内容正文:
2027届高二第一学期 16 周末总结 (12月21日 )
一、单选题(每小题4分,共28分)
1.水滴持续从屋檐滴落到积水水面形成水波(可视为简谐横波)。已知该水波的波速为4cm/s,某时刻水波的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A.水波的振幅为2cm
B.水波的周期为0.5s
C.在水波作用下,水面的一片花瓣会向前移动
D.水波在传播的过程遇到50cm大小的石头能发生明显的衍射
2.如图,挡板是固定的,挡板可以上下移动。现在把、两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了图示中的图样,漂浮物没有振动起来。下列说法正确的是( )
A.为了使挡板左边的振动传到漂浮物,挡板向上移动
B.为了使挡板左边的振动传到漂浮物,挡板向下移动
C.左边的振动传到漂浮物后,漂浮物将向右上方漂移
D.左边的振动传到漂浮物后,漂浮物将向右下方漂移
3.如图所示,一弹簧振子沿轴做简谐运动,原点为平衡位置,、是轴上相距15cm的两点(图中未画出)。沿轴向右为正方向,振子经过点时,加速度为;到达点时,加速度为,速度为零。则( )
A.点坐标为
B.点坐标为
C.振子的振幅
D.点在平衡位置的右侧
4.如图所示为一位同学正在荡秋千的简图,当秋千荡至最高点时绳与竖直方向的夹角为。忽略运动中空气对人的阻力,人可视为质点,人在秋千上摆动时可以简化为单摆。下列说法正确的是( )
A.当秋千荡至最高点时,绳中的张力为0
B.当秋千经过最低点时,人处于平衡状态
C.增大,秋千摆动的周期也将增大
D.换另一位质量更大的同学荡秋千时,秋千摆动的周期不变
5.如图所示,弹簧上面固定一质量为m的小球,小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当小球振动到最高点时弹簧正好为原长,重力加速度大小为g,则小球在振动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒
B.弹簧的最大弹力为2mg
C.小球的最大动能为mgA
D.弹簧的最大弹性势能为mgA
6.如图所示为某一时刻两振动情况相同的波源在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的振幅相同,则下列说法正确的是( )
A.a点的频率等于两波源的频率之和
B.再经过四分之一个周期,b、c两点的位移均为零
C.c点的位移始终最大,等于两列波的振幅之和
D.c点的振动始终减弱,d点的振动始终加强
7.智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声,经过数据处理后发出降噪声波,图乙是原理简化图,图丙是理想情况下的降噪过程,实线表示环境噪声,虚线表示降噪系统产生的降噪声波,则( )
A.降噪声波比环境噪声声波的传播速度大
B.降噪过程应用了声波的衍射原理,使噪声无法从外面进入耳麦
C.降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动减弱
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
二、多选题(每小题6分,共18分,漏选得3分)
8.关于图的所示四种情景中, 下列说法中正确的是 ( )
A.图甲中,正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时,工作人员听到的笛声音调先变高后变低
B.图乙中, 若将孔 AB 的宽度变大, 则 CD 下方会观察到更明显的衍射现象
C.图丙中,手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅,是因为手和盆之间的摩擦力较大
D.图丁中, 是两列步调相同的水波的干涉图像, 波面上某个一直处于平衡位置的点, 到两个波源的距离之差的绝对值可能为半波长的 3 倍
9.某简谐横波在t1=0时刻的波形图如图中实线所示,x=1m处的质点和x=7m处的质点位于平衡位置。时刻的波形图如图中虚线所示。下列判断正确的是( )
A.若波沿x轴负方向传播t1=0时刻,x=1处的质点振动方向为正
B.若波沿x轴负方向传播,周期可能大于3s
C.若波沿x轴正方向传播,波速可能为11m/s
D.若波沿x轴负方向传播,波速可能为17m/s
10.如图甲所示,某次运动员利用战绳进行训练时,战绳上形成的绳波可视为简谐横波,P和Q是某条战绳上相距1.5m的两个质点,图乙、丙分别表示P、Q两个质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.0~1s内,质点P运动的路程为3.75m
B.时刻质点Q的振动方向向右
C.若波长满足,则该绳波的传播速率为2.5m/s
D.若波长大于2.5m,则该绳波的传播速率可能为10m/s
三、实验题(15分)
11.(共7分)某实验小组用单摆测量当地重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、秒表、铁架台等。
(1)(2分)用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时,游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示,则摆球的直径 d为_____________;
(2)(3分)实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,并作出图线如图丙所示,根据图线上A、B两点的坐标可求得重力加速度g为________________(保留3位有效数字,);
(3)(2分)该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,可能的原因是______。
A.误将摆线长度与小球直径的和作为摆长
B.秒表走时不准,测得的周期偏小
C.摆球的质量偏大
D.摆动的偏角偏小
12.(共8分)某同学在家里做“用单摆测量重力加速度”的实验,但没有合适的摆球。
他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球,设计了以下实验步骤:
①如图所示,用细线将小石块系好,结点为M,将细线的上端固定于O点;
②用刻度尺测量OM间细线的长度;
③将小石块拉开,使摆角约为,然后由静止释放;
④测出50次全振动的总时间,得出周期;
⑤改变OM间细线的长度,多次重复实验,记录多组、值。
请回答下列问题:
(1)(2分)该同学从小石块摆到_______(选填“最高点”或“最低点”)开始计时,测得的周期更准确;
(2)(3分)该同学以为纵轴,以为横轴,做出的图像应为下图中的__________;
A. B. C.
(3)(3分)该同学求出所做图线的斜率为,则当地重力加速度大小为__________(用、表示)。
四、解答题(共39分)
13.(12分)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图。在时,质点M恰好第二次到达波峰,求:
(1)在时刻质点M振动方向是y轴正方向还是负方向;
(2)质点M的振动周期;
(3)波传播的波速;
(4)波从M传到N点需要的时间。
14.(12分)日晕是太阳光通过卷层云时,光线经过柱状冰晶体发生折射形成的光学现象。如图所示,一柱状冰晶体的截面是边长为a的正六边形,一单色细光束从某边中点M与该边成角射入冰晶体,从另一边中点N射出。已知光束在该截面内传播,光在真空中的传播速度为c,求:(1)该冰晶体的折射率;
(2)做出光从M点射入到从N点射出的光路图求出从N点出射时的折射角β
(3)光束在冰晶体内的速度。
15.(15分)如图所示,质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点,在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B,小球A与B球心距O点的距离均为L。现将A拉至某一高度,由静止释放,A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求:
(1)若A释放时摆角比较小,求A碰前的运动时间;
(2)求碰撞前瞬间绳子的拉力大小;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能。
桂洲中学2027届高二第一学期 15周末总结 (12月14日 )
2027届高二第一学期 17 周末总结 (12月21日 )
试卷第1页,共3页
第1页,共3页
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1.B
【详解】A.如图可知,水波的波长为2cm,A错误;
B.由
解得,B正确;
C.在波传播过程中,组成波的质点只在自己的平衡位置附近振动而不随波移动,C错误;
D.当障碍物的尺寸(如宽度、直径)与入射波的波长相近或更小时,衍射现象会变得明显,石头的尺寸远大于水波的波长,不能发生明显的衍射现象,D错误。
故选B。
2.A
【详解】AB.P处漂浮物没有振动,说明波没有衍射到P点,原因是MN间的缝太宽,因此若使P点的水振动起来,可采用N板上移减小小孔的间距,故A正确,B错误;
CD.左边的振动传到漂浮物P后,漂浮物P随水做简谐运动,不随波迁移,故漂浮物P在原来的位置上下振动,故C、D错误。
故选A。
3.C
【详解】根据简谐运动的回复力为,根据牛顿第二定律有
解得
由题意可知,振子在点的加速度,振子在点的加速度,所以有
由题意可知
又由于加速度的方向与位移方向相反,联立解得,
由于振子在点的速度为0,即点在最大位移处,所以振幅,点在平衡位置左侧。
故选C。
4.D
【详解】A.当秋千荡至最高点时,人的速度为零,在沿绳方向上
即 ,A错误;
B.当秋千经过最低点时,人具有最大的速度,合力指向圆心,加速度也不为零,B错误;
C.简化为单摆,,周期与振幅θ无关,C错误;
D.单摆周期,周期与质量无关,D正确。
故选D。
5.B
【详解】A.小球在振动过程中,小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,A错误;
B.小球在最低点时弹簧弹力最大,因在最高点时小球的加速度为向下的g,则在最低点时小球的加速度为向上的g,由牛顿第二定律可知
可得弹簧的最大弹力为Fmax=2mg,B正确;
C.小球在平衡位置时动能最大,从最高点到平衡位置由能量关系可知
可知小球的最大动能小于mgA,C错误;
D.小球在最低点时弹簧弹性势能最大,则从最高点到最低点由能量关系可知,弹簧的最大弹性势能为Ep弹m = 2mgA,D错误。
故选B。
6.B
【详解】A.由图可知,a点为波谷和波谷相遇处,为振动加强点,其频率等于其中一个波源的频率,故A错误;
B. b点为波峰和波谷的相遇处,振动减弱,位移始终为零,c点为波谷和波谷相遇处,此时处于波谷位置,再经过四分之一个周期,c点处于平衡位置,位移为零,故B正确;
C.由图可知,c点为波谷和波谷相遇处,为振动加强点,其以两列波的振幅之和做简谐运动,位移呈周期性变化,故C错误;
D.在c点是两列波波谷和波谷相遇点,两列波引起的振动总是相互加强的,d点是两列波波峰和波峰相遇点,两列波引起的振动也总是相互加强的,故D错误。
故选B。
7.C
【详解】A.降噪声波与环境噪声声波都为声波,传播速度只跟介质有关,在同一种介质中速度大小相等,故A错误;
BC.降噪过程应用的是声波的干涉原理,根据同侧法可判断环境噪声的声波在P点的振动方向向下,降噪声波在P点的振动方向向上,振动方向相反,P是振动减弱点,故B错误,C正确;
D.质点P在平衡位置附近做机械振动,不会随波迁移,故D错误。
故选C。
8.AD
【详解】A.多普勒效应中,火车靠近工作人员时,工作人员听到的笛声频率变高;火车远离时频率变低, A 正确;
B.衍射现象的明显程度与孔的宽度和波长的关系有关:孔的宽度越接近波长,衍射越明显;孔越宽,衍射越不明显。因此将孔 AB 宽度变大,CD 下方的衍射现象会更不明显,B 错误;
C.手掌摩擦龙洗盆使水花飞溅,是因为摩擦使盆振动,进而引发水的受迫振动(共振),并非 “手和盆之间的摩擦力较大”,C 错误;
D.两列步调相同、频率相同的水波发生干涉时,振动始终减弱的点满足:到两波源的距离差的绝对值为半波长的奇数倍,此时该点振动减弱,可能一直处于平衡位置,D 正确。
故选 AD。
9.AD
【详解】A.由图像可知,波长
设该简谐波的波动方程
在时,当,
代入可得
当时,可求得
故时刻,处的质点位移,故A正确;
B.若波沿x轴负方向传播,则有,其中
解得,其中
故T的最大值为,周期不可能大于3s,故B错误;
C.若波沿x轴正方向传播,则有,其中
解得,其中
波速
故波速不可能为11m/s,故C错误;
D.若波沿x轴负方向传播,则有,其中
当时,,故D正确。
故选AD。
10.AC
【详解】A.0~1s内,周期数,质点在一个周期内运动的路程为4A,因此总路程,A项正确;
B.质点沿y轴方向振动,不存在“向右”的振动方向,B项错误;
C.若,则
解得
根据
解得传播速率,C项正确;
D.若波长大于2.5m,则
解得
根据,解得传播速率,D项错误。
故选AC。
11.(1)19.10(19.08,19.10,19.12)
(2)9.96
(3)B
【详解】(1)50分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知摆球的直径为
(2)根据单摆周期公式,可得
可知图像的斜率为
解得
(3)A.该小组同学发现通过步骤(2)得到的重力加速度值总是偏大,误将摆线长度与小球直径的和作为摆长,则图线整体向上平移,不影响图像的斜率,所以不影响重力加速度的测量,故A错误;
B.秒表走时不准,测得的周期偏小,根据,可知重力加速度测量值偏大,故B正确;
C.摆球的质量偏大,不影响重力加速度的测量,故C错误;
D.摆动的偏角偏小,不影响重力加速度的测量,故D错误。
故选B。
12.(1)最低点
(2)A
(3)
【详解】(1)小石块摆到最低点时速度最大,计时更准确,故在最低点开始计时测得的周期更准确。
(2)根据题意由单摆周期公式有
即
故选A。
(3)结合图像斜率有
解得
13.【详解】(1)0时刻质点M正沿y轴负方向运动,
(2)在时,质点M恰好第二次到达波峰,则有
解得
(3)根据图像有
解得
则波传播速度
解得
(4)从M到N点
14.【详解】(1)光路图如图所示
由几何关系得
由光的折射定律得
解得
(2) 光路如图β
r
θ
i
(3)
由几何关系有
θ=r=30O
代入得β=45O
(3)由
得
15.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)可认为是单摆,由单摆周期公式
可知运动时间为
(2)碰前瞬间,对A由牛顿第二定律得
解得
(3)A、B碰撞过程中,根据动量守恒定律得
解得
则碰撞过程中损失的机械能为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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