精品解析：四川省达州中学2024-2025学年高二上学期月考物理试题

达州中学高2023级高二上期第一次教学质量检测 物理试题 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上，将条形码贴在答题卡规定的位置上． 2．选择题必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答案无效． 3．考试结束后，将答题卡收回． 一、单项选择题 1. 共振碎石化是修补混凝土路面的一种技术手段，用来破碎的机器产生振动，破除旧的混凝土的同时要保护旧路面的地基，为实现这样的目的，破碎机器的振动应该（　　） A. 与要破碎的混凝土的振幅相同 B. 与旧路面地基的振幅相同 C. 与要破碎的混凝土的振动频率相同 D. 与旧路面地基的频率相同 2. 关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系，下列说法正确的是（　　） A. 位移减小时，速度增大，加速度也增大 B. 位移方向总跟加速度方向相反，但跟速度方向相同 C. 物体远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同 D. 物体的运动方向改变时，加速度方向也改变 3. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 周期T或频率f只取决于波源，而与v、λ无直接关系，波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系 B. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关 C. 机械波的传播速度与振源的振动速度总是相等 D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移 4. 两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置，取向右为正方向，其振动图像如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 两弹簧振子具有相同的相位 B. 甲的振幅比乙大，所以甲的能量比乙大 C. 甲、乙两弹簧振子回复力最大值之比一定为 D. 时甲具有负向最大速度，乙具有正向最大位移 5. 如图所示为两列同频率的水波在t=0时刻的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法错误的是（  ） A. A、C两点是振动减弱点 B. B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm C. E点是振动加强点 D. t=0.05s，E点离开平衡位置的位移大小为4cm 6. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，质点a的平衡位置在处，如图乙所示为质点a的振动图像，则下列判断正确的是（　　） A. 图甲对应的时刻可能是 B. 这列波传播的速度大小为200m/s C. 若在0.2s内质点a运动的路程为2m，则质点a振动的振幅为5cm D. 时刻，质点a位于波谷 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1 s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中平衡位置离坐标原点2.5 m处的一个质点。则以下说法正确的是（　　） A. 质点P的振幅为0.05 m B. 波的频率可能为0.75 Hz C. 波的传播速度可能为50 m/s D. 在t＝0.1 s时刻，平衡位置与质点P平衡位置相距5 m处的质点一定沿x轴正方向运动 二、多项选择题 8. 超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A. 在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B. 超声波的频率越高，衍射本领越弱 C. 高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D. “彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 9. 如图甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端．小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长．取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示．则 A. 弹簧的最大伸长量为4m B. t=0.2s时，弹簧的弹性势能最大 C. t=0.2s到t=0.6s内，小球的重力势能逐渐减小 D. t=0到t=0.4s内，回复力的冲量为零 10. 如图所示，一列振幅为10cm的简谐横波，其传播方向上有两个质点P和Q，两者的平衡位置相距3m。某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过0.3s，Q第一次到达波峰。则下列说法正确的是（　　） A. 波长可能为2 m B. 周期可能为0.24 s C. 波速可能为15 m/s D. 0.3 s内质点P的位移大小为10 cm 三、实验题 11. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验． （1）用游标卡尺测量摆球的直径，结果如图所示，则摆球的直径d=______cm。 （2）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是（　　） A. 测出摆线长作为单摆的摆长 B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动 C. 在摆球经过平衡位置时开始计时 D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 （3）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据做出了如图所示的图像，横坐标为摆长，纵坐标为周期的平方，若图线斜率为k，则当地的重力加速度g=________（用k表示）。 （4）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是（　　） A. 开始摆动时振幅较小 B. 开始计时时，过早按下秒表 C. 测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间 12. 某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。 具体步骤如下： ①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。 ②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。 ③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。 ④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。 ⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。 该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期，其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量。 （1）由步骤④，可知振动周期：______。 （2）设弹簧的原长为，则l与的关系式为：______。 （3）由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得______（保留三位有效数字，取9.77，取）。 四、解答题 13. 如图所示，甲为某一简谐横波在时刻的图像，处的质点P的振动图像如图乙所示。 （1）写出该波振幅和周期的大小； （2）求该波的传播方向和波速v； （3）求时质点P的位置坐标。 14. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为t=0时刻的波形曲线，虚线b为0.5s时的波形曲线，求： （1）若周期大于0.5s，则波速多大； （2）若该列波波速为30m/s，求波的传播方向及x=1m处的质点从t=0时刻到0.5s的时间内通过的路程。 15. 如图所示，将质量为的物体A放在弹簧上端并与之连接，弹簧下端连接一质量为的物体B，物体B放在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，使A上下振动。弹簧原长为10cm，弹簧是劲度系数为。A、B的厚度可忽略不计，取。 （1）当系统做简谐运动时，求A的平衡位置离地面的高度； （2）若物体A在振动过程中弹簧始终不拉伸，当物体A以最大振幅振动时，求物体B对地面的最大压力； （3）在第（2）问的基础上，求弹簧最大的弹性势能及A运动的最大速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 达州中学高2023级高二上期第一次教学质量检测 物理试题 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上，将条形码贴在答题卡规定的位置上． 2．选择题必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答案无效． 3．考试结束后，将答题卡收回． 一、单项选择题 1. 共振碎石化是修补混凝土路面的一种技术手段，用来破碎的机器产生振动，破除旧的混凝土的同时要保护旧路面的地基，为实现这样的目的，破碎机器的振动应该（　　） A. 与要破碎的混凝土的振幅相同 B. 与旧路面地基的振幅相同 C. 与要破碎的混凝土的振动频率相同 D. 与旧路面地基的频率相同 【答案】C 【解析】 【详解】根据共振现象，当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体的振幅达到最大值，所以应使破碎机器的振动与要破碎的混凝土的振动频率相同，从而损坏混凝土，而与地基频率相差较大，可以不损坏路面的地基。 故选C。 2. 关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系，下列说法正确的是（　　） A. 位移减小时，速度增大，加速度也增大 B. 位移方向总跟加速度方向相反，但跟速度方向相同 C. 物体远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同 D. 物体的运动方向改变时，加速度方向也改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．位移减小时，物体向平衡位置运动，速度增大，加速度减小，故A错误； B．位移方向由平衡位置指向物体所在位置，加速度方向由物体所在位置指向平衡位置，故位移方向总跟加速度方向相反，但位移方向与速度方向可能相同也可能相反，故B错误； C．位移方向由平衡位置指向物体所在位置，物体远离平衡位置运动时，二者方向相同，故C正确； D．加速度方向由物体所在位置指向平衡位置，与运动方向无关，故D错误。 故选C。 3. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 周期T或频率f只取决于波源，而与v、λ无直接关系，波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系 B. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关 C. 机械波的传播速度与振源的振动速度总是相等 D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移 【答案】A 【解析】 【详解】A．对于机械波，周期T或频率f只取决于波源，而与v、λ无直接关系，波速v取决于介质的性质，它与T、λ无直接关系，故A正确； B．机械波的振幅与介质无关，与波源振动的振幅相等，故B错误； C．机械波的传播速度与振源的振动速度没有联系，故C错误； D．根据波的特点可知，在机械波传播过程中，介质中的质点在其平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，故D错误。 故选A。 4. 两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置，取向右为正方向，其振动图像如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 两弹簧振子具有相同的相位 B. 甲的振幅比乙大，所以甲的能量比乙大 C. 甲、乙两弹簧振子回复力最大值之比一定为 D. 时甲具有负向最大速度，乙具有正向最大位移 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，甲的周期为4s，乙的周期为8s，两个弹簧振子的周期不同，只是初相位相同，所以相位不同，故A错误； B．由图像可知，甲的振幅为2cm，乙的振幅为1cm，但是两个弹簧振子的劲度系数不确定，所以两个弹簧振子的能量大小无法比较，故B错误； C．弹簧振子的最大回复力为 振幅之比为，但是无法确定两弹簧振子的劲度系数，所以两个弹簧振子回复力的最大值无法比较，故C错误； D．由图像可知，当 时，甲处于平衡位置且向x轴的负向运动，此时的速度最大；乙处于正方向的最大位移处，速度为0，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为两列同频率的水波在t=0时刻的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法错误的是（  ） A. A、C两点是振动减弱点 B. B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm C. E点是振动加强点 D. t=0.05s，E点离开平衡位置的位移大小为4cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．A、C两点分别为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故A正确，不符合题意； B．D点在该时刻波峰与波峰叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为4cm，B点在该时刻波谷与波谷叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为-4cm，则D、B两点在该时刻的竖直高度差为8cm，故B错误，符合题意； C．D点是波峰与波峰叠加点，B点是波谷与波谷叠加点，即为振动加强点，则E点也是振动加强点，故C正确，不符合题意； D．波传播的周期 再经过t=0.05s时，即为个周期，E点是波峰与波峰相遇，所以离开平衡位置的位移大小为4cm，故D正确，不符合题意。 故选B。 6. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，质点a的平衡位置在处，如图乙所示为质点a的振动图像，则下列判断正确的是（　　） A. 图甲对应的时刻可能是 B. 这列波传播的速度大小为200m/s C. 若在0.2s内质点a运动的路程为2m，则质点a振动的振幅为5cm D. 时刻，质点a位于波谷 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于波沿x轴正向传播，因此图甲对应时刻质点a正沿y轴正向运动，因此选项A错误； B．这列波传播的速度 选项B正确； C．若在0.2s内质点a运动的路程为2m，则 解得 选项C错误； D．由于质点振动的周期为0.04s，因此时刻，质点a位于平衡位置，选项D错误。 故选B。 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1 s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中平衡位置离坐标原点2.5 m处的一个质点。则以下说法正确的是（　　） A. 质点P的振幅为0.05 m B. 波的频率可能为0.75 Hz C. 波的传播速度可能为50 m/s D. 在t＝0.1 s时刻，平衡位置与质点P平衡位置相距5 m处的质点一定沿x轴正方向运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．振幅等于质点离开平衡位置的最大距离，由图知，质点P的振幅为0.1 m，A错误； B．波沿x轴正方向传播，则 周期为 频率为 （n=0，1，2，3…） 所以波的频率可能为2.5Hz，12.5Hz，不可能为7.5 Hz，B错误； C．波速为 当n=1时 C正确； D．波沿x轴正方向传播，在t=0.1s时刻，沿x轴正方向与P相隔5m处的质点和与P点相距1m的质点振动情况完全相同，即距原点为3.5m的质点在0.1s时刻的速度方向，沿y轴正方向，故D错误。 故选C。 二、多项选择题 8. 超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A. 在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B. 超声波的频率越高，衍射本领越弱 C. 高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D. “彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，故A错误； B．超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，衍射本领越弱，故B正确； C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，根据多普勒效应可知此时车正在靠近测速仪，故C正确； D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应，故D正确。 故选BCD。 9. 如图甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端．小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长．取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示．则 A. 弹簧的最大伸长量为4m B. t=0.2s时，弹簧的弹性势能最大 C. t=0.2s到t=0.6s内，小球的重力势能逐渐减小 D. t=0到t=0.4s内，回复力的冲量为零 【答案】C 【解析】 【详解】A.小球的振幅等于振子位移的最大值，由图读出，振幅为，由于当振子到达最高点时，弹簧处于原长，所以弹簧的最大伸长量为，故选项A错误； B.由图可知时，弹簧处于原长，弹簧的弹性势能最小，为零，故选项B错误； C.到内，小球的沿斜面向下运动，小球的重力势能逐渐减小，故选项C正确； D.时小球经过平衡位置沿斜面向上运动，时小球经过平衡位置沿斜面向下运动，根据动量定理可知回复力的冲量不为零，故选项D错误； 10. 如图所示，一列振幅为10cm的简谐横波，其传播方向上有两个质点P和Q，两者的平衡位置相距3m。某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过0.3s，Q第一次到达波峰。则下列说法正确的是（　　） A. 波长可能为2 m B. 周期可能为0.24 s C. 波速可能为15 m/s D. 0.3 s内质点P的位移大小为10 cm 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】某时刻P、Q两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，故存在以下四种情况 A．当P、Q之间的波的形式如图c所示时，则有 则有 λ＝2m A正确； B．由图可知，质点Q第一次到达波峰经历的时间可能为 或 解得周期可能为1.2s或0.4s，B错误； C．图a、b、c、d的波长分别为 λa＝λb＝3m λc＝2m λd＝6m 当周期为1.2s时，波速为 va＝vb＝2.5m/s vc＝m/s vd＝5m/s 当周期为0.4s时，波速为 va′＝vb′＝7.5m/s vc′＝5m/s vd′＝15m/s C正确； D．经过0.3s，当质点Q到达波峰时，图a、b中质点P到达波峰，图c质点P到达波谷，图d质点P到达波谷，故0.3s内质点P的位移大小为10cm，D正确。 故选ACD。 三、实验题 11. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验． （1）用游标卡尺测量摆球的直径，结果如图所示，则摆球的直径d=______cm。 （2）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是（　　） A. 测出摆线长作为单摆的摆长 B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动 C. 在摆球经过平衡位置时开始计时 D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 （3）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据做出了如图所示的图像，横坐标为摆长，纵坐标为周期的平方，若图线斜率为k，则当地的重力加速度g=________（用k表示）。 （4）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是（　　） A. 开始摆动时振幅较小 B. 开始计时时，过早按下秒表 C. 测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间 【答案】（1）0.89 （2）BC （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 【小问2详解】 A．摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，故A错误； B．单摆在小角度下的运动为简谐运动，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故B正确； C．为减小测量误差，在摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确； D．为减小测量误差，应测出n个周期的总时间t，然后求出周期为，所以用单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期实验误差较大，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 可得 则 【小问4详解】 根据单摆的周期公式可得 由此可知，开始摆动时振幅较小，则重力加速度不变，若开始计时时，过早按下秒表，则单摆振动周期变大，重力加速度应偏小，若测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，则周期变小，重力加速度应偏大。 故选C。 12. 某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。 具体步骤如下： ①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。 ②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。 ③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。 ④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。 ⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。 该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期，其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量。 （1）由步骤④，可知振动周期：______。 （2）设弹簧的原长为，则l与的关系式为：______。 （3）由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得______（保留三位有效数字，取9.77，取）。 【答案】（1） （2） （3）9.59 【解析】 【小问1详解】 30次全振动所用时间t，则振动周期 【小问2详解】 弹簧振子的振动周期 可得振子的质量 振子平衡时，根据平衡条件 可得 则l与g、、T的关系式为 【小问3详解】 根据 整理可得 则图像斜率 解得 四、解答题 13. 如图所示，甲为某一简谐横波在时刻的图像，处的质点P的振动图像如图乙所示。 （1）写出该波振幅和周期的大小； （2）求该波的传播方向和波速v； （3）求时质点P的位置坐标。 【答案】（1）3cm，4s；（2）沿x轴正方向传播，2m/s；（3）（2m，） 【解析】 【详解】（1）由图可知该波振幅和周期的大小分别为 （2）由质点P的振动图像可以看出，0时刻质点P向上振动，根据上下坡法可知，该波沿x轴正方向传播。由图甲知 所以波速 （3）质点P的振动方程为 由得 则时 横坐标不变，所以质点P的坐标为（2m，）。 14. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为t=0时刻的波形曲线，虚线b为0.5s时的波形曲线，求： （1）若周期大于0.5s，则波速多大； （2）若该列波波速为30m/s，求波的传播方向及x=1m处的质点从t=0时刻到0.5s的时间内通过的路程。 【答案】（1）若该列波向右传播，；若该列波向左传播， （2）0.3m 【解析】 【小问1详解】 若该列波向右传播，则 （n=0，1，2…） 联立可得 ， 所以 若该列波向左传播，则 （n=0，1，2…） 解得 ， 所以 【小问2详解】 若波速为30m/s，则 所以该波向左传播，则 由于 所以x=1m处的质点从t=0时刻到0.5s的时间内通过的路程为 15. 如图所示，将质量为的物体A放在弹簧上端并与之连接，弹簧下端连接一质量为的物体B，物体B放在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，使A上下振动。弹簧原长为10cm，弹簧是劲度系数为。A、B的厚度可忽略不计，取。 （1）当系统做简谐运动时，求A的平衡位置离地面的高度； （2）若物体A在振动过程中弹簧始终不拉伸，当物体A以最大振幅振动时，求物体B对地面的最大压力； （3）在第（2）问的基础上，求弹簧最大的弹性势能及A运动的最大速度大小。 【答案】（1）0.08m （2）4N，竖直向下 （3）0.04J， 【解析】 【小问1详解】 A在平衡位置时，所受合力为零，设弹簧的压缩量为，则 解得 则A的平衡位置离地面的高度 【小问2详解】 物体A在振动过程中弹簧始终不拉伸，最大振幅 A在最低点时，B对地面压力最大，此时弹簧压缩形变量为2A，物体对地面的最大压力 方向竖直向下。 【小问3详解】 A运动到最低点时弹性势能最大，根据机械能守恒定律，弹簧最大弹性势能为 A运动到平衡位置速度最大，根据动能定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $