2021-2022学年吉林省白城市镇赉一中高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年吉林省白城市镇赉一中高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析），共15页。试卷主要包含了 图甲为一列简谐横波在t=0等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年吉林省白城市镇赉一中高二（下）第一次月考物理试卷1.  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. 采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小
C. 采摘振动头振动频率增加，落果效果越好
D. 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
 
 2.  如图所示是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是(    )
 A. 若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场必定向下
B. 若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
C. 若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D. 若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板上的电荷必是上正下负
 
 3.  将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到A点.下列判断正确的是(    )
 A. 手的起振方向向下
B. 若减小手的振动频率，绳波的传播速度不发生变化
C. 若增大手的振动频率，绳波的波长将增大
D. 若停止手的振动，绳中波形立即消失
 
 4.  一质点做简谐振动的振动方程是，则(    )A. 在0至内，速度与加速度方向始终相同
B. 在时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度
C. 在时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向
D. 在时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向
 
 5.  如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有A. a质点振动始终最弱，b、c质点振动始终最强，d质点振动既不是最强也不是最弱
B. a质点振动始终最弱，d质点振动也是始终最弱
C. a、d质点的振动始终是最弱的，b、c质点的振动始终是最强的
D. 再过时刻，b、c两个质点都将处于各自的平衡位置
 6.  图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为、，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是(    )
 A. 波速是，传播方向沿x轴负方向
B. 时质点P传播到处
C. 时质点P的速度最大且沿y轴正方向
D. 质点P的振动方程为
 7.  有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做微小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示悬点和小钉未被摄入，P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等。由此可知，小钉与P点的距离为(    )A.  B.  C.  D. 无法确定8.  一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点．时刻振子的位移；时刻；时刻该振子的振幅和周期可能为(    )A. ， B. ，8s C. ， D. ，8s9.  2020年7月23日，我国首次发射火星探测器“天问一号”。地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表面后，周期变为3s，已知火星半径约为地球半径的二分之一，以下说法正确的是(    )A. 若秒摆在火星表面的摆角变小，则周期也会随之变小
B. 地球质量约为火星质量的9倍
C. 火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的倍
D. “天问一号”探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期大于2s10.  如图甲所示为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，如图乙所示为质点M的振动图像。下列说法正确的是(    )
 A. 该波沿x轴正方向传播，波速为
B. 该波可以与另一列频率为50Hz的波发生干涉
C. 波在传播过程中遇到200m大小的障碍物能发生明显的衍射现象
D. 若观察者逆着波的传播方向向着波源奔跑，则观察者接收到的频率将大于5Hz11.  如图所示的火警报警装置，为热敏电阻，若温度升高，则的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响．下列说法正确的是(    )A. 要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B. 要使报警的临界温度升高，可以把的滑片P适当向下移
C. 要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势
D. 要使报警的临界温度降低，可以把的滑片P适当向下移
 12.  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，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13.  如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。若波沿x轴正方向传播，则其最大周期为______ s；若波沿x轴负方向传播，则其传播的最小速度为______；若波速为，则时刻P质点的运动方向为______选填“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”。
 14.  在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
某同学尝试用DIS测量周期。如图所示，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A接到数据采集器上。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最低点。若测得连续从“0”开始计数个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为______地磁场和磁传感器的影响可忽略。
由于器材所限，无法测量磁性小球的直径，对实验进行了如下调整：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度、和对应的周期、，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式______。
通过实验获得以下数据：摆线长周期当时，______m；重力加速度______小数点后保留两位。
实验后同学们进行了反思，他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因：______。15.  如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端与木块B相连，木块A放在木块B上。两木块的质量均为m。竖直向下的力F作用在A上，A、B均静止。将力F瞬间撤去后，A、B运动到最高点时、B未分离，A对B的压力多大？16.  如图所示，用两根长度都为L的细绳悬挂一个小球A，绳与水平方向的夹角为。使球A垂直于纸面做摆角小于的摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，此后A球第3次经过最低点时B球恰击中A球，求B球下落的高度h。
 17.  一列沿方向传播的简谐横波，在时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm，P、Q两点的坐标分别为、，已知时，P点第二次出现波峰，试计算：
①这列波的传播速度多大？
②从时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？
③当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：A、工作中，树干做受迫振动，所以树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率，故A错误；
B、采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅减小，故B错误；
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效果最好，故C错误；
D、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D正确；
故选：D。
受迫振动时物体振动频率等于驱动力频率；当振动器的振动频率越接近树木的固有频率时，树木的振动幅度越大，采摘振动头振动频率与树干的固有频率相同时落效果最好；采摘振动头停止振动，树干的振动频率不变；发生多普勒效应时接收者快速远离声源时，接收到频率降低。
本题以提高松树上松果的采摘率和工作效率为情境载体，考查了产生共振的条件及其应用，能够应用所学物理知识解决实际问题的能力，体现了科学探究的物理核心素养。
 2.【答案】A 【解析】解：AB、据振荡电路特点可知，若电路中电流正在增大，说明振荡电路正在放电，对于甲图，电容器所带的电荷量在减小，电流变化率一直在减小，线圈的自感电动势也在减小；对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电，进而可判断电场方向应向下，故A正确，B错误；
CD、若甲电路中电流正在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱；对于乙图，若电流正在减小，说明电容器正在充电，电流指向下极板，所以下极板充上正电，上板带负电，故CD错误；
故选：A。
根据振荡电路中的电流变化特点分析出电动势的变化以及极板的电性，从而分析出场强的方向；
根据电流的变化得出磁场的变化趋势。
本题主要考查了电磁振荡的相关应用，理解振荡电路的特点，能根据电流的变化分析出磁场的变化即可完成分析。
 3.【答案】B 【解析】解：A、根据同侧法可知，A点的起振方向为向上，由于A点的起振方向与手的起振方向相同，故手的起振方向向上，故A错误；
B、由于波的传播速度只与介质有关，故减小手的振动频率，绳波的传播速度不发生变化，故B正确；
C、根据公式可知，又波的传播速度只与介质有关，绳波的传播速度不发生变化，若增大手的振动频率，绳波的波长将减小，故C错误；
D、若停止手的振动，绳中波形会继续传播，不会立马消失，故D错误；
故选：B。
根据同侧法分析出手的起振方向；
波在同种介质中的传播速度相等，结合公式分析波长的变化；
若手的振动停止，波形会继续传播，不会立马消失。
本题主要考查了横波的相关应用，理解波速由介质决定，同时结合公式即可完成分析。
 4.【答案】B 【解析】解：A、根据简谐振动的振动方程，知圆频率为，则周期为
时，因为，则在0至内，质点从正最大位移处运动到另一侧最大位移处，速度与加速度方向先相同，后相反，故A错误；
B、在时，代入得，即位移为负向最大，根据，知在时，质点具有正向最大加速度，故B正确；
C、因，则质点正在从平衡位置向正的最大位置靠近，质点的速度方向沿x轴正方向，而加速度沿x轴的负方向，故C错误；
D、在时，质点回到正向最大位移处，回复力最大，速度为零，故D错误。
故选：B。
简谐运动的表达式为，A为振幅，为圆频率，是初相．读出圆频率，求得周期，结合初相位分析质点的振动情况．
解决本题的关键掌握简谐运动的表达式为，知道A为振幅，为圆频率．利用时间与周期的关系分析质点的运动状态．
 5.【答案】D 【解析】解：ABC、该时刻b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的，d质点处在振动加强的区域，振动也是最强的，即b、c、d质点振动都最强，a质点处是波峰与波谷相遇处，振动最弱，故ABC错误；
D、图示时刻b在波峰，c在波谷，再过后的时刻b、c两个质点都将处于各自的平衡位置；故D正确；
故选：D。
两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱。振动加强点的振动等于波单独传播时振幅的之和。
本题主要考查了波的干涉，在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化的。
 6.【答案】C 【解析】解：A、甲图可知波长为20m，由乙图可知周期为，根据，由振动图可知，时，质点Q通过平衡位置向下振动，所以波沿x轴正向传播，故A错误；
B、质点P只能沿y轴方向运动，不能“随波逐流”，故B错误；
C、时，质点P运动到负向位移最大处，时，即经过四分之一个周期，P点回到平衡位置，速度方向为y轴正方向，故C正确；
D、根据波的传播周期可知时刻P点在波峰位置，所以质点P的振动方程为，故D错误。
故选：C。
由波形图读出波长，由振动图读出周期，再利用公式即可求得波速。波传播时，总是能沿y轴方向运动。根据波传播的方向可以判定各质点的振动方向，再利用质点的一般振动方程可解得D项。
本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题，波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系，同时要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
 7.【答案】C 【解析】解：设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为
在左侧摆动的周期为
则有：：：1 ①
设左侧摆长为，则有：
 ②
  ③
联立①②③得：
故小钉与P的距离，故ABD错误，C正确；
故选：C。
已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，根据摆球从M到P、P到N的间隔，确定摆球在左右两侧摆动的周期关系，由单摆周期公式研究摆长关系，再求小钉与P点的距离。
考查分析单摆周期的能力，重点是对于所给图象的间隔进行分析，得出在碰钉子之前和之后的周期比例关系，进而才能正确得到钉子与P的距离。
 8.【答案】AC 【解析】解：A、B、如果振幅等于，经过周期的整数倍，振子会回到原位置，知道是周期的整数倍，经过振子运动到对称位置，可知，单摆的周期可能为，则为半个周期，则振幅为；故A正确，B错误；
C、D、如果振幅大于，则周期
当周期为时，经过运动到与平衡位置对称的位置，振幅可以大于；故C正确，D错误；
故选：
时刻；时刻；经过又回到原位置，知是可能周期的整数倍；
时刻振子的位移，时刻，知道周期大于，从而可以得到振子的周期，也可以得到振幅．
解决本题的关键知道经过周期的整数倍，振子回到原位置．
 9.【答案】BC 【解析】解：A、根据单摆的摆动周期公式可知，单摆的周期只与摆长和重力加速度有关，与摆角无关，故A错误；
B、由单摆的摆动周期公式可得，所以，
在星球表面，物体的重力等于其所受的万有引力，即，且有，解得星球质量，所以，故B正确；
C、根据重力提供向心力，即可得第一宇宙速度，所以，故C正确；
D、“天问一号”刚发射离开地球表面时，秒摆处于超重状态，由知周期T变小，故D错误。
故选：BC。
根据单摆的周期公式可知单摆的周期与振幅无关；
根据单摆的周期关系求解地球和火星表面重力加速度关系，再结合其星球的半径关系，判断其质量关系；
根据第一宇宙速度的表达式判断火星和地球的第一宇宙速度关系；
当探测器向上加速运动时，其等效重力加速度增大，单摆的周期变小；
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析。
 10.【答案】AD 【解析】解：从图乙可知，时刻，质点M正在平衡位置沿y轴正方向运动，根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播，由图甲可知，由图乙可知，由公式可得波速为，故A正确；
B.该波的周期为，频率为5Hz，与其发生干涉的波的频率应为5Hz，故B错误；
C.发生明显的衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小，故C错误；
D.根据多普勒效应，当波源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率要大，故D正确。
故选：AD。
由图乙得到周期；根据图甲可知该波的波长；进而解得波速；根据干涉与衍射的条件判断；根据多普勒效应分析观测仪器接收到该波的频率。
本题主要是考查了波的图象和振动图像相结合问题；解答本题关键是要掌握波速的计算方法，根据多普勒效应分析观测仪器接收到该波的频率。
 11.【答案】CD 【解析】解：AC、要使报警的临界温度升高，对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势。故A错误，C正确；
BD、要使报警的临界温度升高，对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把的滑片P适当向上移，以减小，相反，要使报警的临界温度降低，可以把的滑片P适当向下移，故B错误，D正确。
故选：CD。
根据电源电动势的变化，判断报警临界温度变化。根据的滑片位置变化，分析报警临界温度的变化。
本题中为热敏电阻，相当于可变电阻，利用串联电路电压与电阻成正比的特点进行分析。
 12.【答案】BD 【解析】解：当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态，由可知，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
当AD受力平衡时，AD处于平衡位置，由胡克定律可求得平衡位置时弹簧的形变量；再由B对C的最小弹力可求得AD能达到的最大位移，即可求得振幅；由简谐运动的对称性可求得最大弹力．
本题关键在于找出简谐运动的平衡位置，从而确定出物体的振幅及回复力．
 13.【答案】沿y轴负方向 【解析】解：若波沿x轴正方向传播，传播时间
、1、2、3……
周期
当时，T最大，最大值为
；
若波沿x轴负方向传播，波传播的距离最小值为3m，它的最小速度为
；
若波的传播速度为，波在时间内传播的距离为

根据波形的平移法得到，波的传播方向是沿x轴正方向，根据“上下坡法”可知，0时刻P质点的运动方向为“沿y轴负方向”。
故答案为：，30，沿y轴负方向
由图象得到波长，根据传播距离和时间得到周期的表达式，再根据周期的取值范围得到周期，即可得到波速，结合传播的方向判断振动的方向。
本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长、根据波形的平移法判断波的传播方向。
 14.【答案】   单摆在小摆角情况下的振动是简谐运动，摆角太大单摆的运动不是简谐运动 【解析】解：由题意可知，从“0”开始计数个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，单摆周期
设小球半径为r，摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，单摆摆长，
由单摆周期公式得：则，
解得：
由可知重力加速度：，将表中数据解得：，
设摆球半径为r，单摆摆长，根据表中实验数据由单摆周期公式
可以求出当时，摆线长为。
单摆在小摆角情况下的运动是简谐运动，单摆摆角太大单摆的运动不能看作简谐运动，所以实验中要求摆角在以内。
故答案为：；；；；单摆在小摆角情况下的振动是简谐运动，摆角太大单摆的运动不是简谐运动。
单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期，根据题意求出单摆的周期。
根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式。
根据实验数据应用单摆周期公式求解。
根据单摆做简谐运动的条件分析答题。
理解实验原理是解题的前提与关键，根据实验注意事项应用单摆周期公式即可解题；平时要注意基础知识的学习。
 15.【答案】解：撤去力F的瞬间，A、B整体受到合外力的大小为F，方向竖直向上。
由简谐运动的对称性可知，在最高点A、B整体受到合力的大小为F，方向竖直向下。
在最高点整体的加速度大小为：
在最高点以A为研究对象，取向下为正分向，设B对A的作用力为T，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：，方向向上
根据牛顿第三定律可得A对B的压力大小为，方向向下。
答：A、B运动到最高点时，A对B的压力大小为，方向向下。 【解析】撤去力F后，A、B将共同沿竖直方向做简谐运动，根据简谐振动的规律结合牛顿第二定律进行解答。
本题主要是考查运动第二定律、简谐运动的对称性等，本题的易错之处是不能灵活运用整体法、隔离法求解A、B两木块做简谐运动的回复力。
 16.【答案】解：单摆的振动周期公式为：
根据题意，单摆的等效长度：
小球第三次经过最低点时对应；
设球B自由下落的时间为t，则它击中A球下落的高度为：
球B自由下落经时间为t，击中A球，则有：
联立以上各式得：
答：B球下落的高度为。 【解析】首先找出该单摆的实际摆长，结合单摆的周期公式，写出该单摆的振动周期；数清第3次经过最低点为几个周期；再由自由落体运动写出B球下落到摆A的最低点所用的时间，通过两球相遇写出时间关系式，即可得知B求下落的高度。
该题考查了关于单摆的周期的计算问题，学会提取单摆模型，求解单摆有效摆长；两球相遇时的时间关系是解题突破口；能正确数清楚周期个数。
 17.【答案】解：①由题意可知该波的波长为：。波沿方向传播的简谐横波，由波形平移知，P点起振方向向上，P点第二次出现波峰可知：，即
所以
②Q点与最近波峰的水平距离为11m，故Q点第一次出现波峰的时间为
③该波中各质点振动的周期为
Q点第一次出现波峰时质点P振动了
则
质点每振动经过的路程为10cm。
当Q点第一次出现波峰时，所以P点通过路程为
答：①这列波的传播速度为。②从时刻起，经过时间Q点第一次出现波峰。③当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为。 【解析】①由波形图可知；波传播方向向左，已知时，P点第二次出现波峰可知，即可求解；用即可求解波速；
②运用波形平移法可求解Q点第一次出现波峰所用时间；
③P质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是四个振幅，即可根据时间与周期的关系求解P点通过的路程。
明确波形图与振动的关系是解题的关键，灵活应用波速、波长、路程、周期和频率间的关系。