析】【詳解】A、C有機械波一定有機械振動，有機械振動不一定有機械波，還需要有傳播振動的介質(zhì),故A錯誤，C正確；B項：在波的傳播中，振動質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波的傳播發(fā)生遷移，故B錯誤；D項：波在均勻介質(zhì)中勻速傳播，而振源做簡諧運動，如果是橫波，兩者相互垂直，故D錯誤．點晴：機械波形成要有兩個條件：一是機械振動，二是傳播振動的介質(zhì)．有機械振動才有可能有機械波，波的傳播速度與質(zhì)點振動速度沒有直接關(guān)系．2.關(guān)于波的衍射，下列說法中錯誤的是（）A.一切波任何情況下都有衍射現(xiàn)象B.只有橫波才能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，縱波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象C.“聞其聲而不見其人”是波的衍射現(xiàn)象D.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象【答案】B【解析】【詳解】A、B項：衍射是波特有的現(xiàn)象，所以一切波都會發(fā)生反射和衍射現(xiàn)象，故A正確，B錯誤；C項：“聞其聲而不見其人”是波的繞過障礙物而傳播，所以為波的衍射現(xiàn)象，故C正確；D項：據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件知，當(dāng)障礙物的尺寸比波長大很多時，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確．3.關(guān)于簡諧運動，下列說法中正確是（）A.回復(fù)力總是指向平衡位置B.物體在平衡位置受到的合力一定為零C.加速度和速度方向總跟位移的方向相反D.做簡諧運動的物體如果位移越來越小，則加速度越來越小，速度也越來越小【答案】A【解析】【詳解】A項：簡諧運動中，回復(fù)力總是指向平衡位置，大小為F=kx，故A正確；B項：物體通過平衡位置時回復(fù)力為零，合外力不一定為零，如單擺做簡諧運動經(jīng)過平衡位置時，合外力不為零，故B錯誤；C項：加速度與位移關(guān)系為：，加速度的方向與位移方向相反；但速度的方向有時與位移方向相反或相同，故C錯誤；D項：加速度與位移關(guān)系為：可知，位移越來越小，加速度越來越小，速度越來越大，故D錯誤．4.如圖所示,在一根繃緊的橫繩上掛幾個擺長不等的單擺,其中A．E的擺長相等,A擺球的質(zhì)量遠大于其他各擺,當(dāng)A擺振動起來后,帶動其余各擺球也隨之振動起來,達到穩(wěn)定后,以下關(guān)于各擺的振動，說法正確的是（）A.各擺振動的振幅都相等B.各擺振動的周期都相等C.B．C．D．E四擺中,C擺的振幅最大D.B．C．D．E四擺中,C擺振動的周期最大【答案】B【解析】【詳解】BD．A擺振動起來后，使得B、C、D、E做受迫振動，振動的頻率都等于A振動的頻率．所以各擺振動的周期都相等，B正確D錯誤；AC．E擺的擺長與A擺相等，則固有周期相等，即固有頻率相等．可見，受迫振動的頻率和E擺振動的頻率相等，發(fā)生共振，振幅最大，AC錯誤。故選B。5.如圖所示，彈簧振子在A、B之間做簡諧運動，O為平衡位置，A、B間的距離為20cm，由A運動到B的最短時間為1s，則下述說法正確的是（）A.從O到A再到O振子完成一次全振動B.振子的周期是1s，振幅20cmC.振子完成兩次全振動所通過的路程是40cmD.從O點開始經(jīng)過2s時，振子對平衡位置的位移為零【答案】D【解析】【詳解】A項：從0到A再到O振子完成半個全振動，故A錯誤；B項：從A運動到B的最短時間為1s，為半個周期，則周期為2s，振幅A=10cm，故B錯誤；C項：振子完成一次全振動通過的路程是4A，故振子完成三次全振動所通過的路程是：S=2×4A=12A=8×10cm=80cm；故C錯誤；D項：從O開始經(jīng)過2s時，剛好完成一個全振動，振子回到O點，故振子對平衡位置的位移為零，故D正確．點晴：本題考查對簡諧運動的周期、振幅的理解和判別能力．對于簡諧運動質(zhì)點通過的路程，往往一個周期通過4A去研究．6.如圖所示，AB為半徑R=2m的一段光滑圓糟，A、B兩點在同一水平高度上，且AB弧長10cm。將一小球從A點由靜止開始釋放，則它第一次運動到B點所用時間為（）A. B. C.π D.2π【答案】C【解析】【詳解】小球由A點釋放，小球的運動相當(dāng)于單擺運動，單擺周期為，小球從A點由靜止開始釋放，則它第一次運動到B點所用時間為半個周期，即。故選C。7.如圖所示是一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖線，下列說法正確的是（）A.第1秒內(nèi)質(zhì)點的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽蹷.第2秒內(nèi)質(zhì)點做減速運動C.t=3s時加速度為負的最大值,速度為零D.t=4s時速度為正的最大值，加速度為零【答案】D【解析】【詳解】A項：第1秒內(nèi)質(zhì)點的位移增大，遠離平衡位置，速度減小，動能減小，動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，故A錯誤；B項：第2秒內(nèi)質(zhì)點的位移減小，向平衡位置靠近，速度增大做加速運動，故B錯誤；C項：第3秒末質(zhì)點的位移是負向最大，速度為零，而加速度為正向最大，故C錯誤；D項：第4秒末質(zhì)點的位移為零，速度正向最大，而加速度為零，故D正確．點晴：由振動圖象直接讀出質(zhì)點的位移變化，當(dāng)質(zhì)點處于平衡位置時，速度最大，加速度為零；當(dāng)質(zhì)點處于最大位移處時，速度為零，加速度最大；根據(jù)位移的變化，判斷質(zhì)點的位移變化，判斷速度的變化．8.如圖所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.若增大擺長，共振曲線的“峰”將向右移動B.若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動C.擺長約為10cmD.發(fā)生共振時單擺的周期為1s【答案】B【解析】【詳解】AB．單擺的頻率公式，當(dāng)擺長增大時，單擺的固有頻率減小，產(chǎn)生共振的驅(qū)動力頻率也減小，共振曲線的“峰”向左移動．故A錯誤，B正確．CD．由共振曲線可知：當(dāng)驅(qū)動力頻率f=0.5Hz時產(chǎn)生共振現(xiàn)象，則單擺的固有頻率f=0.5Hz．周期T=2s，根據(jù)，得擺長為1m，故CD錯誤；故選B9.如圖所示，實線和虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰與波峰相遇點，下列說法中不正確的是(

)A.該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置B.P、N兩點始終處于平衡位置C.M點振幅為單個波引起的振幅的2倍D.從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置【答案】A【解析】【詳解】由圖知O點是波谷和波谷疊加，該時刻質(zhì)點O正處在波谷位置，A錯誤；P、N兩點是波谷和波峰疊加，由于振幅相同，位移始終為零，即處于平衡位置，B正確；M點是振動加強點，則M點振幅為單個波引起的振幅的2倍，選項C正確；因該時刻M點在波峰位置，則從該時刻起，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點M到達平衡位置，D正確；此題選擇不正確的選項，故選A.點睛：介質(zhì)中同時存在幾列波時，每列波能保持各自的傳播規(guī)律而不互相干擾．在波的重疊區(qū)域里各點的振動的物理量等于各列波在該點引起的物理量的矢量和．10.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t=0時的波形圖，虛線為t=0.5s時的波形圖．關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是（）A.波長一定為2mB.頻率一定為1.5HzC.波速可能為6m/sD.t=1s時，x=1m處的質(zhì)點處于波峰【答案】C【解析】【詳解】A.由圖象可知，波長為λ=4m，故A錯誤；BC.由題意知：，所以周期為，當(dāng)n=0時，，波速為：，頻率，所以頻率可能為1.5Hz，波速可能為6m/s，故B錯誤，C正確；D.t=0時x=1m處的質(zhì)點位于波峰，經(jīng)t=1s，即經(jīng)過1.5個周期，該質(zhì)點位于波谷，故D錯誤．故選C11.如圖為沿x軸正向傳播的簡諧橫波在某時刻波形圖，波速2.0m/s，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸負方向B.經(jīng)過Δt=4s，質(zhì)點Q通過的路程是0.40mC.經(jīng)過Δt=4s，質(zhì)點P將向右移動8.0mD.該簡諧橫波的周期為4s【答案】AB【解析】【詳解】A．由波向x軸正向傳播，根據(jù)“上下坡法”可知，質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸負方向，A正確；D．由圖知波長，得D錯誤；B．由圖知振幅，經(jīng)過Δt=4s質(zhì)點Q振動兩個周期，路程B正確；C．波傳播過程中質(zhì)點在各自平衡位置附近振動，并不隨波遷移，C錯誤；故選AB。12.如圖a所示為一單擺及其振動圖象，若擺球從E指向G為正方向，由圖b可知，下列說法正確的是（）A.圖中A點對應(yīng)著單擺中的E點B.單擺擺球連續(xù)兩次經(jīng)過同一位置時，加速度的方向發(fā)生了變化C.一周期內(nèi)，勢能增加且速度方向為正的時間范圍是1.5s到2s時間段D.一周期內(nèi),加速度為正且減小，并與速度同方向的時間范圍是1.5s到2s時間段【答案】D【解析】【詳解】A.圖中的A位于正向最大位移，對應(yīng)單擺中的G點，故A錯誤；B.根據(jù)加速度與位移的關(guān)系：可知，單擺擺球連續(xù)兩次經(jīng)過同一位置時，加速度的方向不變，故B錯誤；C.能增加說明擺球正在遠離平衡位置，且速度為正，即正在由E向G運動，對應(yīng)的時間為0～0.5s，故C錯誤；D.加速度為正說明回復(fù)力是向右的，則應(yīng)該位于平衡位置的左側(cè)，即位移為負，又加速度在減小，說明回復(fù)力在減小，正在靠近平衡位置，即正在由F向E運動，對應(yīng)的時間為1.5s～2.0s，故D正確．故選D。13.如圖所示，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是彈性介質(zhì)中一些質(zhì)點的平衡位置，相鄰兩質(zhì)點的平衡位置間的距離都是0.1m。質(zhì)點A從時刻開始沿y軸正方向（豎直向上）做簡諧運動，振幅為5cm，經(jīng)過0.1s，質(zhì)點A第一次到達最大位移處，此時波恰好傳到質(zhì)點C，則下列說法正確的是（）A.時刻的波形如圖所示B.時刻，質(zhì)點E已運動的路程為20cmC.時刻質(zhì)點E正好處在其平衡位置的正下方且向平衡位置運動D.時刻質(zhì)點K第一次出現(xiàn)波谷【答案】D【解析】【詳解】B．質(zhì)點A第一次到達最大位移處，周期是。波形傳到E的時間為0.2s，在時刻，質(zhì)點E已振動可知E點運動的路程是兩個振幅，即為10cm，故B錯誤；A．由圖知，波長為，介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向均豎直向上，由波向右傳播可知，時刻波傳到質(zhì)點I處，但I質(zhì)點的起振方向應(yīng)豎直向上，而圖示時刻質(zhì)點I的振動方向向下，可知圖示時刻不是0.4s時刻的波形，故A錯誤；C．E質(zhì)點的起振方向應(yīng)豎直向上，時刻質(zhì)點E正好處在其平衡位置的正下方且向波谷運動，故C錯誤；D．時刻，質(zhì)點K已振動了而質(zhì)點K的起振方向豎直向上，則知時刻質(zhì)點K第一次出現(xiàn)波谷，故D正確。故選D。二、多項選擇題（共3小題，每小題5分，計15分，選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0）14.下列說法中正確的是（）A.當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時波長一定會變長B.在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度就是波的傳播速度C.火車鳴笛向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高D.因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，所以聲波很容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象E.干涉現(xiàn)象是波的特征，因此任何兩列波相遇時都會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象【答案】ACD【解析】【詳解】A.當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時頻率不變，波速變大，由v=λf知波長變長，故A正確；B.在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點僅在自己的平衡位置附近做往復(fù)振動，某個質(zhì)點的振動速度與波的傳播速度沒有關(guān)系，故B錯誤；C.火車鳴笛向我們駛來時，距離變小，由多普勒效應(yīng)知，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高，故C正確；D.產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為障礙物或者孔的尺寸與波長相差不多或者小于波長，而聲波的波長范圍在1.7cm到17m之間，可知聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，所以聲波很容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故D正確；E.干涉現(xiàn)象是波的特征，只有頻率相同，相位恒定的兩列波相遇才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，故E錯誤。故選ACD.點晴：干涉與衍射均是波的特性，穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象必須是頻率完全相同，而明顯的衍射現(xiàn)象必須是波長比阻礙物尺寸大得多或相差不大。15.如圖所示為一列簡諧橫波在t0時刻的波形圖，已知波速為0.2m/s，以下說法正確的是（）A.波源的振動周期為0.6sB.在t0時刻，質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的加速度小C.經(jīng)過0.1s，質(zhì)點a通過的路程為10cmD.若質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，則波沿x軸負方向傳播E.若該波沿x軸正方向傳播，在t0時刻c質(zhì)點的運動方向垂直x軸向上【答案】BDE【解析】【詳解】A.由波形圖可知，波長=8cm，又因為波速v=0.2m/s，故波源的周期故A錯誤；B.在t0時刻，質(zhì)點a距平衡位置的距離較b小，a受到的回復(fù)力較b小，所以質(zhì)點a的加速度比質(zhì)點b的加速度小，故B正確；C.經(jīng)過0.1s，即經(jīng)過1/4周期，質(zhì)點a若向上運動，則通過的路程將大于10cm；若向下運動，則通過的路程將小于10cm，故C錯誤；D.若質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置，說明質(zhì)點a向上振動，根據(jù)振動與波傳播的規(guī)律可知，波沿x軸負方向傳播，故D正確；E.若該波沿x軸正方向傳播，由“同側(cè)法”可得，在t0時刻c質(zhì)點的運動方向垂直x軸向上，故E正確。故選BDE.16.圖（a）為一列波在t=2s時的波形圖，圖（b）是平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點的振動圖像，P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點，下列說法正確的是（）A.波速為0.5m/sB.波的傳播方向向右C.時間內(nèi)，P運動的路程為8cmD.時間內(nèi)，P向y軸正方向運動E.當(dāng)t=7s時，P恰好回到平衡位置【答案】ACE【解析】【詳解】A．由圖（a）可知該簡諧橫波的波長為λ=2m，由圖（b）知周期為T=4s，則波速為故A正確；B．根據(jù)圖（b）振動圖像可知，x=1.5m處的質(zhì)點在t=2s時振動方向向下，所以該波向左傳播，故B錯誤；C．由于t=2s=0.5T所以時間內(nèi)，質(zhì)點P的路程為S=2A=8cm故C正確；D．由圖（a）可知t=2s時，質(zhì)點P在波谷，t=2s=0.5T，所以可知時間內(nèi)，P向y軸負方向運動，故D錯誤；E．t=2s時，質(zhì)點P在波谷則t=7s時，P恰回到平衡位置，E正確。故選ACE。三、實驗題（每空3分，共12分）17.某同學(xué)在“用單擺測重力加速度”的實驗中進行了如下的操作；乙(1)用游標尺上有10個小格的游標卡尺測量擺球直徑如圖(甲)所示，擺球直徑為_____mm．把擺球用細線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L．(2)用秒表測量單擺的周期．當(dāng)單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為n＝0，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n＝60時秒表的示數(shù)如圖(乙)所示，那么秒表讀數(shù)是___s．(3)測量出多組周期T、擺長L數(shù)值后，畫出T2－L圖象如圖(丙)，此圖線斜率的物理意義是（）A．gB.C.D.(4)與重力加速度的真實值比較，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果偏小，分析原因可能是（）A．振幅偏小B．將擺線長當(dāng)成了擺長C．把擺線長加上小球直徑做為擺長．D.開始計時誤記為n＝1【答案】①.20.6mm②.111.4s③.C④.B【解析】【詳解】(1)游標尺上總共是10個小格長9mm，每一格0.9mm，與主尺上的一格相差0.1mm，所以精確度為0.1mm．主尺讀數(shù)為20mm，游標尺讀數(shù)為0.1×6mm=0.6mm，所以最終讀數(shù)為20.6mm；(2)由圖示秒表可知，秒表示數(shù)為：t=1.5min+21.4s=111.4s；(3)由單擺周期公式：可得：則T2L圖象的斜率：，故應(yīng)選C；(4)由單擺周期公式：，可得：A.重力加速度與單擺的振幅無關(guān)，振幅偏小不會影響重力加速度的測量值，故A錯誤；B.將擺線長當(dāng)成了擺長，所測擺長偏小，根據(jù)可知，所測重力加速度偏小，故B正確；C.把擺線長加上小球直徑做為擺長，，所測擺長偏大，根據(jù)可知，所測重力加速度偏大，故C錯誤；D.開始計時誤記為n=1，所測周期T偏小，由可知，所測重力加速度偏大，故D錯誤．故選B。四、計算題：（共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的步驟，只寫最后答案不得分。有數(shù)值計算的題，答案應(yīng)明確寫出數(shù)值和單位，答案請?zhí)顚懺诖痤}卷中）18.有一彈簧振子在水平方向上的BC之間做簡諧運動，已知BC間的距離為20cm，振子在2s內(nèi)完成了10次全振動。若從某時刻振子經(jīng)過平衡位置時開始計時（t＝0），經(jīng)過周期振子到達正向最大位移處。（1）求振子的振幅和周期；（2）在圖中作出該振子的位移－時間圖象；（3）寫出振子的振動表達式?！敬鸢浮浚?）10cm，0.2s；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）彈簧振子在BC之間做簡諧運動，故振幅有解得振子在2s內(nèi)完成了10次全振動，振子的周期為（2）振子從平衡位置開始計時，故t=0時刻，位移是0，經(jīng)過周期振子到達正向最大位移處，故如圖所示（3）設(shè)振子的表達式為（cm）根據(jù)題意可知振子從平衡位置開始，又因為過周期振子達到正向最大位移處，則故振子表達式有19.