1、湖北省枣阳市第七中学高二年级2015-2016学年度下学期期中考试物理试题时间：90分钟 分值100分 第I卷（选择题共48分） 一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）1单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（ ）A摆线质量不计B摆线长度不伸缩C摆球的直径比摆线长度短得多D只要是单摆的运动就是一种简谐运动2一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，振子的运动情况是（ ）A正在向右做减速运动B正在向右做加速运动C正在向左做减速运动D正在向左做加速运动3关于简谐运动的周期，频率，振幅，下列说法中哪些是正确的（ ）A振幅是矢
2、量，方向从平衡位置指向最大位移处B周期和频率的乘积是一个常数C振幅增加，周期也必然增加，而频率减小D频率与振幅有关4下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（ ）A单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C单摆过平衡位置时，所受的合力为零D单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力5已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m则两单摆摆长la与lb分别为（ ）Ala=2.5 m，lb=0.9 mBla=0.9 m，lb=2.5 mCla=2.4 m，lb=4.0 mDla=4.0 m，lb=2.4 m6做简谐运动的物
3、体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个（ ）A B C D7关于做简谐运动的物体的位移、加速度和速度间的关系，下列说法正确的是（ ）A位移减小时，加速度减小，速度增大B位移的方向总跟加速度的方向相反，根速度的方向相同C物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同D物体的运动方向改变时，加速度的方向不变8如图所示某一时刻简谐横波的图像，波的传播方向沿方向，下列说法中正确的是（ ） A此时刻BE两点速度为零B此时刻D质点正沿方向运动C此时刻质点CF的加速度、速度都为零D此时刻质点BE的速度相同9如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图，已知这列波沿轴正方向传播，波速为，P是离原点为
4、的一个介质质点，则在时刻，质点P的（ ）A速度和加速度都沿方向B速度沿方向，加速度沿方向C速度和加速度都正在增大D速度和加速度都正在减小10关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ）A发生多普勒效应时，波源频率发生了变化B要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动C火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高D机械波不能发生多普勒效应11下图是沿轴正方向传播的一列简谐横波在时刻的波形，波速为，图中处的质点P的振动图像应是下图中的哪个（ ）12已知一列横波某时刻的波动图像和其中一点的振动图像，如图所示，则有（ ）A甲图是振动图像，此列波的波速为B甲图是波动图像，
5、此列波的波速为C乙图是波动图像，此列波的波速为D乙图是振动图像，此列波的波速为二、实验题（12分）13（本题12分）某同学做了“用单摆测定重力加速度”的实验。（1）测摆长时测量结果如图1所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），则摆长为_cm。然后用秒表记录了单摆做50次全振动所用的时间如图2所示，则秒表读数为_s。（2）根据该同学的测量结果，若取2=986，则其所测量的重力加速度值为_m/s2。（取三位有效数字）（3）如果该同学测得的g值偏小，可能的原因是_A测摆长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了C开始计时时，秒表开始计时按钮提前按下，但终止计时按
6、钮准时按下D实验中误将49次的全振动数成了50次全振动三、计算题（40分）14（本题10分）如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在B.C两点之间做简谐运动。BC相距，某时刻振子处于B点。经过，振子首次到达C点。求：（1）振子振动的周期和频率；（2）振子在内通过的路程及位移大小；（3）振子在B点的加速度的大小与它距O点处P点的加速度大小的比值。15（本题10分）平衡位置位于原点的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平轴传播，、为轴上的两个点（均位于轴正向），、的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自时由平衡位置开始向上振动，周期s，振幅cm。当波传到点时，波源恰好处于波峰位置；
7、此后再经过5s，平衡位置在处的质点第一处处于波峰位置。求：、间的距离；从开始到平衡位置处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。16（本题10分）一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图所示，已知在0.6s末，A点恰第四次（图中为第一次）出现波峰，求：该简谐波的波长、波速分别为多少？经过多长时间x=5m处的质点P第一次出现波峰？如果以该机械波传到质点P开始计时，请在答题卡的空白区域画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象。17（本题10分）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v=25cm/s，两列波在t=0时的波形曲线如
8、图所示求：（ i）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标；（ ii）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间参考答案1ABC【解析】试题分析：明确简谐运动的性质，知道单摆是理想化的物理模型并明确摆线质量不计、且长度不能形变，且小球体积小，质量大解：A、理想化的单摆是指摆线质量不计，摆线长度不伸缩，而摆球的直径比摆线长度要短的多；即摆球应选择体积小密度大的小球；故ABC正确；D、当单摆的摆角小于5时，才能将视为简谐运动；故并不是所有的单摆的运动都能看作是一种简谐运动；故D错误；故选：ABC【点评】本题考查单摆的简化原则，要注意摆线相对于摆球质量应忽
9、略不计，并且摆动夹角在5以内可以视为单摆2B【解析】试题分析：由题，以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则t=0时刻振子的位移x=0根据简谐运动振子的加速度与位移的关系a=，结合0.17s时间内完成的振动次数，从而确定加速度大小与方向解：根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振动周期是0.025s，振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，完成了 到 7T之间，因此振动正在向右加速运动到平衡位置故选：B【点评】本题关键抓住简谐运动加速度与位移的关系，根据计时开始时刻的加速度及方向解题3B【解析】试题分析：首先知道振幅、周期和频率的定义，据此分析；还需知道简谐运动的周
10、期与振幅无关，据此求解即可解：A、据振幅的定义可知，振幅是标量，并非矢量，故A错误；B、据周期和频率的关系可知，所以周期和频率的乘积为1，故B正确；CD、据简谐运动的特点可知，周期、频率都与振幅无关，故C错误，D错误；故选：B【点评】本题考查简谐运动的特点，知道振幅、周期和频率的定义以及它们之间的关系公式；知道简谐运动的周期与振幅无关是解答的关键，基础题4B【解析】试题分析：单摆摆动过程中，受重力和细线的拉力，重力的切向分量提供回复力，径向分力和细线拉力的合力提供向心力解：A、单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，故DA错误B正确；C、单摆过平衡位置时，由于具有向心加速度，所受的合力
11、指向悬点，不为零，D错误；故选：B【点评】本题关键是明确单摆的动力学特点和运动学特点，知道向心力和回复力的来源，不难5B【解析】试题分析：单摆完成一次全振动的时间为一个周期，根据a完成10次全振动时，b摆在相同时间内完成6次全振动，确定两个单摆的周期关系，由单摆的周期公式T=2研究摆长的关系解：设甲完成10次全振动所经历的时间为t，则Ta=，Tb=得到Ta：Tb=3：5又因为Ta=2，Tb=2=2，可解得：La=0.9mLb=2.5m故选B【点评】本题首先要理解振动周期的含义，其次要掌握单摆的周期公式基础题，比较容易6B【解析】试题分析：物体做简谐运动时，加速度和位移的关系为a=x，由公式可得
12、出其对应的图象解：物体做简谐运动时，加速度和位移的关系为a=x，加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，根据数学知识可知图象B正确；故选：B【点评】本题关键掌握简谐运动的特征：a=x，再由公式得出图象，这也是我们应掌握的一种能力【答案】AD【解析】试题分析：位移减小时，质点靠近平衡位置，加速度减小，速度增大，故A正确；根据回复力公式，位移方向总跟加速度方向相反；质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故B错误；物体运动方向指向平衡位置时，位移方向离开平衡位置，速度方向跟位移方向相反，故C错误；物体的运动方向改变
13、的时刻出现在最大位移位置，此时加速度方向不变故D正确。考点：简谐运动的振幅、周期和频率【答案】B【解析】试题分析：根据图像可以知道，该时刻BE两点正处于平衡位置，其速度最大，故选项A错误；波的传播方向沿轴正方向，该时刻质点D正向方向运动，故B正确；CF两点处于位移最大处，根据简谐运动的特征知，两点的加速度最大，速度为零，故C错误；波的传播方向沿轴正方向，由波形平移法得知，B点的速度方向向上，E的速度方向向下，速度大小相等，故D错误。考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象【答案】A【解析】试题分析：由图知，该波的波长，波速，因此周期为；因为波向右传播，所以时刻P质点振动方向向下；因，即，所以P
14、质点在其平衡位置上方，正在向平衡位置运动，位移沿轴方向，正在减小；速度为沿方向，正在增大；加速度为沿方向，正在减小，故A正确，BCD错误。考点：横波的图象；简谐运动的振动图象【答案】B【解析】试题分析：发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，故A错误；要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动，故B正确；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故C错误；机械波能发生多普勒效应，故D错误。考点：多普勒效应【答案】A【解析】试题分析：由波动图象读出波长，由波速公式得，简谐横波沿轴正方向传播，在时刻处
15、的质点振动方向向上，且正好通过平衡位置，位移为零，由此可知处的质点的振动图象应是A图，故A正确。考点：简谐运动的振动图象【答案】D【解析】试题分析：甲图反映了反映某一时刻介质中各质点的位移情况，是波动图象，由图读出波长；乙图反映同一质点在各个时刻的位移情况，是振动图象，由图读出周期，故波速为，故ABC错误，D正确。考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系13（1）99759985，1006；（2）9 71-974；（3）BC【解析】试题分析：（1）摆长等于悬点到球心的距离，则摆长为980cm；秒表的小盘读数为90s，大盘读数为106s，则秒表读数为1006s；（2）单摆的周期，根据单摆的周期公
16、式推导出重力加速度的表达式代入数据解得：g=972m/s2（3）测摆线长时摆线拉得过紧，l偏大，则g偏大，故A错误；摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，测量值l偏小，g偏小，故B正确；开始计时时，秒表提前按下，周期偏大，g偏小，故C正确；n增大，g增大，故D错误；故选BC考点：用单摆测定重力加速度【答案】（1），；（2）；（3）【解析】试题分析：（1）设振幅为A，由题意，所以，振子从B到C所用时间，为周期T的一半，所以，。（2）振子在1个周期内通过的路程为，故在内通过的路程。（3）振子加速度，所以。考点：简谐运动的振幅、周期和频率【名师点睛】简谐运动的物体除回复力大小
17、与位移大小成正比、方向彼此相反外，物体的运动学物理量的大小及能量相对于平衡位置有对称性。【答案】；。【解析】试题分析：由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足波速与波长的关系为在的时间间隔内，波传播的路程为由题意有：，式中，PQ为P、Q间的距离联立可以得到：。Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为：波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A有题给条件得：，故时间内，波源运动的路程为，。考点：波长、频率和波速的关系、横波的图象【名师点睛】本题是对简谐波的周期性的考查，根据波速和距离、周期之间的关系来计算通过的时间，再根据振幅计算通过的路程的大小。1610 m/s0.45 s如图
18、所示【解析】试题分析：波长2 m周期Ts0.2 s波速v10 m/s波峰传到P点：ts0.45 s如图所示考点：考查了横波图像17（1）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为（50+300n）cm n=0，（2）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间为0.1s【解析】解：（1）t=0时，在x=50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm，两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为：1=50cm，2=60cm甲、乙两列波的波峰的x坐标分别为：x1=50+k11x2=50+k
19、22式得，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为：x=（50+300n）cm n=0，（2）只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为16cmt=0时，两波波谷间的x坐标之差为：x=50+（2m2+1）50+（2m1+1）式中m1和m2均为整数，将式代入式得：x=10（6m2+5m1）+5由于m1和m2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为：=5cm从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间为：t=代入数值得：t=0.1s答：（1）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标为（50+300n）cm n=0，（2）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm的质点的时间为0.1s【点评】该题是一道难度较大的试题，解答过程中要注意数学知识在物理学中的应用，尤其是对于通式的表述同时要求学生要有较强的计算能力，计算过程中要细心版权所有：高考资源网()
