2017-2018学年吉林省延边第二中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省延边第二中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年吉林省延边第二中学高二下学期第一次月考 物理（理科）试卷 ‎1．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（ ）‎ A. 时质点5的运动方向向下 B. 时质点8的加速度方向向下 C. 时质点12的运动方向向下 D. 时质点17开始运动 ‎2．振源S 在O点做竖直方向的简谐运动，频率为 10Hz，时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出)，则以下说法中正确的是（）‎ A. 时，处的质点振动方向向上 B. 时，处的质点振动方向向上 C. 时，处的质点处在波谷位置 D. 时，处的质点处在波峰位置 ‎3．一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图所示，已知振源振动的周期处的质点P比x=3m处的质点Q先回到平衡位置，则下列说法中正确的是 A. 该波沿x轴负方向传播，波速为2m/s B. 质点P经过3s振动的路程0.3m C. t=1s时，质点Q的速度方向和加速度方向相同 D. 质点Q在时恰好位于波峰 ‎4．在均匀介质中，一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻的部分波形图如图所示，波速为v=4m/s，P,Q两点平衡位置坐标分别为（1.5m,0）（4m,0）且O、Q两点此时都在波谷，则下列说法正确的是 A. P, Q两点的振动周期相等 B. 若该波沿x轴正方向传播，则t=0.875s时P点在波峰 C. 若该波沿x轴负方向传播，Q点到达波峰时，P点向上振动 D. 若该波沿x轴正方向传播，则x=7m处的质点开始振动时方向向上 ‎5．在简谐横波的传播直线上有两个介质质点A、B,它们相距60cm，当A质点在平衡位置处向上振动时,B质点处于波谷位置，若波速的大小为24m/s，则波的频率可能是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎6．一列沿轴传播的简谐横波在时的波形如图所示，已知振源振动的周期，处的质点比处的质点先回到平衡位置，则下列说法中正确的是 A. 该波沿轴负方向传播，波速为 B. 质点经过振动的路程 C. 时，质点的速度方向和加速度方向相同 D. 质点在时恰好位于波峰 ‎7．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻波传播到处的质点，此时处的质点在负方向最大位移处，在时刻质点 自计时开始后第一次运动到正方向最大位移处，则（ ）‎ A. 该简谐横波的波速等于 B. 质点开始振动时的运动方向沿轴负方向 C. 在时间内，处的质点通过的路程为 D. 在时刻，位于处的质点处于平衡位置且开始沿轴正方向运动 ‎8．8．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0m，b点在a点的右方，如图所示。当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正向最大值时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移达到负向最大值，则这简谐横波的波速可能等于（   ）‎ A. m/s B. m/s C. 6m/s D. 14m/s ‎9．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是该横波时的波形图,图2是介质中某质点的振动图像，,则图2描述的可能是（）‎ A. 处质点的振动图像 B. 处质点的振动图像 C. 处质点的振动图像 D. 处质点的振动图像 ‎10．一列沿x轴正向传播的简谐波，在x1=2.0m和x2=12m 处的两质点的振动图像如图实线和虚线所示。由图可知，关于简谐波的波长和波速有如下一些判断正确的是（ ） ‎ A. 波长一定等于4.0m B. 波长可能等于10m C. 2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴负方向的最大速度 D. 最大波速等于5.0m/s ‎11．下图中给出某一时刻t的平面简谐波的图象和x=1.0m处的质元的振动图象，则关于这列波的波速、传播方向和时刻，以下说法正确的是（）‎ A. ，‎ B. ，‎ C. ，波向x正方向传播 D. ，波向x正方向传播 ‎12．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：‎ A.干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于）‎ B.电流表（满偏电流3mA，内阻）‎ C.电流表（，内阻）‎ D.滑动变阻器 E.滑动变阻器 F.定值电阻 G.开关和导线若干 ‎（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_________。（填字母代号）‎ ‎（2）请画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图。‎ ‎（3）如图为某一同学根据他所设计的实验绘出的图线（为的示数，为的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=_________V，内阻r=__________。‎ ‎13．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，‎ ‎（1）从下列器材中选用最合适的器材（填写器材代号）___________。‎ A.小铁球B.小塑料球C.20cm长的细线 D.100cm长的细线E手表F时钟G秒表 ‎（2）（单选）若实验测得的g值偏大，可能的原因是_______‎ A.摆球的质量太大 B.测摆长时，仅测了线长，未加小球半径 C.测周期时，把n次全振动误记为（n+1）次 D.摆球上端未固定牢固，振动中出现松动（摆长变长）‎ ‎（3）某同学想进一步验证单摆的周期和重力加速度的关系，但又不可能去不同的地区做实验。该同学就将单摆与光电门传感器安装在一块摩擦不计、足够大的板上，使板倾斜α角度，让摆球在板的平面内做小角度摆动，如图甲所示。利用该装置可以验证单摆的周期和等效重力加速度的关系。若保持摆长不变，则实验中需要测量的物理量有________。若从实验中得到所测物理量数据的图线如图乙所示，则图像中的纵坐标表示_________，横坐标表示_________。‎ ‎14．如图所示，一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线是在t=0时刻的波形图，虚线是这列波经△t=0．2s的波形图，T<Δt <2T。则下列说法正确的是___________‎ A．这列波的波长是12cm B．这列波的周期是0．25s C．这列波的波速是0．4m/s D．从t=0时刻开始，x=5cm处的质点经0．5s振动到波峰 ‎15．下图为一简谐波在t=0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=Asin 5πt，求：‎ ‎（1）该波的速度；‎ ‎（2）在给定的直角坐标系中画出t=0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)．‎ ‎16．一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上=0和=1m两处质点的振动图象分别如图(甲)、(乙)所示，求此波的传播速度。‎ ‎（甲）（乙）‎ 参考答案 ‎1．BD ‎【解析】经过T/4，质点1从平衡位置运动到波峰，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始振动时是从平衡位置开始向上振动，故质点5，开始振动时也是由平衡位置开始向上振动。故A错误。振动从质点1传播到质点5经过T/4，质点1和质点5之间的距离为λ/4质点1到质点8为7λ/16，所以波从质点1传到质点8所需时间为7T/16，开始时质点8向上振动，故在T/2时质点8已振动了，即质点8在从平衡位置向波峰的运动过程中，根据a=-kx/m，得知加速度方向向下。故B正确。质点1和质点12之间的距离为11T/16，在3T/4时刻，质点12已运动了，开始时质点12向上振动，故在3T/4时刻，质点12的运动方向向上。故C错误。一个周期内振动的距离等于一个波长，则知t=T时质点17开始振动，故D正确。故选BD.‎ 点睛：机械波在传播的过程中“后一个质点重复前一个质点的振动”、“一个周期内波传播一个波长的距离，质点通过的路程为4A”，这是解决此类问题的关键所在．‎ ‎2．AC ‎【解析】波的方向向右，则波形向右平移，可知x=1m处的质点向上运动，故A正确；t=0时，x=-2m处的质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，波的传播方向向右，根据波形的平移法得知，振动方向向下，故B错误；由，则t=0.175s为又经过了，x=-1m处的介质点与时刻x=1m的位置相同，处于波谷，故C正确，D错误；故选AC.‎ ‎3．CD ‎【解析】根据题意可知质点P比质点Q先回到平衡位置，即P此时向下振动，Q向上振动，根据走坡法可得波沿x轴正方向传播，从图中可知，，故，A错误；由于质点P不在特殊位置，所以经过的路程不一定为3m，B错误；在t=1s时，即经过了四分之一周期后，Q在+y轴向平衡位置运动，即做加速运动，速度和加速度方向相同，C正确；质点Q振动的步调比x=2m处的质点晚的时间，而x=2m处的质点在t=4s时运动到了波峰，所以在t=4.5s时质点Q运动到了波峰，D正确．‎ ‎4．AB ‎【解析】P, Q两点是同一波源上的两个质点，故两点的振动周期与波的周期相等，故A正确；由图可知波长，则周期，若该波沿x轴正方向传播，根据“平移法”可知，在x负方向离P点最近的波峰的距离为d=3.5m，则经过时间t质点P在波峰，则有，故B正确；若该波沿x轴负方向传播，Q点与P点的距离大于半个波长，故当Q点在波峰时P点应从平衡位置向下波谷运动，即P点的振动方向向下，故C错误；由于图中波最前列的质点无法确定，所以无法确定各质点刚开始振动时的方向，故D错误；故选AB.‎ ‎5．AB ‎【解析】若这列波的传播方向是由A向B，据题有：（n+）λ=0.6m，（n=0，1，2，3…） 则得 λ=m，由v=λf得：Hz=10（4n+1）Hz，（n=0，1，2，3…）① 若这列波的传播方向是由B向A，则有：（n+）λ=0.6m，（n=0，1，2，3…）则得 λ=m，（n=0，1，2，3…）；频率为 f==10（4n+3）Hz，（n=0，1，2，3…）② 当n=0时，由②式得f=30Hz；当n=10时，由①式得f=410Hz；由于n是整数，f不可能等于400Hz和490Hz；故选AB.‎ 点睛：解决本题的关键是理解波的周期性，根据两个质点的状态得到两者间距与波长的关系，从而得到波长的通项；注意波传播的双向性．‎ ‎6．CD ‎【解析】因x=1m处的质点P比x=3m处的质点Q先回到平衡位置，可知质点P向下振动，质点Q向上振动，波向x轴正向传播，波速为，选项A错误；3s=0.75T，因质点P不是从平衡位置或者最高点和最低点开始计时，则在0.75T内的路程不等于3A=0.3m，选项B错误；t=1s=时，质点Q在平衡位置上方向下振动，即的速度方向和加速度方向均向下，选项C正确；经过t=4.5s 时，波向右传播x=vt=9m，则此时在t=0时刻x=-6m处的波峰恰好传到了Q，则此时Q恰好位于波峰，选项D正确；故选CD.‎ 点睛：对于简谐波的相关问题，一般通过波形图求得振幅、波长（或由振动图得到振幅、周期）和波速，再根据传播方向得到某质点的振动图（或波形图），进而得到各质点的振动；要能将质点的振动和波的传播结合起来．‎ ‎7．ACD ‎【解析】A．由图可知，波长，质点经过第一次到达正方向最大位移处，所以，即，所以，故A正确；‎ B．波向正方向传播，所以开始振动的运动方向沿轴正方向，故B错误；‎ C．，由平衡位置向下运动到负方向最大位移处后回到平衡位置，通过的路程为，故C正确；‎ D．时刻，波传播的距离是，所以质点开始振动，振动方向沿轴正方向，故D正确．‎ 综上所述本题答案是：ACD ‎8．AB ‎【解析】由题，当简谐横波沿长绳向右传播时，若a点的位移达到正最大时，b点的位移恰为零且向下运动，则ab间距离xab=（n+）λ，n=0，1，2，…，得到波长．‎ 又据题意，经过1.00s后a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负最大，则 时间t=1.00s=（k+）T，得到周期，k=0，1，2…，则波速 当k=0，n=0时，v=4.67m/s；‎ 当k=1，n=0时，v=m/s；‎ 由于n、k是整数，v不可能等于6m/s和14m/s．故选AB．‎ 点睛：此题是波的多解题，首先判断波的传播方向，其次，根据波形及传播方向，列出波沿不同方向传播时可能传播距离和周期的通式，再次，看质点间隐含的不同波长的关系，列出波长的通式，再分别将n=0，1，2…代入通式可求得所有可能的答案，要防止漏解或用特解代通解．‎ ‎9．A ‎【解析】A项：x=3m处质点在t=0时刻从平衡位置向下振动，与振动图像t=0时相符，故A 正确；‎ B项：x=2处质点在t=0时刻处于波峰位置，与振动图像t=0时不相符，故B错误；‎ C项：x=1m处质点在t=0时刻从平衡位置向上振动，与振动图像t=0时不相符，故C错误；‎ D项：x=0处质点在t=0时刻处于波谷位置，与振动图像t=0时不相符，故D错误。‎ 点晴：本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力和把握两种图象联系的能力。‎ ‎10．D ‎【解析】由两质点的振动图象得知，两个质点的振动情况总是相反，则有x2-x1=（n+）λ，n=0，1，2，…则波长，由于n为整数，λ不可能等于10m。当n=2时，λ=4m；故AB错误；由振动图像可知，2s末x1=2.0m的质点具有沿y轴正方向的最大速度，选项C错误；由振动图象读出周期T=4s。则波速为，n=0，1，2，…当n=0时v=5m/s为最大速度；故D正确。故选D.‎ 点睛：本题中两质点是反相点，平衡位置间的距离是半个波长的奇数倍，即△x=（2n+1）λ/2，n=0，1，2，…是常用的通项．‎ ‎11．D ‎【解析】由图知：波长λ=12m，周期T=12s，则波速v==1m/s。t=0时，由振动图象得知，x=1.0m处的质元的位移为y=0，与波动图象不相符，选项A错误；t=6s，由振动图象得知，x=1.0m处的质元的位移为y=0，与波动图象不相符，选项B错误；t=3s，由振动图象得知，x=1.0m处的质元的位移为y=6cm，与波动图象不相符，选项C错误；t=5s，由振动图象得知，x=1.0m处的质元的位移为y=2cm，与波动图象相符，振动方向向下，则波沿y轴正方向传播。故D正确；故选D.‎ 点睛：本题考查把握波动图象和振动图象联系的能力，根据振动图象要能读出质点的速度方向，然后能在波动图象上判断波的传播方向．‎ ‎12．D1.48 0.75‎ ‎【解析】（1）实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器，有利于电流的变化和表的读数所以选 R1，故选D。 （2）由于没有电压表，用电流表A1与定值电阻串联组成电压表测路端电压，电流测电路电流，实验电路图如图所示：‎ ‎（3）表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：I1（R3+Rg）=E-I2r，变形得：，由图可知，图象与纵坐标的交点为1.48mA，则有：，解得：；由图象可知，图象的斜率为：0.75×10-3，由公式得图象的斜率等于，即，解得：。‎ ‎13．（1）A.D.G （2）C. （3）木板倾角α和单摆振动的周期T；T2，1/（gsinα）‎ ‎【解析】（1）“利用单摆测重力加速度”的实验中，最合适的器材有：小铁球、100cm长的细线以及秒表；故选ADG.‎ ‎（2）根据可得，则摆球的质量对实验无影响，选项A错误；测摆长时，仅测了线长，未加小球半径，这样摆长测量偏小，则测得的重力加速度g值偏小，选项B错误；测周期时，把n次全振动误记为（n+1）次，则测得的周期偏小，则测得的重力加速度g值偏大，选项C正确；摆球上端未固定牢固，振动中出现松动（摆长变长），这时测得的周期偏大，则测得的重力加速度g值偏小，选项D错误；故选C.‎ ‎（3）此单摆的等效重力加速度为g′=gsinα，则单摆的周期，则保持摆长不变时，要测量的物理量是：木板倾角α和单摆振动的周期T；将变形为：，则若从实验中得到所测物理量数据的图线如图乙所示，则图像中的纵坐标表示T2，横坐标表示。‎ ‎14．A ‎【解析】由图可得波长为12cm，选项A正确；，因为T<∆t<2T，所以n=1，则T=0.15s，选项B错误；，选项C错误；经0.1s波沿x轴负方向传播8cm，波峰形式恰好传到x=5cm处，选项D错误；故选A.‎ 本题关键是根据时间t=0.2s与T的关系，利用波形的平移法判断波的传播方向。根据时间与周期的关系，能分析质点的运动状态。‎ ‎15．（1）10m/s（2）‎ ‎【解析】（1）由简谐运动表达式可知ω＝5π rad/s，t＝0时刻质点P向上运动，‎ 故波沿x轴正方向传播．由波形图读出波长λ＝4 m.‎ T＝                            ①‎ 由波速公式，知v＝              ②‎ 联立①②式，代入数据可得v＝10 m/s          ③‎ ‎（2）t＝0.3 s时的波形图如图所示．‎ ‎16．若沿x轴正方向传播时的波速v1=m/s (n=0，1，2，…)；‎ 若沿x轴负方向传播时的波速 v2=m/s (n=0，1，2，…)；‎ ‎【解析】由所给出的振动图象可知周期T=4×10-3 s． 由题图可知，t=0时刻，x1=0的质点在正向最大位移处，x2=1 m的质点在平衡位置向y轴负方向运动；所以当简谐波沿x轴正向传播时，两质点间距离为△x=（n+）λ1，当波沿x轴负方向传播时，两质点间距离为△x=（n+）λ2，其中n=0，1，2… 因为（n+）λ1=1 m，所以λ1=m 因为（n+）λ2=1 m，所以λ2=m ‎ 波沿x轴正方向传播时的波速，（n=0，1，2…） 波沿x轴负方向传播时的波速，（n=0，1，2…）‎ 点睛：解决本题的关键要理解波的周期性，即重复性，根据波的传播的两种可能的方向写出波长的通项，由此还得到波速的特殊值．‎