精品解析：河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2024-2025学年高二上学期1月期末模拟物理试题

新蔡县第一高级中学高二2025年1月份期末模拟物理试题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 如图所示，一个在光滑水平面内的弹簧振子的平衡位置为，第一次用力把弹簧拉伸到后释放让它振动，第二次把弹簧拉伸到后释放让它振动，，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（ ） A. 1:1 1:1 B. 1:1 1:2 C. 1:4 1:4 D. 1:2 1:2 2. 某同学将一根不可伸长的轻绳一端系上摆球，另一端系在力传感器上，测得轻绳的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，若已经测得摆长为L，摆球质量为m，结合图中信息可以推测出当地重力加速度为（　　） A B. C. D. 3. 一列简谐横波在t=1s时刻的波形如图所示，a、b、c三质点的横坐标分别为xa=1m、xb=1.5m、xc=4m，若随后5s内质点a振动的路程为10cm，则下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波的传播速度为2m/s B. 该简谐波一定向右传播 C. 随后5s内质点b振动的路程可能大于10cm D. 该时刻质点c的振动方向沿y轴负方向 4. 火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。则下列情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来高的是（　　） A. 观察者静止，火车远离观察者运动 B. 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 C. 观察者和火车均在运动，且逐渐靠近 D. 观察者和火车均在运动，且逐渐远离 5. 两列简谐横波在同一介质中沿直线相向传播。点在之间，到的距离，到的距离，如图甲所示。时刻，向右传的波恰好传到点。图乙为此后两列波分别在点引起的振动图像，其中实线为向右传播的波经过点时，点的振动图像，虚线为向左传播的波经过点时，点的振动图像，则下列正确的是（　　） A. 时，点在平衡位置下方且向平衡位置运动 B. 两列波的波长均为 C. 在内点的路程为 D. 稳定后点为振动加强点 6. 如图所示，一列沿轴正方向传播的简谐横波，在时刻波刚好传播到处的质点，已知波的传播速度为.则（　　） A. 波源的起振方向沿方向 B. 波源的振动频率为 C. 时，处的质点Q第一次处于波谷 D. 时，处质点已通过的路程为 7. 在一次实验中，某简谐横波在t=0时刻的波形图像如图甲所示，图乙为在该波的传播方向上某质点的振动图像。下列说法中正确的是（　　） A. 该波的波长为3m B. 若图乙是质点Q的振动图像，则该波一定沿x轴负方向传播 C. 若图乙是质点P的振动图像，则在t=0.35s时刻，质点Q的坐标为（2 m，-4 cm） D. 若图乙是质点Q的振动图像，则在t=0.35s时刻，质点P的坐标为（4.5 m，-4 cm） 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。） 8. 如图，有频率相同、步调一致的两个振源S1与S2分别做简谐运动，形成的简谐波在空间中沿介质传播，S1的振幅为3A，S2的振幅为A，在两列波叠加的区域内有P、Q两质点，P质点是振动加强点，Q质点是振动减弱点，关于这两质点，下列说法正确的是（不考虑波传播过程中的能量损失）（　　） A. P质点的位移一定比Q质点的位移大 B. P质点振动的振幅为4A C. P质点位置可能在S1与S2连线的中垂线上 D. Q质点到两波源S1与S2的波程差一定是波长的整数倍 9. 在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（　　） A. 此时P、Q两点运动方向相同 B. 再经过0.5s质点N刚好位于（-5m，20cm）位置 C. 该波只有遇到2m的障碍物才能发生明显衍射 D. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz 10. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题（本题共5个小题，共54分） 11. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）下列关于单摆实验的操作，正确的是______。 A.摆球运动过程中摆角应大于30° B.摆球到达平衡位置时开始计时 C.摆球应选用泡沫小球 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）正确组装单摆后在摆球自然悬垂情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细线与摆球连接点的长度l'=0.987 0 m，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为______mm，单摆摆长l=______ m。 （3）实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2—l图像，如图所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），可求出g=______。 12. 将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的小球，将小球向下拉离平衡位置后松开，小球上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以小球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。重力加速度取g。则 （1）小球做简谐运动的周期T=_______． （2）为验证小球振动周期T与质量m的关系，需多次改变m值并测得相应的T值，并通过作图法得到周期与质量的关系．在实验过程中： ① 若在弹性限度内，弹簧最大伸长量为Δ L，则实验时最大振幅A为_______； ② 用停表测量周期T，在图示的哪个位置作为计时的开始与终止更好？_______（选填 “（a）”、“（b）”或“（c）”） （3）为方便用作图法处理数据，横坐标表示m，纵坐标表示T2。借助以上图象，也可以用以测量弹簧的劲度系数，若某同学在测量过程中，误将49次全振动记为50次，那么测得的劲度系数将_______（填“变大” “变小”或“不变”）。 四、计算题 13. U型池轮滑的比赛场地如图所示，该场地是一个半径的圆弧，可视为质点、质量的运动员在圆弧内的同一竖直面内运动，若运动员始终在圆弧最低点附近运动（视为简谐运动），不计一切摩擦及空气阻力，取重力加速度大小，。 (1)求运动员从最高点运动到最低点所用的时间t； (2)若运动员从距最低点高度处由静止开始下滑，求运动员在最低点受到的赛场的支持力的大小F。 14. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1，0）的质点刚好开始振动，P质点的坐标为（3，0）。在t1=0.6s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是（-3，0）。求： （1）这列波的传播速度大小； （2）t2=1.5s时，质点Q的位移。 15. 如图，在平静的湖面上有相距12m的B、C两片小树叶，将一枚小石子投到B、C连线左侧的O点，OB=6 m，经过24s，第1个波峰传到树叶B时，第13个波峰刚好在O点形成。求： (1)这列水波的波长和水波的频率； (2)从第1个波峰传到B树叶算起，需要多长时间C树叶开始振动。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新蔡县第一高级中学高二2025年1月份期末模拟物理试题 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 如图所示，一个在光滑水平面内的弹簧振子的平衡位置为，第一次用力把弹簧拉伸到后释放让它振动，第二次把弹簧拉伸到后释放让它振动，，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（ ） A. 1:1 1:1 B. 1:1 1:2 C. 1:4 1:4 D. 1:2 1:2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】弹簧两次到和的伸长量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅，故振幅之比为1:2，而同一振动系统的周期由自身的性质决定，与振幅无关，故周期之比为1:1. 故选B。 【易错分析】学生易误认为简谐运动的周期和振幅有关，振幅越大，周期越长，产生误区的原因是不理解周期的决定因素，周期的大小与振幅无关. 2. 某同学将一根不可伸长的轻绳一端系上摆球，另一端系在力传感器上，测得轻绳的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，若已经测得摆长为L，摆球质量为m，结合图中信息可以推测出当地重力加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由单摆的周期公式 因为由图像可知单摆周期为4T，假设当地重力加速度为g，带入数值得 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3. 一列简谐横波在t=1s时刻的波形如图所示，a、b、c三质点的横坐标分别为xa=1m、xb=1.5m、xc=4m，若随后5s内质点a振动的路程为10cm，则下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波传播速度为2m/s B. 该简谐波一定向右传播 C. 随后5s内质点b振动的路程可能大于10cm D. 该时刻质点c的振动方向沿y轴负方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知5s内质点a振动的路程为5A，则 解得 T=4s 由题图可知λ=4m，所以波速 故A错误； B．由题意无法确定波的传播方向，故B错误； C．若波向右传播，则在5s内质点b振动的路程为 若波向左传播，则在5s内质点b振动的路程为 故C正确； D．因不能确定波的传播方向，故质点c在该时刻的振动方向也无法确定，故D错误。 故选C。 4. 火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。则下列情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来高的是（　　） A. 观察者静止，火车远离观察者运动 B. 火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 C. 观察者和火车均在运动，且逐渐靠近 D. 观察者和火车均在运动，且逐渐远离 【答案】C 【解析】 【详解】A．观察者静止，火车远离观察者，根据多普勒效应，当观察者与声源相对远离时，观察者接受到的频率减小，观察者听到这个乐音的音调比原来低，故A错误； B．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动的过程中，根据多普勒效应，当观察者与声源相对远离时，观察者接受到的频率减小，观察者听到这个乐音的音调比原来低，故B错误； C．观察者和火车均在运动，且逐渐靠近的过程中，根据多普勒效应，当观察者与声源相对靠近时，观察者接受到的频率增大，观察者听到这个乐音的音调比原来高，故C正确； D．观察者和火车均在运动，且逐渐远离的过程中，根据多普勒效应，当观察者与声源相对远离时，观察者接受到的频率减小，观察者听到这个乐音的音调比原来低，故D错误。 故选C。 5. 两列简谐横波在同一介质中沿直线相向传播。点在之间，到的距离，到的距离，如图甲所示。时刻，向右传的波恰好传到点。图乙为此后两列波分别在点引起的振动图像，其中实线为向右传播的波经过点时，点的振动图像，虚线为向左传播的波经过点时，点的振动图像，则下列正确的是（　　） A. 时，点在平衡位置下方且向平衡位置运动 B. 两列波的波长均为 C. 在内点的路程为 D. 稳定后点为振动加强点 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，两列波均已传播至点，其对应虚线数值大，叠加后位于平衡位置下方且远离平衡位置，故A错误； B．由图可知，向右传播的波的波速为 两列简谐横波在同一介质中传播，波速相等，两列波的周期都是2s，故两列波的波长均为 故B错误； C．M点没振动，末向左传播的波传播至M点，M点的路程为 末向右传播的波传播至M点，M点的路程为 故内M点的路程为 故C正确； D．由题可知，到M之间的距离刚好两个波长，故稳定后和M两点的振动情况相同，稳定后M点为振动减弱点，那么稳定后点也是振动减弱点，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一列沿轴正方向传播的简谐横波，在时刻波刚好传播到处的质点，已知波的传播速度为.则（　　） A. 波源的起振方向沿方向 B. 波源的振动频率为 C. 时，处的质点Q第一次处于波谷 D. 时，处的质点已通过的路程为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由波形图，结合“同侧法”可知，P点起振的方向沿y轴负向，则波源的起振方向沿方向，选项A错误； B．波源的振动频率为 选项B错误； C．波传到处的质点需要的时间为 则时，Q已经振动了0.3s，即振动了到达了波峰位置，选项C错误； D．波传到处的质点需要的时间为 则时，该质点已经振动了0.7s=，即时，处的质点已通过的路程为7A=14cm，选项D正确； 故选D。 7. 在一次实验中，某简谐横波在t=0时刻的波形图像如图甲所示，图乙为在该波的传播方向上某质点的振动图像。下列说法中正确的是（　　） A. 该波的波长为3m B. 若图乙是质点Q的振动图像，则该波一定沿x轴负方向传播 C. 若图乙是质点P的振动图像，则在t=0.35s时刻，质点Q的坐标为（2 m，-4 cm） D. 若图乙是质点Q的振动图像，则在t=0.35s时刻，质点P的坐标为（4.5 m，-4 cm） 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图甲读出波长λ=2m，故A错误； B．若题图乙是质点Q的振动图像，t=0时Q向下振动，根据同侧法则波沿x轴正方向传播，故B错误； C．若题图乙是质点P的振动图像，t=0时P向下振动，根据同侧法则波沿x轴负方向传播，所以此时Q正向上振动，经过时间质点Q处于波谷，坐标为（2m，-4cm），故C正确。 D．若题图乙是质点Q的振动图像，t=0时Q向下振动，则波沿x轴正方向传播，所以此时P向上振动，经过时间质点P处于波谷，坐标为（1m，-4cm），故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。） 8. 如图，有频率相同、步调一致的两个振源S1与S2分别做简谐运动，形成的简谐波在空间中沿介质传播，S1的振幅为3A，S2的振幅为A，在两列波叠加的区域内有P、Q两质点，P质点是振动加强点，Q质点是振动减弱点，关于这两质点，下列说法正确的是（不考虑波传播过程中的能量损失）（　　） A. P质点的位移一定比Q质点的位移大 B. P质点振动的振幅为4A C. P质点位置可能在S1与S2连线的中垂线上 D. Q质点到两波源S1与S2的波程差一定是波长的整数倍 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．P质点是振动加强点，振幅为两列波的振幅之和，为4A，Q质点的振幅是两列波的振幅之差，为2A，P质点比Q质点的振幅大，但P质点的位移不一定比Q质点的大，A错误，B正确。 CD．S1与S2连线的中垂线上任一点到S1与S2的波程差 都是振动加强点，所以P可能在S1与S2连线的中垂线上。Q点是振动减弱点，所以Q点到两波源的距离差 n为整数，C正确，故D错误。 故选BC。 9. 在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（　　） A. 此时P、Q两点运动方向相同 B. 再经过0.5s质点N刚好位于（-5m，20cm）位置 C. 该波只有遇到2m的障碍物才能发生明显衍射 D. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．波同时向两侧传播，根据同侧法可知，此时P（-2m，0cm）、Q（2m，0cm）两点运动方向相同，故A正确； B．由图可知，质点N到波的前沿的距离为2m，波传播到N的时间 由图知波长λ=2m 则周期为 经过时间 质点N刚好到达波峰位置，其坐标为（-5m，20cm），故B正确； C．波长为λ=2m 根据发生明显衍射现象的条件可知，障碍物的尺寸为2m或比2m更小时，能发生明显的衍射现象，故C错误； D．该波的频率为 所以能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，故D正确。 故选ABD。 10. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。 AB．若机械波沿轴正方向传播，在时点振动方向竖直向上，则传播时间满足 （n=0，1，2，3…） 解得 （n=0，1，2，3…） 当时，解得周期 A正确，B错误； CD．若机械波沿轴负方向传播，在时点处于波谷，则 （n=0，1，2，3…） 解得 （n=0，1，2，3…） 当时，解得周期 C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题（本题共5个小题，共54分） 11. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）下列关于单摆实验的操作，正确的是______。 A.摆球运动过程中摆角应大于30° B.摆球到达平衡位置时开始计时 C摆球应选用泡沫小球 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到细线与摆球连接点的长度l'=0.987 0 m，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为______mm，单摆摆长l=______ m。 （3）实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2—l图像，如图所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2），可求出g=______。 【答案】 ①. BD ②. 12.0 ③. 0.9930 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]A．摆球运动过程中摆角大于30°，不能看成简谐运动，故A错误； B．在平衡位置摆球的速度最大，计时比较准确，故B正确； C．摆球选用泡沫小球，摆动中受空气阻力较大，故C错误； D．摆球不在同一竖直平面内摆动，将成为圆锥摆，不是单摆，故D正确。 故选BD。 （2）[2][3]主尺的读数为12mm，游标尺的最小分度为0.1mm，游标尺的读数为 该摆球的直径为 单摆的摆长为 （3）[4]根据单摆的周期公式 即 有 ， 联立解得 12. 将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的小球，将小球向下拉离平衡位置后松开，小球上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以小球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。重力加速度取g。则 （1）小球做简谐运动的周期T=_______． （2）为验证小球振动周期T与质量m的关系，需多次改变m值并测得相应的T值，并通过作图法得到周期与质量的关系．在实验过程中： ① 若在弹性限度内，弹簧的最大伸长量为Δ L，则实验时最大振幅A为_______； ② 用停表测量周期T，在图示的哪个位置作为计时的开始与终止更好？_______（选填 “（a）”、“（b）”或“（c）”） （3）为方便用作图法处理数据，横坐标表示m，纵坐标表示T2。借助以上图象，也可以用以测量弹簧的劲度系数，若某同学在测量过程中，误将49次全振动记为50次，那么测得的劲度系数将_______（填“变大” “变小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. △L- ③. b ④. 变大 【解析】 【详解】(1)[1]弹簧振子振动的周期为 (2)①[2]振幅是小球离开平衡位置的最大距离，当小球静止时弹簧的伸长量为 所以实验时最大振幅为 ②[3]用停表测量周期T，从平衡位置作为计时的开始和结束点，故选b； (3)[4]根据弹簧振子周期公式 可得 若实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致劲度系数测量值偏大。 四、计算题 13. U型池轮滑的比赛场地如图所示，该场地是一个半径的圆弧，可视为质点、质量的运动员在圆弧内的同一竖直面内运动，若运动员始终在圆弧最低点附近运动（视为简谐运动），不计一切摩擦及空气阻力，取重力加速度大小，。 (1)求运动员从最高点运动到最低点所用时间t； (2)若运动员从距最低点的高度处由静止开始下滑，求运动员在最低点受到的赛场的支持力的大小F。 【答案】(1)1.57s；(2)696N 【解析】 【分析】 【详解】(1)由单摆的周期公式有 其中，运动员从最高点运动到最低点所用的时间 解得 (2)运动员由静止开始下滑到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有 根据牛顿第二定律有 解得 14. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1，0）的质点刚好开始振动，P质点的坐标为（3，0）。在t1=0.6s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是（-3，0）。求： （1）这列波的传播速度大小； （2）t2=1.5s时，质点Q的位移。 【答案】（1）0.05m/s；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由图示波形图可知，这列波的波长 波沿x轴负方向传播，根据波形平移法知t=0时刻P点向下振动，经过个周期第二次到达波峰位置，由此可知 得 所以波速为 （2）因为 故时，质点Q的位移为 15. 如图，在平静的湖面上有相距12m的B、C两片小树叶，将一枚小石子投到B、C连线左侧的O点，OB=6 m，经过24s，第1个波峰传到树叶B时，第13个波峰刚好在O点形成。求： (1)这列水波的波长和水波的频率； (2)从第1个波峰传到B树叶算起，需要多长时间C树叶开始振动。 【答案】(1)0.5m，；(2) 【解析】 【详解】(1)由题意可知，OB间共有13-1=12个完整波，水波的波长为 ① 石子入水引起的振动是先向下，故第1个波峰传到树叶B时，在B右侧还有个波，即24s内波源O共产生（并传播出）个波，水波的频率为： ② 解法二：先求波速，再求频率：波速为 频率为 (2)水波的传播速度为 ③ 振动从波源O传到树叶C所用时间 ④ 故从第1个波峰传到B树叶算起，到C树叶开始振动需要的时间为 t=tOC-24 ⑤ 解得 ⑥ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $