海南州高级中学2024—2025学年第二学期月考考试卷
高二物理(100分)
一、单选题
1.简谐运动属于下列哪种运动( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀变速运动 D.非匀变速运动
2.如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( )
A.若位移为负值,则加速度一定为负值
B.小球通过平衡位置时,速度为零,位移最大
C.小球每次经过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同
D.小球每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同
3.用手机和轻弹簧制作的一个振动装置如图甲所示,以竖直向上为正方向,从某时刻开始记录手机的振动情况,振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.0.4 s时与0.6 s时,手机的速度相同
B.0.6 s时与0.8 s时,手机的回复力相同
C.0.1 s~0.3 s内,手机的速度方向与加速度方向相反
D.0.7 s~1.1 s内,手机处于超重状态
如图所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图像,下列说法正确的是( )
振幅为2cm B.周期为2s
C.频率为0.5Hz D.时刻弹簧振子的速度最大
5.如图所示,四个相同的小球分别用轻绳固定在同一个水平直杆上,其中.现球在频率为的驱动力作用下做简谐运动,下列说法正确的是( )
A.球的振幅最大
B.球的振幅最小
C.球的固有频率最大
D.4个小球运动的频率均为
6.有关纵波与横波的说法正确的是( )
A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同
B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直
C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
D.纵波只能在液体、气体中传播
7.如题图甲所示,某水上游乐场最新引入了一种创新型水上蹦床设施,游客在蹦床上规律地跳动时,水面被激出一圈圈水波,若不考虑能量损失,水面为均匀介质,波源位于O点,水波在xOy水平面内传播,波面呈现为圆形。t=1s时刻,部分波面的分布情况如图乙所示,其中虚线表示波谷,实线表示相邻波峰。A处质点的振动图像如图丙所示,z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是( )
A.水波的波长为2m
B.水波的波速为1m/s
C.t=3s时A处质点所受回复力最小
D.t=3s时B处质点处在平衡位置
8.某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动,下列选项正确的是( )
A.振幅为
B.周期为
C.时,质点的速度为负的最大值
D.时,质点的加速度为正的最大值
9.两个摆长相同的甲乙单摆,摆球质量之比为,在不同地域振动,当甲摆振动4次的同时,乙摆恰振动5次,则( )
A.甲乙两摆的振动周期之比为
B.甲乙两摆的振动周期之比为
C.甲乙两摆所在地域重力加速度之比为
D.甲乙两摆所在地域重力加速度之比为
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻位于处的波源开始振动,当时,波源第3次到达正向最大位移处,此时平衡位置位于的质点Q刚要起振,P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5 cm,下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向沿y轴负方向
B.波的波长为3.6 m
C.波的振幅为
D.质点P在至时间内通过的路程为
二、实验题
11.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验:
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径 。
(2)测单摆周期时,应该从摆球经过 (填“最低点”或“最高点”)时开始计时。
(3)如果实验测得的值偏小,可能的原因是___________。
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动数记为50次
(4)某同学为了提高实验精度,在实验中改变几次摆长,并测出相应的周期T,算出的值,再以为横轴、为纵轴建立直角坐标系,将所得数据描点连线如图,并求得该直线的斜率为k。则重力加速度 (用k表示)
(5)另一小组同学用单摆测重力加速度后,也使用(4)的做法。作出的图像用斜率算出重力加速度。实验后发现摆球质量分布不均匀,则测量结果是否有误差,请说明原因。 。
12.某同学在用单摆测量重力加速度的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标卡尺测得摆球直径为2.06cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长。
(2)用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0,单摆每经过最低点计一次数,当数到n=60时停表的示数如图乙所示,该单摆的周期是 s(结果保留三位有效数字)。
(3)测量出多组周期、摆长的数值后,画出图线如图丙所示,此图线斜率的物理意义是 。
A.g B. C. D.
(4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过坐标原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小 。
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能
三、解答题
13.如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图象,已知两个振子质量之比为mA:mB=2:3,弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2,求
(1)它们的周期之比TA:TB;
(2)它们的最大加速度之比为aA:aB;
(3)它们在0-0.6s内的路程之比SA:SB。
14.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2 m/s。求:
(1)写出x=0.5 m处的质点做简谐运动的表达式;
(2)x=0.5 m处质点在0~4.5 s内通过的路程。
15.如图所示为一单摆做简谐运动的图像。在时,质点的位移等于2cm。
(1)求该单摆的摆长(,其中g为重力加速度);
(2)写出该单摆的振动方程。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D D A D B B ABC BC CD
11.(1)1.20
(2)最低点
(3)B
(4)
(5)没有误差,斜率,无论单摆摆长偏大还是偏小,都不影响图像的斜率k,因此不影响重力加速度的测量值
12. 2.25 C C
13.(1)2:3;(2)9:2;(3)3:1
【详解】(1)由图像得TA=0.4s,TB=0.6s,可得
TA:TB=2:3
(2)由图振幅AA=5cm,AB=10cm,可得
AA:AB=2:1
(3)它们在0-0.6s内的路程之比
SA∶SB=(6AA):(4AB)=3:1
14.(1);(2)90cm
【详解】(1)由图可知,波的波长λ=2.0 m,振幅A=5cm,根据机械波的波长、波速与周期的关系式有
质点振动的周期为1 s,则有
由图像可知,x=0.5 m处的质点在t=0时刻处于正向最大位移处,所以x=0.5 m处的质点做简谐运动的表达式为
(2)由题意有
质点每半个周期内通过的路程为2A,因此x=0.5 m处的质点在0~4.5 s内通过的路程
15.(1)
(2)
【详解】(1)由题图可知,该单摆的周期为2s,根据
可得该单摆的摆长为
(2)由题图可知
,
设该单摆的振动方程为
依题意,在时,质点的位移等于,且时刻后质点向平衡位置振动,则有
解得
则该单摆的振动方程为