青海省大通县朔山中学高二年级物理学科培优学情调研
时间：75分钟 满分：100
班级：________ 姓名：________ 成绩：________
一、单选题（共7小题,每题4分，共28分）
在利用单摆测定重力加速度的实验中，下列说法正确的是（ ）
A.把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
【正确答案】 C
【答案解析】A、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5°，把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，单摆的运动不是简谐运动，故A错误；
B、测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，故B错误；
C、由单摆周期公式：可知：，用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，单摆摆长L偏大，由可知，所测重力加速度偏大，故C正确；
D、单摆在运动过程中要受到空气阻力作用，为减小实验误差应选择质量大而体积小，即密度大的球作为摆球，故D错误；
故选：C。
一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知( )
A.振幅为4m，频率为0.25Hz
B.t=1s时速度为零，但质点所受的合外力为最大
C.t=2s时质点具有正方向最大加速度
D.该质点的振动方程为x=2sin(t)
【正确答案】 C
【答案解析】A、由图读出：振幅为2cm，周期为T=4s，则频率，故A错误；
B、t=1s时质点的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，由F=-kx知，质点所受的合外力为零，故B错误；
C、t=2s时质点的位移为负向最大，由知，质点此时具有正方向最大加速度，故C正确；
D、该质点的振动方程为；故D错误；
故选：C
关于机械波，下列说法正确的是( )
①机械波可在真空中传播 ②在波传播过程中，介质质点没有运动
③在波传播过程中，介质质点可能沿传播方向运动
④在波传播过程中，介质质点可能沿垂直于传播方向运动
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【正确答案】 D
【答案解析】答案：D
解析：由波的传播特点分析可知③④。
甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知( )
A.t=2s时，甲的回复力为0，乙的速度为0 B.t=4s时，甲、乙的速度方向相同
C.甲、乙两个摆的振幅之比是4：1 D.甲、乙两个摆的摆长之比是2：1
【正确答案】 A
【答案解析】A、t=2s时，甲在平衡位置，回复力为0，乙在最高点，速度为0，故A正确；
B、t=4s时，甲从平衡位置向上振动，乙从平衡位置向下振动，速度方向相反，故B错误；
C、由图像知A甲=2cm，A乙=1cm， ，故C错误；
D、甲摆的周期T1=4s，乙摆的周期为T2=8s，根据周期公式得，，故D错误；
故选：A。
如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，由该图线可知( )
A.该单摆的摆长约为10cm B.该单摆的摆长约为1m
C.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动
D.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向上移动
【正确答案】 B
【答案解析】AB、由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz。
由单摆的频率公式，得摆长≈1m，故A错误，B正确。
CD、由单摆的频率公式 ，当摆长增大时，单摆的固有频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动，故CD错误。
故选：B。
一列简谐横波沿x轴方向传播，传播速度为10m/s，振幅为10cm。图甲为图乙中质点P的振动图像，图乙是t=0.22s时刻波的图像。则( )
A.该波沿x轴负方向传播 B.质点P平衡位置的坐标x=0.2m
C.图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置
D.从图乙时刻再过1.26s，质点P通过的路程s=2.1m
【正确答案】 B
【答案解析】A．由图乙可知，波长为λ=2.4m
由可知T=0.24s
则在t=0.22s，由图甲可知，P在y轴正半轴，且向平衡位置移动，则根据“上坡下”可知该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．P不随波的传播改变其在x轴上的横坐标，则由图乙可知
解得x=0.2m
故B正确；
C．根据“上坡下”可知，P向平衡位置移动，而Q远离平衡位置，则质点P先回到平衡位置，故C错误；
D．从图乙时刻再过1.26s，则
5个完整周期的路程为s1=5×4A=5×4×10cm=200cm
在剩下的 相对于图像乙向右平移 ，则平移后P的纵坐标为
则质点P通过的路程为
故D错误。
故选：B。
如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是18m/s，则波长和频率分别是( )
A.3cm；200Hz B.6cm；300Hz C.9cm；400Hz D.12cm；50Hz
【正确答案】 B
【答案解析】由波形图可知该波的波长λ=6cm.由v=λ·f，得.故正确选项为B.
故选B.
二、多选题（共4小题,每题6分，共24分）
机械波在传播过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点在振动的同时还要随波一起向前迁移
【正确答案】 A B C
【答案解析】A、机械波在传播过程中，各质点都在各自 的平衡位置附近振动，不随波迁移。故A正确。
B、根据波向前传播的特点，前面的质点带动后面的质点振动，相邻质点间必有相互作用力，故B正确。
C、机械波由产生的地方由近及远向前传播，前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点，故C正确。
D、各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。故D错误。
故选：ABC。
图甲中的B超成像的基本原理是：探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图乙为血管探头在血管中沿x轴正方向发送的简谐超声波的图象，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107Hz，下列说法正确的是（ ）
A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s
B.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C.0～1.25×10﹣7s内质点M的路程为2mm
D.t＝1.5×10﹣7s时质点N恰好处于波谷
【正确答案】 A C D
【答案解析】解：A、根据图象读出波长为：λ＝14×10﹣2mm＝1.4×10﹣4m，由v＝λf得波速为：v＝λf＝1.4×10﹣4×1×107＝1400m/s，故A正确。
B、由图可知，波的最前沿传播的是波谷，所以M点开始振动的方向沿y轴负方向，故B错误。
C、波的传播周期 ，1.25×10﹣7s＝1.25T，则质点M的路程s＝1.25×4A＝2mm，故C正确。
D、由图可知，波传播过程中，离N点的最近的波谷与N点之间的距离为：x＝35mm﹣14mm＝21mm＝0.021m。波谷传播到达N的时间为： ，故此时质点N恰好处于波谷，故D正确。
故选：ACD。
一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m．图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．从图示可知( )
A.此列波的频率一定是10Hz
B.此列波的波长一定是0.1m
C.此列波的传播速度可能是34m/s
D.a点一定比b点距波源近
【正确答案】 A C
【答案解析】A、由图读出周期为T=0.1s，则此波的频率为，故A正确；
B、C波从a传到b的时间为t=(0.1n+0.03)s，波速为，(n=0，1，2…)，当n=1时，波速为34m/s，波长为，n是整数，λ不可能等于0.1m．故B错误，C正确．
D、由图不能断定波长一定是0.1m，也无法确定哪一点距波源近一些，故D错误
故选AC
如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，小店让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，之后在斜面上做简谐运动，在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为mgsin，则( )
A.简谐运动的振幅为 B.简谐运动的振幅为
C.B对C的最大弹力 D.B对C的最大弹力
【正确答案】 B D
【答案解析】当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态，
由kx=2mgsinθ可知，平衡位置时弹簧的形变量为，处压缩状态；
当B对C弹力最小时，对B分析，则有；故弹簧应伸长达最大位移处，此时形变量，此时弹簧处于伸长状态；
故简谐运动的振幅为；故B正确，A错误；
当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为；
此时弹力为；
B对C的弹力为；故C错误，D正确；
故选BD．
三、实验题（组）（共2小题,共14分）
某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（8分）
(1) 下列关于单摆实验的操作，正确的是 _______。（2分）
A.摆球运动过程中摆角应大于30° B.摆球到达平衡位置时开始计时
C.摆球应选用泡沫小球 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
【正确答案】 B D
【答案解析】A、摆球运动过程中摆角大于30°，不能看成简谐运动，故A错误；
B、在平衡位置摆球的速度最大，计时比较准确，故B正确；
C、摆球选用泡沫小球，在摆动中受空气阻力较大，故C错误；
D、摆球不在同一竖直平面内摆动，将成为圆锥摆，不是单摆，所以要保证摆球在同一竖直平面内摆动，故D正确。
故选：BD。
(2) 正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细线与摆球连接点的长度l'=0.9870m,再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图1所示，则该摆球的直径为 _______mm,单摆摆长l=_______m。
（4分）
【正确答案】 12.0、0.9930；
【答案解析】游标卡尺的精度为0.1mm。主尺的读数为12mm,游标尺的读数为0.1mm×0=0，该摆球的直径为12mm+0.1mm×0=12.0mm,单摆的摆长为：L=0.9870m+mm=0.9930m。
(3) 实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2-l图像，如图2所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），可求出g=_______。（2分）
【正确答案】 （x2-x1）。
【答案解析】根据单摆的周期公式T=2π，变形得到：T2=l,有y1=x1，y2=x2，联立解得：g=（x2-x1）。
（6分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测得单摆摆角小于，完成n全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，用螺旋测微器测得摆球直径为d．
(1) 用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式g=_______．（2分）
【正确答案】
【答案解析】解：单摆周期，单摆摆长，由单摆周期公式，
联立可得重力加速度为：
(2) 从图可知，摆球直径d的读数为_____mm．（2分）
【正确答案】 5.980
【答案解析】解：由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为5.5mm，
可动刻度示数为48.0×0.01mm=0.480mm，
则螺旋测微器的示数为5.5mm+0.480mm=5.980mm
(3) 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大，其原因可能是____.（2分）
A.悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B.单摆所用摆球质量太大
C.把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间
D.以摆线长作为摆长来计算．
【正确答案】 C
【答案解析】解：A、悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，故L的测量值偏小；根据，重力加速度的测量值偏小，故A错误；
B、根据，重力加速度的测量值与摆球质量无关，故B错误；
C、把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间，周期测量值偏小；根据，重力加速度的测量值偏大，故C正确；
D、以摆线长作为摆长来计算，则L的测量值偏小；根据，重力加速度的测量值偏小，故D错误；
故选：C
四、计算题（组）（共3小题,共34分）
（6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是这列波在t=0时刻的波形图，图乙是波上某质点的振动图像。求：
（4分）
(1) 振幅和波长；（3分）
【正确答案】 由图可知，振幅和波长分别为A=10cm,λ=0.8m
【答案解析】根据波形图直读振幅和波长；
(2) 这列波的传播速度。（3分）
【正确答案】 波的传播速度为
【答案解析】根据v＝ 求波的传播速度。
（14分）如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量M=3kg的小球悬挂在A点。质量m=10g的玩具子弹，以v0=20m/s的速度射向小球，与小球碰撞后，又以v1=10m/s的速度弹回。已知绳长为L=1m，g取10m/s2，π2=10。求：
(1) 碰撞后瞬间小球达到的速度v2。（4分）
【正确答案】 以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒：mv0=-mv1+Mv2
解得：v2=0.1m/s
方向水平向右。
【答案解析】根据子弹和小球组成的系统动量守恒，即可求出碰撞后瞬间小球达到的速度；
(2) 碰撞过程中系统发的热。（3分）
【正确答案】 对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒：
解得碰撞过程中系统发的热：Q=1.485J
【答案解析】由机械能守恒定律求出碰撞过程中系统发的热；
(3) 碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。（3分）
【正确答案】 碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律：
解得最高点相对于A点的高度：h=5×10-4m
【答案解析】碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律求出高度；
(4) 从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。（4分）
【正确答案】 由于最高点的高度和绳长相比h L，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式： 解得：
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间：
【答案解析】小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式即可求出时间。
（14分）一简揩横波从波源沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，波刚好传到质点b。图乙表示x=2m处的质点a的振动图像。求：
(1) 质点a在0.35s时到平衡位置的距离及0～0.35s时间内通过的路程（计算结果保留2位有效数字）；（7分）
【正确答案】 （1）由波动图像和质点a的振动图像可得a点的振动方程为y=0.2sin(ωt+φ)m，，φ=π
可根据振动方程得到t=0.35s时，y=0.14m
在0.35s时间内质点a的振动，则a点通过的路程为4A-y=0.66m；
【答案解析】本题波形图与质点振动图像条件充足，可得知a点振动方程，将时间t=0.35s带入可知质点位置，进而可求解0.35s内的路程。
(2) 从t=0时刻开始再经多长时间甲图中x=7.5m处的质点c（图中未标出）运动路程达到0.4m。（7分）
【正确答案】 （2）此波传播速度为=10m/s
设从t=0时刻开始传到题图甲中x=7.5m处的c点所用的时间为t1，L= 7.5m-4m=3.5m，c点通过的路程为0.4m，所用时间t2=0.2s则经过时间为t=t1+t2=0.55s
【答案解析】质点c在t=0时刻并未振动，需要求解波传到c点的时间t1，由质点振动周期及振幅可知c点路程为0.4m所需时间t2为0.2s。所用时间为t1、t2之和。
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第4页青海省大通县朔山中学高二年级物理学科培优学情调研
时间：75分钟 满分：100
班级：________ 姓名：________ 成绩：________
一、单选题（共7小题,每题4分，共28分）
在利用单摆测定重力加速度的实验中，下列说法正确的是（ ）
A.把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知( )
A.振幅为4m，频率为0.25Hz
B.t=1s时速度为零，但质点所受的合外力为最大
C.t=2s时质点具有正方向最大加速度
D.该质点的振动方程为x=2sin(t)
关于机械波，下列说法正确的是( )
①机械波可在真空中传播 ②在波传播过程中，介质质点没有运动
③在波传播过程中，介质质点可能沿传播方向运动
④在波传播过程中，介质质点可能沿垂直于传播方向运动
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知( )
A.t=2s时，甲的回复力为0，乙的速度为0
B.t=4s时，甲、乙的速度方向相同
C.甲、乙两个摆的振幅之比是4：1
D.甲、乙两个摆的摆长之比是2：1
如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，由该图线可知( )
A.该单摆的摆长约为10cm B.该单摆的摆长约为1m
C.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动
D.若增大摆长，共振曲线的“峰”将向上移动
一列简谐横波沿x轴方向传播，传播速度为10m/s，振幅为10cm。图甲为图乙中质点P的振动图像，图乙是t=0.22s时刻波的图像。则( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.质点P平衡位置的坐标x=0.2m
C.图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置
D.从图乙时刻再过1.26s，质点P通过的路程s=2.1m
如图所示是某一时刻的波形图象，波沿x轴正方向传播，波速是18m/s，则波长和频率分别是( )
A.3cm；200Hz B.6cm；300Hz C.9cm；400Hz D.12cm；50Hz
二、多选题（共4小题,每题6分，共24分）
机械波在传播过程中，下列说法中正确的是（ ）
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点在振动的同时还要随波一起向前迁移
图甲中的B超成像的基本原理是：探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图乙为血管探头在血管中沿x轴正方向发送的简谐超声波的图象，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107Hz，下列说法正确的是（ ）
A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s
B.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C.0～1.25×10﹣7s内质点M的路程为2mm
D.t＝1.5×10﹣7s时质点N恰好处于波谷
一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m．图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．从图示可知( )
A.此列波的频率一定是10Hz B.此列波的波长一定是0.1m
C.此列波的传播速度可能是34m/s D.a点一定比b点距波源近
如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，小店让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，之后在斜面上做简谐运动，在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为mgsin，则( )
A.简谐运动的振幅为 B.简谐运动的振幅为
C.B对C的最大弹力 D.B对C的最大弹力
三、实验题（组）（共2小题,共14分）
（8分）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
(1) 下列关于单摆实验的操作，正确的是 _______。（2分）
A.摆球运动过程中摆角应大于30° B.摆球到达平衡位置时开始计时
C.摆球应选用泡沫小球 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
(2) 正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细线与摆球连接点的长度l'=0.9870m,再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图1所示，则该摆球的直径为 _______mm,单摆摆长l=_______m。（4分）
（
(3) 实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2-l图像，如图2所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），可求出g=_______。（2分）
（6分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测得单摆摆角小于，完成n全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，用螺旋测微器测得摆球直径为d．
(1) 用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式g=_______．（2分）
(2) 从图可知，摆球直径d的读数为_____mm．（2分）
(3) 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大，其原因可能是____.（2分）
A.悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B.单摆所用摆球质量太大
C.把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间
D.以摆线长作为摆长来计算．
四、计算题（组）（共3小题,共34分）
（6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是这列波在t=0时刻的波形图，图乙是波上某质点的振动图像。求：
(1) 振幅和波长；（3分）
(2) 这列波的传播速度。（3分）
（14分）如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量M=3kg的小球悬挂在A点。质量m=10g的玩具子弹，以v0=20m/s的速度射向小球，与小球碰撞后，又以v1=10m/s的速度弹回。已知绳长为L=1m，g取10m/s2，π2=10。求：
(1) 碰撞后瞬间小球达到的速度v2。（4分）
(2) 碰撞过程中系统发的热。（3分）
(3) 碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。（3分）
(4) 从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。（4分）
（14分）一简揩横波从波源沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，波刚好传到质点b。图乙表示x=2m处的质点a的振动图像。求：
(1) 质点a在0.35s时到平衡位置的距离及0～0.35s时间内通过的路程（计算结果保留2位有效数字）；（7分）
(2) 从t=0时刻开始再经多长时间甲图中x=7.5m处的质点c（图中未标出）运动路程达到0.4m。（7分）
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