河北省石家庄市藁城区高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

河北省石家庄市藁城区高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　）
A．线圈转动的转速为25r/s
B．电流表的示数为10A
C．1s钟内线圈中电流方向改变了50次
D．0.01s时线圈平面与中性面垂直
2．下列说法中正确的是（ ）
A．物体受迫振动时，当驱动力频率为f＜固有频率f0时，系统的振幅随f增大而增大
B．简谐振动物体在四分之一周期内的路程一定等于一个振幅
C．简谐振动物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
D．物体通过平衡位置时合力一定为零
E．简谐振动的周期可能与振幅无关
3．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（　　）
A．受迫振动系统的机械能守恒
B．大桥建设中使用的调谐质量阻尼器对大桥能起到减振的效果
C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
D．物体受迫振动达到稳定后，其振动频率由驱动力频率和固有频率共同决定
二、单选题
4．一个竖直放置的光滑大圆环里套着一个小圆环，在大圆环的最低点B给小圆环一个初速度，使其做完整的圆周运动，下列说法错误的是 （ ）
A．若取不同数值，则小圆环在A、B两点的动能差恒定
B．若取不同数值，则小圆环在A、B两点对大圆环的作用力差值恒定
C．若取不同数值，则小圆环在B点一定对大圆环外表面无挤压
D．若值恒定，则小圆环通过大圆环的任意一条直径两端时动能之和恒定
5．如图是一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．物体振动的周期为2×10-2s
B．物体振动的频率为25Hz
C．t=2×10-2s时物体的速度为零
D．t=3×10-2s时物体的位移最小
6．关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．简谐运动是匀变速运动
B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
C．简谐运动的回复力可以是恒力
D．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
7．两个摆长都是的单摆A和B，摆球质量分别是和，在振动过程中A单摆的摆角为2°，B单摆的摆角为4°，那么这两个单摆的周期之比为（ ）.
A． B． C． D．
8．水平弹簧振子做简谐运动，轨迹上有A、B两点，已知振子位于A、B两点的动能EA＜EB，且A、B两点的位移方向相同。关于振子通过A、B两点的加速度aA、aB和速度vA、vB一定有（　　）
A．aA＞aB，且方向相同
B．aA＜aB，且方向相反
C．vA＞vB，且方向相同
D．vA＜vB，且方向相同
9．如图所示，在下列不同情形中将完全相同的四个光滑小球以相同速率v射出，忽略空气阻力，则（　　）
A．A球的初动能大于B球的初动能
B．B球上升到最高点的加速度为零
C．C球能上升的最大高度与A球的相等
D．D球恰好上升到最高点时的速度为
10．如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象，由图象可知( )
A．在0.1s时，由于位移为零，所以振动能量为零
B．在0.2s时，振子具有最大势能
C．在0.35s时，振子具有的能量尚未达到最大值
D．在0.4s时，振子的动能最大
11．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动．则下列说法正确的是（ ）
A．该时刻质点a不运动
B．该时刻质点b不运动
C．波沿x 轴正方向传播
D．波沿x 轴负方向传播
12．如图所示，我爱发明节目松果纷纷落中的松果采摘机利用了机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则（　　）
A．工作中，树干的振动频率可能小于采摘振动头的振动频率
B．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低
C．采摘振动头振动频率增加，落果效果越好
D．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小
三、实验题
13．如图所示为用单摆测重力加速度的实验。
(1)为了减小误差，下列措施正确的是__________
A．摆长L应为线长与摆球半径的和，且在20cm左右
B．在摆线上端的悬点处，用开有狭缝的橡皮塞夹牢摆线
C．在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线
D．计时起点和终点都应在摆球的最高点，且测不少于30次全振动的时间
(2)某同学正确操作，得到了摆长L和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T=__________，当地的重力加速度g=__________。
四、解答题
14．一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图所示。
（1）求时质点的位移；
（2）在到的振动过程中，质点的位移、速度、动能如何变化？
（3）在到时间内，质点的路程、位移各多大？
15．如图所示，弹簧振子在光滑水平面上以振幅A做简谐运动，质量为M的滑块上面放一个质量为m的砝码，砝码随滑块一起做简谐运动，已知弹簧的劲度系数为k，试求：
（1）使砝码随滑块一起振动的回复力是什么力 它跟位移成正比的比例常数k'等于多少
（2）当滑块运动到振幅一半位置时，砝码所受回复力有多大 方向如何
（3）当砝码与滑块的动摩擦因数为时，要使砝码与滑块不发生相对滑动的最大振幅为多大
16．用细长线系住一个装满细沙的漏斗做成一个沙摆，它摆动时漏出的细沙在匀速抽动的木板上便显示出沙摆的振动图像．请思考，随着细沙慢慢地流出，沙摆振动的周期会不会变化？
17．如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中管内装有一段长L=4cm的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)．开始时，开关S断开，水温为27℃，水银柱下方空气柱的长度为L0=20cm，电路中的A、B部分恰好处于水银柱的正中央．闭合开关S后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到A、B时，电路自动断开，电热丝停止加热．大气压强p0=76 cmHg．
（1）水温为多少摄氏度时电路自动断开
（2）要使电路能在水温为87℃时自动断开，应再往玻璃管中注人多高的水银柱(结果保留一位小数)
试卷第页，共页
试卷第页，共页
参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．周期T=0.02s，角速度
转速
A错误；
B．由题图乙可知交流电电流的最大值是，由于电流表的示数为有效值，故示数
B正确；
C．交流电的频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故1s钟内线圈中电流方向改变了100次，C错误；
D．0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，D正确；
故选BD。
2．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故f＜f0时，随f的增大，振幅振大，故A正确；
B．简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，要看开始时的位置，故B错误；
C．简谐振动的位移总是背离平衡位置，所以简谐振动物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，故C正确；
D．物体通过平衡位置时合力不一定为零，如单摆通过平衡位置时，合外力提供向心力。故D错误；
E．简谐振动的周期可能与振幅无关，如弹簧振子的运动。故E正确。
故选ACE。
3．BC
【解析】
【详解】
A．受迫振动系统，驱动力做功，系统的机械能不守恒，A错误；
B．大桥建设中使用的调谐质量阻尼器，将其振动频率调整至主结构频率附件，改变结构共振特点，对大桥能起到减振的效果，B正确；
C．由共振的定义可知，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，C正确；
D．物体受迫振动达到稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，D错误。
故选BC。
4．B
【解析】
【详解】
A项：由机械能守恒可知，，解得：，故A正确；
B项：在B点有：，在A点有：当较大时，，此时有：，当较小时，，解得：，故B错误；
C项：在B点，由圆周运动知识可知，大环对小环一定具有向上的弹力，即大环的内表面对小环有弹力作用，故C正确；
D项：设小环在大环上运动经过M、N两点（在大环的直径的两端点上），设MN与竖直方向连线夹角为，由机械能守恒有：
B到M点：
B到N点：
解得：，故D正确．
本题选不正确的，故应选：B．
5．B
【解析】
【详解】
A．由振动图像可知，物体振动的周期为T=4×10-2s，选项A错误；
B．物体振动的频率为
选项B正确；
C．t=2×10-2s时物体在平衡位置，此时物体的速度最大，选项C错误；
D．t=3×10-2s时物体的位移在负向最大，选项D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A. 简谐运动的加速度是不断变化的，不是匀变速运动，选项A错误；
B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，选项B正确。
C. 简谐运动的回复力F=-kx可知，回复力随位移逐渐变化，不是恒力，选项C错误；
D. 单摆只有在摆角小于5°时才能认为是简谐运动，选项D错误。
故选B。
7．A
【解析】
【详解】
单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，其周期是，可知两个单摆的周期之比为1:1。
A．。故A符合题意。
B．。故B不符合题意。
C．。故C不符合题意。
D．。故D不符合题意。
故选A。
8．A
【解析】
【详解】
由题意可知vA＜vB，根据简谐运动的特点可知xA＞xB，aA＞aB，且加速度方向相同，而vA、vB的方向可能相同，也可能相反，综上所述可知A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
A球与B球的质量相等，初速度大小相等，则初动能相等，故A错误。B球上升过程中，只受重力，加速度始终为重力加速度，所以B球上升到最高点的加速度为g，故B错误。C球和A球到达最高点时速度均为零，由机械能守恒定律有 mgh=mv02，得 h=，则知它们的最大高度相等，故C正确。由于管道对小球有支撑作用，所以D球恰好上升到最高点时的速度为零，故D错误。故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．振幅指的是振子能达到的最大位移，虽然在某些时刻位移小于振幅，但整个过程中振幅是不变的，并且在0.1s末振子的位移为零，势能为零，动能最大，故A错误；
B．在0.2 s末振子的位移最大，故动能为零，势能最大，B正确；
CD．振子系统机械能守恒，动能和势能相互转化，故振子的动能和势能之和是不变的，0.4s末振子的位移最大，故动能为零，最小，故CD错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
该时刻a质点正通过平衡位置向上振动，质点b正通过平衡位置向下振动，所以AB错误；根据走坡法可知波沿x轴正方向传播，C正确D错误．
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．工作中，树干做受迫振动，所以振动频率等于采摘振动头的振动频率。故A错误；
B．根据多普勒效应，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低。故B正确；
C． 采摘振动头振动频率增加，落果效果不一定越好。采摘振动头振动频率与树干的固有频率相同时落果效果最好。故C错误；
D． 采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅减小。故D错误。
故B正确。
13． BC
【解析】
【详解】
(1) [1]．A．摆线长度L应为线长与摆球半径的和，且在100cm左右，A错误；
B．在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线，防止摆线长度变化，B正确；
C．在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线，以确定是否做单摆运动，C正确；
D．计时起终点都应在摆球的最低点，D错误；
故选BC。
(2) [2][3]．单摆的周期
由可得
14．（1）；（2）变大，变小，变小；（3），
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题图可知，，振动方程为
带入数据得
（2）由题图可知在到的振动过程中，质点的位移变大，速度变小，动能变小。
（3）在到时间内经历个周期，质点的路程为
质点的位移为。
15．（1）滑块对砝码的静摩擦力；； （2）；方向指向平衡位置；（3）
【解析】
【详解】
（1）使砝码随着滑块一起振动，砝码所受静摩擦力是产生砝码与滑块一起变加速运动的加速度．故M对m的静摩擦力是回复力．
其大小由牛顿第二定律有：f=ma
整体法求共同加速度a，则有
它跟位移成正比的比例常数
当滑块运动到振动幅的一半位置时，回复力：
方向指向平衡位置
（3）从f=k′x，可以看出，当x增大时，f也增大，当f=fmax=μN时，有最大振动幅，
因此
fm=mam=μmg= k′AM
要使砝码与滑块不发生相对滑动的最大振幅
16．沙摆振动的周期先增大再减小
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意可知细沙慢慢地流出过程中，漏斗和沙组成的整体的重心先降低再升高，所以沙摆的摆长先增大再减小，根据周期公式
可知，沙摆的周期先增大后减小。
17．（i）330 K （ii）h ≈ 7.3 cm
【解析】
【详解】
（i）当水银柱上升到A、B处时，电路自动断开，此时空气柱长度L1 =L0 +
在此过程中空气柱的压强不变，根据盖—吕萨克定律，有
联立代入数据，解得T1 = 330 K
（ii）设注入的水银柱高度为h cm，则空气柱的压强p2 = p0 + L + h（式中压强单位为cmHg）电路自动断开时，空气柱的长度也为L1，与（i）中相比，空气柱的体积不变，根据查理定律，有
其中p1= p0 + L（式中压强单位为cmHg）
联立各式，代入数据解得h =cm ≈ 7.3 cm
试卷第页，共页
试卷第页，共页