吉林省吉林市2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

吉林省吉林市2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

吉林省吉林市2020学年度下学期高二期中考试 ‎ 物理测试题 ‎1. 如图所示是一做简谐运动物体的振动图象,由图象可知物体速度最大的时刻是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析： t1时刻和t4时刻物体的位移为正向最大，物体的速度为零．故AD错误．t2时刻物体的位移为零，表示物体经过平衡位置，速度最大．故B正确．t3时刻物体的位移为负向最大，物体的速度为零．故C错误．故选B。‎ 考点：简谐振动 ‎【名师点睛】物体振动的位移表示物体离开平衡位置的位移，直接能读出物体的位置，分析出速度的大小。‎ ‎2. 2020年3月11日14时46分，日本宫城县和岩手县等地发生9.0级地震，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，就此事件，下列说法正确的有 A. 所有建筑物振动周期相同 B. 所有建筑物振幅相同 C. 建筑物的振动周期由其固有周期决定 D. 所有建筑物均做受迫振动 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：地震使得所有物体在外界作用力下受迫振动，所有物体的振动频率与外界频率相同，所以AD对，C错。但是受迫振动振动振幅不一定相同，所以B错。‎ 考点：受迫振动 点评：本题考查了受迫振动的特点，但若外界频率等于物体固有频率，物体的振动称之为共振，其振幅会突然加剧。‎ ‎3.如图所示为水平面内振动的弹簧振子，O是平衡位置，A是最大位移处，不计弹簧质量和小球与轴的摩擦，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 每次经过O点时的动能相同 B. 从A到O的过程中加速度不断增加 C. 从A到O的过程中速度不断增加 D. 从O到A的过程中速度与位移的方向相反 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：简谐振动具有关于平衡位置对称的特点，例如速度大小、加速度大小、时间等所以每次经过O点时，弹性势能完全转化为动能，所以A对。从A到O由于位移变小，所以回复力（合外力）变小，所以加速度不断减小，所以B错。在A到O时，势能逐渐变为动能，所以速度不断增加。从O到A位移向右，速度也向右，所以D错 考点：简谐振动 点评：本题考查了简谐振动中常见的速度、位移、加速度、回复力等的变化趋势。在这类问题中应该好好利用对称性解题。‎ ‎4.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则(　　　　)‎ A. 甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cm B. 甲、乙两个振子的相位差总为π C. 前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值 D. 第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎（1）根据振动图像，甲振子的振幅为2 cm、乙振子的振幅1 cm，A正确。（2）由于两个振子的周期和频率不同，其相位差亦会变化，B错。（3）前2秒内，甲在平衡位置的上方，加速度指向平衡位置，方向向下，为负；而乙在平衡位置的下方，加速度指向平衡位置，方向向上，为正，C错。（4）第2秒末甲处于平衡位置，速度最大加速度最小，乙处于波谷，速度最小加速度最大，D对。‎ ‎5.如图所示，光滑槽半径远大于小球运动的弧长，今有两个小球同时由图示位置从静止释放，O点为槽的最低点，则它们第一次相遇的地点是(　　)‎ A. O点 B. O点左侧 C. O点右侧 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：两个小球同时由图示位置从静止释放后，由于光滑槽半径远大于小球运动的弧长，它们都做简谐运动，等效摆长都是槽的半径R，则它们的周期相同，都为，到达槽底部的时间都是，则两球在O点相遇，A选项正确。‎ 考点：简谐运动的振幅、周期和频率 点评：本题考查了单摆的变式，从受力角度来看，与单摆并无其他不一样，所以可以将其处理成单摆求解。本题等效单摆问题，俗称槽摆，其等效摆长等于槽的半径．但要注意前提条件：槽的圆心角不超过10°‎ ‎6.如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )‎ A. 3 s,6 cm B. 4 s,6 cm C. 4 s,9 cm D. 2 s,8 cm ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析: 简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等，那么平衡位置O到B点的时间t1=0.5s，因过B点后再经过t=1s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则有从B点到最大位置的时间t2‎ ‎=0.5s，故从平衡位置O到最大位置的时间是1s，故周期是T=4s；质点通过路程12cm所用时间为2s，是周期的一半，所以路程是振幅的2倍，故振幅A=12/2cm=6cm，故选B。‎ 考点： 简谐运动的周期和振幅 ‎7.弹簧振子在AOB之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得AB间距为8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s．则(　　)‎ A. 振动周期是2 s，振幅是8 cm B. 振动频率是2 Hz C. 振子完成一次全振动通过的路程是16 cm D. 振子过O点时计时，3 s内通过的路程为24m ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A、B之间的距离为8 cm，则振幅是4 cm，故A错；T＝2 s，f＝0.5 Hz，B错；振子完成一次全振动通过的路程是4A，即16 cm,3 s内运动了1.5个周期，故总路程为24 cm，C、D正确．‎ 思路分析：简谐运动关于平衡位置对称，完成一次全振动的时间为一个周期。‎ 试题点评：典型考查简谐运动描述的问题，学生只有掌握一次全振动过程中各个物理量的变化，才能正确解题。‎ ‎8.一个摆长为l1的单摆，在地面上做简谐运动，周期为T1，已知地球质量为M1，半径为R1，另一摆长为l2的单摆，在质量为M2，半径为R2的星球表面做简谐运动，周期为T2，若T1＝2T2，l1＝4l2，M1＝4M2，则地球半径与星球半径之比R1∶R2为(　　　　)‎ A. 2∶1 B. 2∶3‎ C. 1∶2 D. 3∶2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：由单摆周期公式可知：;，由于T1=2T2，l1=4l2，故g1=g2；设星球表面的物体质量为m，则，，由于g1=g2，‎ 故，故选A．‎ 考点：单摆；万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】此题是单摆和万有引力定律的应用结合题；根据题意及单摆周期公式求出地球与该星球表面的重力加速度关系；根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力求出重力加速度的表达式，最后求出地球半径与星球半径之比。‎ ‎9.关于简谐运动受力和运动特点的说法，正确的是（　　）‎ A. 简谐运动是匀变速运动 B. 回复力是指使物体回到平衡位置的力 C. 振动物体越接近平衡位置，运动得越快，因而加速度越大 D. 回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】简谐运动的加速度不断变化，所以是非匀变速运动，选项A错误；回复力是指使物体回到平衡位置的力，选项B正确；振动物体越接近平衡位置，运动得越快，回复力越小，因而加速度越小，选项C错误；回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反，选项D错误；故选B.‎ ‎10.弹簧振子作简谐运动，在平衡位置O两侧B、C间振动，当时间t=0时，振子位于B点（如图），若规定向右的方向为正方向，则下图中哪一个图象表示振子相对平衡位置位移随时间变化的关系（　　　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】简谐运动的位移是指相对平衡位置的位移，是从初位置到末位置的有向线段；t=0时刻，位移为负的最大值；简谐运动的位移随着时间按照正弦规律变化；故选A。‎ ‎11.一根绷紧的绳上，悬挂着五个摆球，a和c摆长相等，其余各摆摆长不等，如图所示。使a摆开始振动，则其余四个摆的振动情况是（　　　）‎ A. b摆振幅最大 B. c摆的振幅最大 C. d振动最快 D. e振动最快 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于a、c摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则当a摆开始振动时，c摆出现共振现象，振幅达到最大；故A错误，B正确；a摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动周期均等于a摆的摆动周期，故CD错误；故选B。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即共振．‎ ‎12.下列关于机械波的说法中，正确的是（　　　）‎ A. 各质点都在各自的平衡位置附近振动 B. 相邻质点间必有相互作用力 C. 前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点 D. 各质点随波的传播而迁移 E. 离波源越远，质点的振动频率越小 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】机械波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移。故A正确，D错误。根据波向前传播的特点，前面的质点带动后面的质点振动，相邻质点间必有相互作用力，故B正确。机械波由产生的地方由近及远向前传播，前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点，故C正确。各质点都在振源的带动下做受迫振动，则各个质点的振动频率都等于振源的振动频率，选项E错误；故选ABC.‎ ‎【点睛】机械波产生的条件是振源与介质．各质点并不随波迁移，波形成的特点是：带动、重复、滞后．‎ ‎13.下面为某机械波在t=0时刻的波形图象和该波上质点P对应的振动图象，根据图象正确的是（　　　）‎ A. P点振幅为0cm B. Q点速度向y轴正方向 C. 波向右传播，v=2.0m/s D. 波向左传播，v=2.0m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由图像可知，P点的位移此时为0cm，振幅为10cm，选项A错误；根据质点P的振动图象可知，t=0时刻质点P在平衡位置向上振动，可知波向正方向传播，则此时Q点速度向y轴负方向，选项B错误；因波长为4m，周期为2s，则波速，选项C正确，D错误；故选C.‎ ‎【点睛】本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长，由波的传播方向判断质点的振动方向，由振动图象读出周期，判断质点的振动方向等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握．‎ ‎14.一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0时刻的波形如图。已知这列波在P点处依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s。以下说法中正确的是（　　　　）‎ A. 这列波的波长是5m B. 这列波的波速是10m/s C. 质点Q需要再经过0.5s，才能第一次到达波峰处 D. 质点Q达到波峰时，质点P恰好到达波谷处 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图读出波长λ=4m。故A错误。由题，这列波在P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s，波的周期为T=0.4s，则波速为，故B正确。图中x=2m位置与Q点相距x=7m，x=2m处的振动传到Q点的时间为 ‎，则质点Q需要再经过0.7s，才能第一次到达波峰处。故C错误。P、Q相距两个波长，是同相点，振动情况总是相同，质点Q达到波峰时，质点P也恰好达到波峰处。故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】本题考查分析和理解波动图象的能力．C项也可以先求出波从图示位置传到Q点的时间．波传到Q点时，Q点向下振动，再经过3T/4第一次形成波峰，将两个时间相加即为所求．‎ ‎15.一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为λ，某一时刻波的图象如图所示。在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为（　　　　）‎ ‎　‎ A. (5/4)λ，0 B. (5/4)λ，A C. λ，A D. λ ，－A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，简谐横波水平向右传播，图示时刻（λ，0）处质点向下运动，再经过1/4周期时，质点到达波谷位置，所以坐标为（λ，-A），故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎【点睛】本题关键要根据波的传播方向判断出质点的运动方向．可以采用排除法判断出A、B两选项是错误的，因为质点只上下振动，横坐标不变．‎ ‎16. 如图所示，S点为波源，其频率100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播途径中的两点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m，当S通过平衡位置向上运动时，则( )‎ A. P在波谷，Q在波峰 B. P在波峰，Q在波谷 C. P、Q都在波峰 D. P通过平衡位置向上运动，Q通过平衡位置向下运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：根据公式可得该波的波长为：，所以,‎ 故P点比S点的振动情况向后退周期，所以当S通过平衡位置向上振动时，P位于波谷，‎ Q点比S点的振动情况向后退，所以当S通过平衡位置向上振动时，Q在波峰，‎ 故选A，‎ 考点：考查了横波的传播 点评：做本题的关键是算出两点距离S点的振动晚了多长时间，然后根据振动规律分析解题 ‎17.弹簧振子第一次从平衡位置拉开4cm振动,第二次拉开2cm振动，两次振动中相同的物理量是（　　　）‎ A. 振幅 B. 能量 C. 周期 D. 最大回复力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】第一次振幅是4cm，第二次振幅是2cm，可知振幅不同，故A错误。弹簧振子的振幅越大，能量越大，则能量不同，故B错误。弹簧振子的周期与振幅无关，由弹簧振子本身决定，则周期不变，故C正确。由F=-kx，知最大回复力与振幅成正比，则最大回复力不同，故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】本题关键明确简谐运动的振幅、周期的决定因素，知道弹簧振子的周期与振幅无关，由弹簧振子本身决定．‎ ‎18.如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是 A. 质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的 B. 2s末速度最大,沿x轴的正方向 C. 3s末加速度最大,沿x轴负方向 D. 质点在4s内的位移为8cm ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】t=0时刻质点位于平衡位置，随后在平衡位置的上方，所以质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的，故A正确。2s末质点位于平衡位置处，势能是零，动能最大，速度最大，沿x轴的负方向，故B错误。在3s末，质点位于负的最大位移处，速度为零，加速度正向最大，故C错误。质点在4s末回到平衡位置，则质点在4s内的位移为0，选项D错误；故选A。‎ ‎【点睛】由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题．‎ ‎19.如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图.已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s，则以下说法正确的是(　　)‎ A. 波的波速为10 m/s B. 波的频率为1.25 Hz C. 波沿x轴正方向传播 D. 该时刻质点P正沿y轴正方向运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由图可看出，ab之间相差半个波长，而质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s，所以T=0.8s，f=1/T=1.25HZ，选项B 正确；波速；选项A 错误；因为b点起振超前与a点，所以波向左传播，选项A 错误；可判断时刻质点P正沿y轴负方向运动，选项D错误；‎ 考点：机械波的传播；波长、周期和波速的关系。‎ ‎20. 根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是(　　)‎ A. 甲是振动图象，乙是波动图象 B. 甲是波动图象，乙是振动图象 C. 甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向下振 D. 甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象的横坐标为时间，故A错，B对．甲中A质点被其左侧的质点带动向上振，乙中B时刻后位移由零变为负值，故向下振，所以C错，D对，故选BD 考点：考查振动图像与波动图像 点评：本题难度较小，波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象的横坐标为时间