2020-2021学年河南省濮阳市高三第二次限时练物理试卷新人教版

这是一份2020-2021学年河南省濮阳市高三第二次限时练物理试卷新人教版，共5页。试卷主要包含了解答题，选择题等内容，欢迎下载使用。

1. 一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越小，则在这段时间内（ ）
A.振子的速度越来越小
B.振子正在向平衡位置运动
C.振子的速度方向与加速度方向相反
D.振子的位移越来越大

2. 做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法正确的是（ ）
A.速度一定为正值，加速度一定为负值
B.速度一定为负值，加速度一定为正值
C.速度不一定为正值，加速度一定为负值
D.速度不一定为负值，加速度一定为正值

3. 做简谐运动的弹簧振子，下述说法中不正确的是（ ）
A.振子通过平衡位置时，速度最大
B.振子在最大位移处时，加速度最大
C.振子在连续两次通过同一位置时，位移相同
D.振子连续两次通过同一位置时，动能相同，动量相同

4. 振动着的单摆摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（ ）
A.指向地面B.指向悬点
C.数值为零D.垂直摆线，指向运动方向

5. 一质点做简谐运动，其位移x与时间t关系曲线如图所示，由图可知（ ）

A.质点振动的频率是4Hz
B.质点振动的振幅是2cm
C.在t=3s时，质点的速度为最小
D.在t=4s时，质点所受的合外力为零

6. 一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方(L−L′)的P处有一个钉子，如图所示，这个摆的周期是（ ）

A.T=2πLgB.T=2πL′gC.T=2πLg+L′gD.T=π(Lg+L′g)

7. 两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（ ）
A.甲的振幅较大，振动频率是100Hz
B.乙的振幅较大，振动频率是300Hz
C.甲的振幅较大，振动频率是300Hz
D.乙的振幅较大，振动频率是400Hz

8. 一弹簧振子做简谐运动，周期为T，则（ ）
A.若t时刻和t+Δt时刻振子运动位移大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍
B.若t时刻和t+Δt时刻振子运动的速度大小相等、方向相反，则Δt一定等于T2的整数倍
C.若Δt=T，则在t时刻和t+Δt时刻振子运动的加速度一定相等
D.若Δt=T2，则在t时刻和t+Δt时刻弹簧的长度一定相等

9. 在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆动（ ）

A.乙摆与甲摆周期相同B.丁摆频率最大
C.乙摆振幅最大D.丙摆振幅最大

10. 甲、乙两个单摆，摆球相同，摆长分别为L1和L2将其悬挂起来，等它们平衡时，两个摆球的高度相同，而且正好相切(相互之间无挤压)．现将乙摆球稍微拉起，然后释放．两球正碰时没有机械能损失，不计碰撞所经历的时间，它们连续相撞的时间间隔可能是（ ）
A.πL1gB.πL2gC.π2L1gD.π2L2g

11. 一质点作简谐运动的图像如图所示，则该质点（ ）

A.在0.015s时，速度和加速度都为−x方向
B.在0.01至0.03s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0.01s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大
D.在每1s内，回复力的瞬时功率有100次为零

12. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置．现将重球（视为质点）从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d．以下关于重球运动过程的正确说法应是（ ）

A.重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动
B.重球下落至b处获得最大速度
C.重球下落至d处获得最大加速度
D.由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量
二、选择题

弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动.B、C相距20cm.某时刻振子处于B点.经过0.5s，振子首次到达C点.求：
（1）振动的周期和频率；

（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；

（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值.

有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T0．当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度ℎ，把地球看成质量均匀分布的半径为R的球体．
参考答案与试题解析
2020-2021学年河南省濮阳市高三第二次限时练物理试卷
一、解答题
1.
【答案】
B
【考点】
简谐运动
【解析】
根据弹簧振子的加速度与位移成正比，由加速度的变化分析位移的变化．当振子的位移增大时，振子离开平衡位置，速度减小，加速度方向与速度方向相反；当振子的位移减小时，振子向平衡位置靠近，速度增大，加速度方向与速度相同．
【解答】
解：加速度减小，说明位移减小，其位置靠近平衡位置，速度方向指向平衡位置，与加速度方向相同，由于这个过程中外力做正功，所以振子的速度变大，故ACD错误，B正确．
故选B．
2.
【答案】
D
【考点】
简谐运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：振子的位移为负值时，可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能在两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，ABC错误．
故选D．
3.
【答案】
D
【考点】
简谐运动的回复力和能量
【解析】
简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，速度最大，势能最小；根据F=−kx判断回复力，根据a=−kxm判断加速度．
【解答】
解：A．弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时，弹性势能最小，动能最大，故速度最大，故A正确；
B．弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过最大位移处时，位移最大，根据F=−kx，回复力最大，根据a=−kxm，加速度最大，故B正确；
C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同，故C正确；
D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，速度大小相等，方向相反，则动量大小相同，方向相反，故D错误．
本题选择不正确的，故选D．
4.
【答案】
C
【考点】
单摆
【解析】
单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力，方向指向平衡位置．
【解答】
解：摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力，经过平衡位置时，回复力为零，由于单摆做圆周运动在平衡位置，合力不为零，合力提供向心力，方向指向悬点，故C正确，ABD错误．
故选C．
5.
【答案】
B
【考点】
简谐运动的振动图象
【解析】
质点的振幅等于振子的位移最大值，由图直接读出振幅和周期，由公式f=1T求出频率．
根据t=3s时刻以后质点位移的变化，分析速度的方向，由简谐运动的特征F=−kx分析质点的合外力．
【解答】
解：A．由图读出周期T=4s，则频率f=1T=14=0.25Hz，故A错误；
B．质点的振幅等于振子的位移最大值，由图读出振幅为A=2cm，故B正确；
C．t=3s时，质点的位移为零，通过平衡位置，速度最大，故C错误；
D．t=4s时，质点的位移最大，则由F=−kx知合外力最大，故D错误．
故选B．
6.
【答案】
D
【考点】
单摆周期公式
单摆
【解析】
小球完成一次全振动的时间叫做周期，结合单摆运动的对称性和周期性分析．小球完成一次全振动的时间是两个单摆的周期的和的12．
【解答】
解：摆长为L的周期T=T1=2πLg，摆长为L′的周期为T2=2πL′g，
故小球完成一次全振动的时间为：T=12T1+12T2=π(Lg+L′g)．
故选D．
7.
【答案】
B
【考点】
自由振动和受迫振动
简谐运动的振幅、周期和频率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：受迫振动的频率由驱动力的频率决定，与固有频率无关，所以甲乙的振动频率都是300Hz，做受迫振动的物体固有频率与驱动力的频率相差较小时，振幅较大，所以乙的振幅较大，故B正确，ACD错误．
故选B．
8.
【答案】
C
【考点】
简谐运动的振幅、周期和频率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：此题若用图像法来解决将更直观、方便．设弹簧振子的振动图像如图所示．
A．B、C两点的位移大小相等、方向相同，但B、C两点的时间间隔Δt≠nTn=1，2，3⋯，故A错误；
B．B、C两点的速度大小相等、方向相反，但Δt≠nT2n=1，2，3⋯，故B错误；
C．简诸运动具有周期性，时间间隔Δt=T的两个时刻，振子运动情况完全相同，故C正确；
D．A、C两点的时间间隔Δt=T2，A点与C点位移大小相等、方向相反，若在A点弹簧是伸长的，则在C两点弹簧是压缩的，所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同，而弹簧的长度不相等，故D错误．
故选C．
9.
【答案】
A,D
【考点】
单摆周期公式
产生共振的条件及其应用
【解析】
甲摆做自由振动，其周期等于固有周期T=2πLg，其余三个摆在甲摆驱动力作用下做受迫振动，其周期均等于驱动力周期，而驱动力是由甲摆产生的，驱动力周期等于甲摆的周期，说明三个摆周期与甲摆相同．丙摆的固有周期等于驱动力周期，发生共振现象，振幅最大．
【解答】
解：A．甲摆做自由振动，其周期等于固有周期T=2πLg，其余三个摆在甲摆驱动力作用下做受迫振动，其周期均等于驱动力周期，而驱动力是由甲摆产生的，驱动力周期等于甲摆的周期，说明三个摆周期与甲摆相同，故A正确；
B．四个摆振动周期，频率相同，故B错误；
CD．丙摆的摆长与甲摆的摆长相等，其固有周期等于驱动力周期，发生共振现象，振幅最大，故C错误，D错误．
故选AD．
10.
【答案】
A,B
【考点】
单摆周期公式
【解析】
小球完成一次全振动的时间叫做周期，结合单摆运动的对称性和周期性分析，注意摆长的变化．
【解答】
解：由于两球相撞时没有机械能损失，所以两球相撞时交换速度，则乙摆球从最大位移处摆下来碰静止的甲摆球后，乙摆球静止，甲摆球运动，同样，甲摆球摆下来碰静止的乙摆球后，乙摆球静止，甲摆球运动，所以，总是只有一个摆球在摆动，两摆球总是在最低点相碰，由单摆周期公式有：
T1=2πL1g，T2=2πL2g，则他们连续相撞的时间间隔可以是：t1=T12=πL1g或者是t2=T22=πL29，故AB正确，CD错误．
故选AB．
11.
【答案】
B,D
【考点】
简谐运动的振动图象
【解析】
由振动图象，根据位移的变化情况读出速度的方向，由位移的方向读出加速度的方向．简谐运动中加速度方向与位移方向相反．振动物体每次回到平衡位置时回复力为零．
【解答】
解：A．在0.015s时，振动质点正从平衡位置向负向最大位移处运动，速度为−x轴方向，而加速度方向与位移方向相反，即沿+x轴方向，故A错误；
B．在0.01s至0.03s内，振动质点正从平衡位置向负向最大位移处运动，速度与加速度方向相反，速度减小，加速度增大，后由负向最大位移处向平衡位置运动，速度与加速度方向相同，速度增大，加速度减小，故B正确；
C．在第八个0.01s内，根据周期性可知，相当于0.03s至0.04s内，速度与位移方向相同，速度减小，位移增大，故C错误；
D．质点简谐运动的周期T=0.04s，时间1s=25T，每个周期内回复力两次为零，在最大位处移速度为零，则瞬时功率共有100次为零，故D正确．
故选BD．
12.
【答案】
B,C,D
【考点】
胡克定律
弹性势能
牛顿运动定律的应用—从受力确定运动
【解析】
A、根据小球所受的合力变化及方向判断加速度的变化及方向，根据速度与加速度方向的关系，判断速度是增加还是减小．
B、小球先向下做加速度逐渐减小的加速运动，在平衡位置，加速度为零，速度最大，然后做加速度逐渐增大的加速运动，运动到最低点速度为零，加速度最大．
D、根据动能定理，判断重力做功和弹力做功的大小．
【解答】
解：ABC．小球接触弹簧开始，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到b位置，合力为零，加速度为零，速度最大，然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度方向向上，且最大，故A错误，BC正确；
D．对小球c到d运用动能定理，有WG−W弹=0−0．知重力做的功和克服弹簧弹力做的功相等，故D正确．
故选BCD．
二、选择题
【答案】
（1）振子的周期为1.0s，频率为1.0Hz．
（2）振子在5s内通过的路程为200cm，位移大小为10cm．
（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值为5:2．
【考点】
简谐运动的振幅、周期和频率
简谐运动
简谐运动的回复力和能量
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）由题意可知，振子由B−C经过半个周期，即T2=0.5s，故T=1.0s，f=1T=1Hz．
（2）由题意可知A=12×20cm=10cm，振子经过1个周期通过的路程s1=40cm，振子5s内振动了五个周期，回到B点，通过的路程：s=5s1=200cm，
经过5s，振子仍在B点，位移x=10cm．
（3）由F=−kx可知：
在B点时FB=−k×0.1，
在P点时FP=−k×0.04，
故aBaP=FBmFPm=5:2．
【答案】
气球离海平面的高度ℎ的大小为(TT0−1)R．
【考点】
单摆周期公式
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力和物体受到的重力的大小相等可以求得在地面上和高度为ℎ处的重力加速度大小的表达式，进而由单摆的周期公式可以求得高度的大小．
【解答】
解：设单摆的摆长为L，地球的质量为M，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高度为ℎ时的重力加速度分别为：g＝GMR2，gℎ＝GM(R+ℎ)2，
据单摆的周期公式可知T0＝2πLg，T＝2πLgℎ，
由以上各式可求得 ℎ＝(TT0−1)R．