内容正文:
南通中学高二物理9月18日周测卷
一、单选题(4分*14=56分)
1.用手机连拍功能拍摄一个由竖直弹簧吊着的振子振动的照片,把不同时刻拍摄的照片通过电脑组合,使
其在相等的时间间隔内水平移动相等的间距,得到如图照片,设连拍时间间隔均为△t,1、5为振子的平衡
位置,△小球弹簧振子的振动周期。由该照片可得()
2
4
A.振子的振动周期为12△
B.竖直方向上,1、2间距是2、3间距的2倍
C.振子在2、4位置的加速度相同
D.振子从2位置开始计时,经过4△t时间振动情况完全相同
2.水平弹性轻绳右端固定,左端α与波源相连,绳上α、b间距是b、c间距的2倍。波源振动一段时间后
的波形如图所示,则当波传播到c点时()
b
A.a、c两点均将向上运动
B.a、c两点均将向下运动
C.a点将向上运动,c点将向下运动
D.a点将向下运动,c点将向上运动
3.某学习小组利用假期往返湖南,北京两地,研究了单摆周期与摆长的关系,图甲是两地的T2一L图像,
图乙是在湖南绘制的不同摆长的振动图像,关于本次实验,下列说法正确的是()
x/cm
7T2/s2
L/m
甲
A.图甲中A代表重力加速度大,是北京测量的图像
B.图甲中B代表重力加速度小,是湖南测量的图像
C.图乙中a、b对应的摆长比为2:3
D.图乙中a、b对应的摆长比为4:9
试卷第1页,共6页
4.如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m
处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则()
↑ylcm
↑ylcm
10
10
0
6
x/m
0.050100.150.20t/s
10
10
d
A.t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴正方向
B.t=0.15s时,质点P的加速度比质点Q的加速度大
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为40-10W2)cm
5.如图所示,假设沿地球直径凿通一条隧道,把一小球从地面S点静止释放,小球在隧道内的运动可视为
简谐振动。已知地球半径为R,小球经过O点时开始计时,由O向S运动,经t。时间第1次过P点(P点
图中未标出),再经2t。时间又过该点。则()
A.小球振动的周期为6t。
B.O到P的距离为V2R
C.小球第3次过P点所需的时间为10t。D.由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大
6.如图所示,竖直轻质弹性绳上端固定,原长状态时下端在P点。现福佑崇文阁赵老师取来一块带有小孔
的薄板,使小孔处在P点,并将绳下端穿过小孔悬挂一个质量为m的小球,小球静止时位于O点。现将小
球拉至与O点等高的A点静止释放,B为A点的对称点,不计一切阻力且弹性绳始终遵循胡克定律。则关
于小球释放之后的运动,下列说法正确的是()
A
B
试卷第2页,共6页
A.小球将沿直线在A、B之间来回运动
B.小球将沿曲线在A、B之间来回运动
C.小球经过P点正下方时绳子拉力大于g
D.小球的运动不是简谐运动
7.如图所示,有直角三角形光滑轨道框架VABC,其中AB竖直。∠C=90°,光滑圆弧轨道CB为VABC的
外接圆上的一部分。小球1、2分别沿轨道AB、AC从A点由静止开始运动,到B、C点对应的时间分别为、
t2,小球3沿轨道CB从C点由静止开始运动,到B点的时间为t;小球4在圆弧轨道CB上某一点(对应
的圆心角很小)由静止开始运动,到B点的时间为t4。则下列时间的关系正确的是()
A.车>t2
B.t,<
C.>
D.=
8.一列简谐横波沿x轴的正向传播,振幅为2cm,周期为T。己知为t=0时刻波上相距50cm的两质点a、
b的位移都是lcm,但运动方向相反,其中质点α沿y轴负向运动,如图所示,下列说法不正确的是()
↑y/cm
6
20
70 x/cm
A.该列简谐横波波长可能为150cm
B.该列简谐横波波长可能为12cm
C.当质点b的位移为+2cm时,质点a的位移为负
5T
D.在1一乃时刻质点6速度最大
9.如图所示,倾角为的光滑斜面上有两质量均为m的物块A、B,它们分别与平行于斜面的两根劲度系数
均为k的轻质弹簧固连,两弹簧的另一端分别固定在斜面上。已知简谐运动的周期公式T=2
M
,M为
振子的质量,k为回复力与位移的比例系数。初始时,物块A、B间用一平行于斜面的轻绳相连,此时下方
弹簧恰好处于原长。某时刻轻绳突然断裂,关于此后物块A、B的运动,下列说法正确的是()
试卷第3页,共6页
WwWA—BwW
A.物块A、B可能会发生碰撞
B.物块A、B振动的相位差随时间变化
C.物块A的加速度为零时,物块B的加速度可能不为零
D.物块A、B振动的最大速度之比为1:1
10.如图甲,弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点,小球在MN两点间做振幅为A的简谐运动,小球经
过0点时开始计时,其x-1图像如图乙,小球的速度=42江co2
二t,加速度为a,质量为m,动能为Ek,
弹簧劲度系数为k,弹簧振子的弹性势能为E。,弹簧对小球做功的功率为P,下列描述该运动的图像正确的
是()
A
-A
乙
个a
kA
m
mAr
72
0
B
Tt
kA
m
2m4πr↑E
kA2元
C
D
T
11.一列质量为m(分布均匀)、长为l的玩具小火车从平面上以速度'。依靠惯性冲上一个倾角为=30°的
固定斜面,假设水平面和斜面连接处不损耗能量,不计一切摩擦。则关于玩具小火车爬坡的过程(以水平
面为零势面),下列说法正确的是()
60H6o-0-0o@oo=00
试卷第4页,共6页
A.火车头在斜面上一直做匀减速运动
B.若在斜面上的车厢长度为x(x<)时,则小车的重力势能为艺mgx
C.若在斜面上的车厢长度为x(x<)时,则小车的速度为v=
2
2
D,从火车头接触斜面到火车速度为零所经历的时间可能为=,
21
12.如图,轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,t=0时刻,将滑块无初速放在向右匀速运动的水平传送带
上,此时弹簧水平且为原长。若弹簧形变始终在弹性限度内,滑块最后静止,选地面为参考系,以向右方
向为正方向,则在下列滑块速度ⅴ与时间t的关系曲线中,可能正确的是()
gw
13.如图所示,水平叠放在一起的两个物体A、B,在光滑的水平面上一起做简谐运动,并始终保持相对静
止。A、B两物体连接的弹簧劲度系数和原长相同,两物体的质量分别为、2(≠2),在A、B一起
运动过程中,下列说法正确的是()
000000L
A
N000000B
7777777777777777777
A.两物体之间一直无摩擦力
B.除原长位置外,其它位置都有摩擦力,且大小不变
C.除原长位置外,其它位置都有摩擦力,且大小随位置变化
D.除原长位置外,左右各有一处存在摩擦力为0的位置
试卷第5页,共6页
14.如图所示,一轻质弹簧上端固定,下端与物块栓接,将物块上推使弹簧处于压缩状态,物块由静止释
放后沿粗糙斜面向下运动至最低点,返回运动一段距离后停在斜面上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
取沿斜面向下为正方向,此过程中,物块的加速度α与位移x的关系图像正确的是()
20M0M0T
二、解答题(4分+5分+5分=14分)
15.如图,一倾角6=37°(sin37°=0.6)的光滑固定斜面上,一质量为M=1.5kg的滑块与劲度系数为
k=300Nm的轻弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在斜面顶端,开始时滑块处于静止状态。一质量为
=0.5kg的泥团以v。=2.4s的速度沿斜面从滑块下方与滑块发生碰撞并与滑块粘在一起,两者一起在斜
面上沿斜面做上下振动,重力加速度g取10/s2。求
37
(1)泥团与滑块碰撞后的瞬间两者的速度大小:
(2)滑块与泥团所能达到的最高位置与最低位置之间的距离:
(3)滑块与泥团振动过程中速度的最大值。
试卷第6页,共6页南通中学高二物理9月18日周测卷
一、单选题(4分*14=56分)
1.用手机连拍功能拍摄一个由竖直弹簧吊着的振子振动的照片,把不同时刻拍摄的照片通过电脑组合,使
其在相等的时间间隔内水平移动相等的间距,得到如图照片,设连拍时间间隔均为△,1、5为振子的平衡
位置,△小球弹簧振子的振动周期。由该照片可得()
5
A.振子的振动周期为12△t
B.竖直方向上,1、2间距是2、3间距的2倍
C.振子在2、4位置的加速度相同
D.振子从2位置开始计时,经过4△t时间振动情况完全相同
【答案】C
【详解】A.由题意可知振子从1位置到2位置时间间隔与2位置到3位置时间间隔相等,均为△t,振子
的周期为
T=42△t=8△t
故A错误:
B.根据简谐振动的特点可知,振子从1位置到3位置的时间为
I-2M
4
在前了、
=△t内的位移为
8
后三△内的位移为
由此可知
试卷第1页,共18页
x1:x2=1+V2
故B错误;
C.2、4为同一位置,受力情况相同,振子的加速度相同,故C正确
D。由于4d-了,振子从2位置开始计时,经过4Y时间振对情况完全相反,枚D错误。
故选C。
2.水平弹性轻绳右端固定,左端α与波源相连,绳上a、b间距是b、c间距的2倍。波源振动一段时间后
的波形如图所示,则当波传播到c点时()
A.、c两点均将向上运动
B.a、c两点均将向下运动
C.a点将向上运动,c点将向下运动
D.a点将向下运动,c点将向上运动
【答案】C
【详解】介质中各质点起振的方向与振源起振方向相同。由图知,b向下振动,则振源起振方向向下,当波
传播到c点时,c点将向下运动,由于a、c间距为半波长的奇数倍,所以a点将向上运动。
故选C。
3.某学习小组利用假期往返湖南,北京两地,研究了单摆周期与摆长的关系,图甲是两地的T一L图像,
图乙是在湖南绘制的不同摆长的振动图像,关于本次实验,下列说法正确的是()
个x/cm
T2/s2
0
L/m
-4
甲
乙
A.图甲中A代表重力加速度大,是北京测量的图像
B.图甲中B代表重力加速度小,是湖南测量的图像
C.图乙中a、b对应的摆长比为2:3
D.图乙中a、b对应的摆长比为4:9
【答案】D
试卷第2页,共18页
【详解】AB.根据
可得
T=L
故图像的斜率表示
k=4z2
8
图甲中A代表重力加速度小,是湖南测量的图像,B代表重力加速度大,是北京测量的图像。故AB错误:
CD.图乙中a、b的周期之比为2:3,则根据
T-2FV8
可知a、b对应的摆长比为4:9。
故C错误;D正确。
故选D。
4.如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m
处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则()
↑ylcm
↑ylcm
10
10
0
0
2
8
x/m
0.050.100.15020ts
10
-10
甲
乙
A.t=015s时,质点P的运动方向沿y轴正方向
B.t=0.15s时,质点P的加速度比质点Q的加速度大
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为40-10W2)cm
【答案】D
【详解】C.由图甲可知,波长
=8m
试卷第3页,共18页
由图乙可知,周期
T=0.2s
且Q点在t=010s时向下运动,根据“同侧法判断波沿x轴负方向传播,则波速
8
1=
T0.2
m/s=40m/s
从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了
△x=y.△t=40×(0.25-0.10)m=6m
故C错误;
A.波沿x轴负方向传播,由图甲根据同侧法判断,t=0.10s质点P运动方向沿y轴正方向,再经过0.05s
4,质点P正从正的最大位移向平衡位置运动,故t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴负方向,故A
错误:
B.t=015s时,质点Q己经到负的最大位移处,质点P正从正的最大位移向平衡位置运动,故质点Q偏
离平衡位置的位移比质点P大,故质点Q比质点P大受到的回复力大,质点Q的加速度比质点P大,故B
错误:
D.从t=0.10s到t=0.25s,根据
41=0.158=37
4
由正弦函数可知在t=0.10s质点P的纵坐标为
yp =10sin
n2πT
cm=5√2cm
T 8
同理=0.25s时,质点P的纵坐标为
y=-5v2cm
如图甲可知,振幅
A=10cm
从t=0.10s到t=0.25s,质点P从yp处先运动到正的最大位移,又向下运动的负的最大位移,然后向上运动
的处,故质点P的路程为
S=4A-2×5W2cm=4x10cm-2×5V2cm=(0-10W2)cm
故D正确。
故选D。
5.如图所示,假设沿地球直径凿通一条隧道,把一小球从地面S点静止释放,小球在隧道内的运动可视为
试卷第4页,共18页
简谐振动。已知地球半径为R,小球经过O点时开始计时,由O向S运动,经t。时间第1次过P点(P点
图中未标出),再经2t。时间又过该点。则()
A.小球振动的周期为6t。
B.O到P的距离为V2R
2
C.小球第3次过P点所需的时间为10。D.由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大
【答案】B
【详解】A.小球经过O点时开始计时,由O向S运动,经to时间第1次过P点,再经2t时间又过该点,
说明小球从O到P的时间为to,从P到最大位移处的时间为to,小球从最大位移处再回到P点的时间为to,
则小球振动的周期为
T=4(to+to)=8to
故A错误;:
B.设O到P的距离为x,由简谐运动的对称性可得
xAsnπ、V2
A
42
又
A=R
则得
t-ER
2
故B正确;
C.小球第3次过P点所需的时间为
t斤6to
故C错误;
D.由S到O的运动过程中小球做简谐运动,位移逐渐减小,根据简谐运动的特征
as、在
分析可知加速度逐渐减小,由牛顿第二定律知小球受力逐渐减小,故D错误。
试卷第5页,共18页
故选B。
6.如图所示,竖直轻质弹性绳上端固定,原长状态时下端在P点。现福佑崇文阁赵老师取来一块带有小孔
的薄板,使小孔处在P点,并将绳下端穿过小孔悬挂一个质量为的小球,小球静止时位于O点。现将小
球拉至与O点等高的A点静止释放,B为A点的对称点,不计一切阻力且弹性绳始终遵循胡克定律。则关
于小球释放之后的运动,下列说法正确的是()
llllllu
D
A.小球将沿直线在A、B之间来回运动
B.小球将沿曲线在A、B之间来回运动
C.小球经过P点正下方时绳子拉力大于g
D.小球的运动不是简谐运动
【答案】A
【详解】设PO=h,则
mg=kh
设某时刻弹性绳与竖直方向的夹角为0,此时球离开O点的距离为x,则弹力的竖直分量
'cos日cos6=h=mg
可知合力方向水平,小球将沿直线在A、B之间来回运动:小球受大小为
P=kh
asin6=mg tan日-ms.x
cose
h
满足简谐振动的=-的特征,则球的运动是简谐振动:小球经过P点正下方时绳子拉力等于g。
故选A。
7.如图所示,有直角三角形光滑轨道框架VABC,其中AB竖直。∠C=90°,光滑圆弧轨道CB为VABC的
试卷第6页,共18页
外接圆上的一部分。小球1、2分别沿轨道AB、AC从A点由静止开始运动,到B、C点对应的时间分别为、
t,小球3沿轨道CB从C点由静止开始运动,到B点的时间为;小球4在圆弧轨道CB上某一点(对应
的圆心角很小)由静止开始运动,到B点的时间为t,。则下列时间的关系正确的是()
B
4
A.4>t2
B.12<
C.
D.
【答案】C
【详解】设AB为2R,小球1做自由落体运动,则有
解得
4R
设∠BAC=6,根据几何关系可知AC为2Rcos6,根据牛顿第二定律可知
4=8c0sθ
则有
2RcoS0=
28cos
解得
4R
同理可知小球3的位移为2Rsin0,加速度为
as=gsine
则有
试卷第7页,共18页
2Rsin=g sin t;
解得
4R
t,g
小球4的运动可看作是摆长为R的单摆运动,则时间为
1
RR
X218-4
综上分析可知
t1=t2=t3>t4
故选C。
8.一列简谐横波沿x轴的正向传播,振幅为2cm,周期为T。己知为t=0时刻波上相距50c的两质点a
b的位移都是1c,但运动方向相反,其中质点α沿y轴负向运动,如图所示,下列说法不正确的是()
↑y/cm
b
20
70 x/cm
A.该列简谐横波波长可能为150cm
B.该列简谐横波波长可能为12cm
C.当质点b的位移为十2cm时,质点a的位移为负
D.在t=
2时刻质点b速度最大
5
【答案】B
【详解】AB.设质点的起振方向向上,则质点的振动方程为
x=ASIn af
且a、b中间的距离小于1个波长,对于b点有
x=2sin ct
解得
o=石a点振动的时间比b点长,所以由
x=2sin at2
试卷第8页,共18页
解得
5π
ot2=∠a、b两个质点振动的时间差为
6
2πT
△t=t,-4=303
所以a、b之间的距离为
Ar=YAI=
3
则通式为
m+32=50cm(r-0.1,23)
则波长可以为
2s150
cm(2=0,1,2,3…)
3+
当n=0时
λ=150cm
由于n是整数,所以不可能为12cm,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.当质点b的位移为十2c时,即b到达波峰时,结合波形知,质点a在平衡位置下方,位移为负,故C
正确,不符合题意:
D.由
ys
6
得
4品吉
当
时质点b到达平衡位置处,速度最大,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.如图所示,倾角为的光滑斜面上有两质量均为m的物块A、B,它们分别与平行于斜面的两根劲度系数
M
均为k的轻质弹簧周连,两弹簧的另一端分别周定在斜面上。已知简谐运动的周期公式T=2√无,M为
振子的质量,k为回复力与位移的比例系数。初始时,物块A、B间用一平行于斜面的轻绳相连,此时下方
弹簧恰好处于原长。某时刻轻绳突然断裂,关于此后物块A、B的运动,下列说法正确的是()
试卷第9页,共18页
WWA—BwwW
A.物块A、B可能会发生碰撞
B.物块A、B振动的相位差随时间变化
C.物块A的加速度为零时,物块B的加速度可能不为零
D.物块A、B振动的最大速度之比为1:1
【答案】D
【详解】A.由于轻绳断裂后,物块A、B均在斜面上做简谐运动,其初始位置分别为AB的最高点和最低
点,所以两物块不会发生碰撞,故A错误:
B.由于A、B两物块质量相等,重力沿斜面的分力和弹簧的弹力的合力提供回复力,即回复力与位移的比
例系数相等,所以两物块运动的周期相等,振动的相位差不随时间变化,故B错误;
C.当物块A的加速度为零时,即物块A处于平衡位置,从初始运动开始经历四分之一个周期,所以此时
物块B运动的时间也为四分之一个周期,物块B也处于平衡位置,加速度为零,故C错误;
D.当物块处于平衡位置时,速度最大,此时两弹簧的形变量相等,根据能量守恒定律可知,两物块动能相
等,即物块A、B振动的最大速度之比为1:1,故D正确。
故选D。
10.如图甲,弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点,小球在MN两点间做振幅为A的简谐运动,小球经
过0点时开始计时,其x-1图像如图乙,小球的速度v=42”c0s
T
t,加速度为a,质量为,动能为Ek,
弹簧劲度系数为k,弹簧振子的弹性势能为E。,弹簧对小球做功的功率为P,下列描述该运动的图像正确的
是()
MO N
试卷第10页,共18页