精品解析：河南许昌市禹州市第三高级中学2025-2026学年高二下学期开学物理试题

河南许昌市禹州市第三高级中学2025-2026学年高二下学期开学物理试题 考试范围：选修一2.1~3.2；考试时间：75分钟 一、单选题（共28分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 声波是横波 B. 横波中质点振动方向与波传播方向相同 C. 气体和固体都能传播声音 D. 声波不能在真空中传播，在空气中的传播速度比在钢铁中传播速度快 2. 如图所示，把一个小球套在光滑水平细杆上，小球与轻弹簧相连组成弹簧振子。小球以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 小球在M、N两点的位移相同 B. 小球在M、N两点的加速度相同 C. 从M到N，小球的动能先增大后减小 D. 从M到N，小球先做匀加速运动后做匀减速运动 3. 如图1所示，竖直悬挂的弹簧振子在、两点之间做简谐运动，点为平衡位置，振子到达点开始计时，规定竖直向上为正方向。图2是弹簧振子做简谐运动的图像（部分），则（　　） A. 振子从点单向运动到点的时间为 B. 时刻，弹簧对振子的弹力小于振子的重力 C. 时刻，振子的速度最小 D. 振子在任意内的路程均为 4. 某物体在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图所示。取竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时物体运动到最高点 B. 时物体的位移为 C. 内物体的速度逐渐减小 D. 内物体的加速度方向向下 5. 近年来，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义．若一列简谐横波沿轴传播，如图所示，图甲是时的波形图像，为波传播方向上的一个质点。此时，图乙是处质点的振动图像．下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C. 质点再经过0.25s通过的路程为5cm D. 时，质点的加速度方向沿轴正方向，且加速度在增大 6. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ） A. d摆摆动周期最短 B. d摆振幅最大 C. b摆摆动周期最长 D. 各摆摆动的周期均与c摆相同 7. 一列简谐横波沿x轴传播，振幅。时的波形图如图所示，此时波恰好传到处的质点Q，质点P平衡位置坐标为。已知在时，0∼6m的波形与时刻完全相同。若波的传播频率满足，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s B. 时，质点P正沿y轴正方向运动 C. 0时刻起，质点P的振动方程为 D. 从到过程中，质点P运动的路程为 二、多选题（共18分） 8. 如图所示为一列简谐横波沿轴传播的过程中，在时的波形图，、为介质中的两点，已知点的平衡位置坐标，点的振动方程为。下列关于该简谐波的说法正确的是（ ） A. 波长为12m B. 点的平衡位置的坐标为4m C. 波沿轴负方向传播 D. 平衡位置在坐标原点的质点从图示时刻再经过5.5s第一次到达波峰位置 9. 一单摆在竖直平面内做简谐运动，摆球的动能随时间变化的图像如图所示。已知。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的周期为1.0s B. 单摆的摆长为1.0m C. 1.0s时小球受到的回复力为0 D. 1.0s时小球的切向加速度最大 10. 一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图如图甲所示；平衡位置位于x=8m处的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示。若该波的波长大于8m，则该简谐横波（　　） A. 周期为2.5s B. 最小波长为24m C. 最大波速为10m/s D. 最大波速为20m/s 三、实验题（共17分） 11. 某同学利用在半径为R的光滑圆弧球面上做简谐运动的匀质小球来测定当地的重力加速度，实验装置如图甲所示，在该实验条件下，小球在圆弧球面上的运动可视为单摆。 （1）该同学首先利用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径为d = __________cm。 （2）该同学在圆弧球面下方安装了压力传感器，将小球从A点由静止释放后，压力传感器的示数变化如图丙所示，则小球摆动的周期为T = __________。 （3）根据已知的物理量，可得当地重力加速度g的表达式为g = __________（用d、t0、R表示）。 （4）另一同学将光滑圆弧球面半径R当做小球等效单摆长度测得重力加速度，则测得的重力加速度的值__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）当地重力加速度的真实值。 12. 某实验小组的同学们利用单摆来测量当地的重力加速度，按如图安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）； A. 把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 尽量选择质量大、体积小的摆球 （2）小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，做出图像如图所示，可测得当地的重力加速度________，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（填选项前的字母）________。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 四、解答题（共37分） 13. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，完成以下问题： （1）写出该振子简谐运动的振动方程； （2）该振子在前40s内运动的路程是多少？ 14. 如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器固定在点。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示摆球从点运动开始计时细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，重力加速度取。求： （1）单摆的有效摆长； （2）求摆球的质量m和运动过程中的最大速度v的大小。 15. 如图，一列横波沿x轴传播，实线a为0时刻的波形曲线，虚线b为0.5s时的波形曲线，求： （1）该波的波长和振幅； （2）假设该波向左传播且T>0.5s，则波速多大； （3）假设波速为18m/s，通过计算说明波的传播方向；并求出在此波速下x＝3m处的质点从t＝0时刻开始计时的振动方程（用正弦表达）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南许昌市禹州市第三高级中学2025-2026学年高二下学期开学物理试题 考试范围：选修一2.1~3.2；考试时间：75分钟 一、单选题（共28分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 声波是横波 B. 横波中质点振动方向与波传播方向相同 C. 气体和固体都能传播声音 D. 声波不能在真空中传播，在空气中的传播速度比在钢铁中传播速度快 【答案】C 【解析】 【详解】A．声波是纵波，故A错误； B．横波中质点振动方向与波传播方向垂直，故B错误； C．气体和固体都能传播声音，故C正确； D．声波在真空中是不能传播的，在钢铁中传播速度比空气中快，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，把一个小球套在光滑水平细杆上，小球与轻弹簧相连组成弹簧振子。小球以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 小球在M、N两点的位移相同 B. 小球在M、N两点的加速度相同 C. 从M到N，小球的动能先增大后减小 D. 从M到N，小球先做匀加速运动后做匀减速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在M、N两点的位移大小相等，方向相反，故A错误； B．小球在M、N两点的加速度大小相等，方向相反，故B错误； C．小球经过平衡位置O的速度最大，从M到N，小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故C正确； D．小球经过平衡位置O的加速度为0，从M到N，小球的加速度先减小后增大；从M到N，小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故D错误。 故选C。 3. 如图1所示，竖直悬挂的弹簧振子在、两点之间做简谐运动，点为平衡位置，振子到达点开始计时，规定竖直向上为正方向。图2是弹簧振子做简谐运动的图像（部分），则（　　） A. 振子从点单向运动到点的时间为 B. 时刻，弹簧对振子的弹力小于振子的重力 C. 时刻，振子的速度最小 D. 振子在任意内的路程均为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，振子的周期 振子从点单向运动到点的时间为半个周期，即振子从点单向运动到点的时间为0.5s，故A错误； B．时振子在平衡位置下方，具有向上的加速度，因此弹簧对振子的弹力大于振子的重力，故B错误； C．时，振子恰好经过平衡位置，此时振子的速度最大，故C错误； D．0.5s恰好为半个周期，由图可知，振子的振幅为 则半个周期内振子通过的路程为，故D正确。 故选D。 4. 某物体在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图所示。取竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时物体运动到最高点 B. 时物体的位移为 C. 内物体的速度逐渐减小 D. 内物体的加速度方向向下 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意，由图可知，周期，振幅 质点振动方程为 可知，时，，则时物体不在最高点，时，，即物体的位移为，故AB错误； CD．由图可知，内物体由平衡位置向最低点运动，物体的速度逐渐减小，物体的加速度方向向上，故C正确，D错误。 故选C。 5. 近年来，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义．若一列简谐横波沿轴传播，如图所示，图甲是时的波形图像，为波传播方向上的一个质点。此时，图乙是处质点的振动图像．下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C. 质点再经过0.25s通过的路程为5cm D. 时，质点的加速度方向沿轴正方向，且加速度在增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知时，x=2m处质点Q向下振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．该波的波长为，当障碍物比波长小或与波长接近时，波会发生明显的衍射现象，故B错误； C．时，波的周期为，经过 波向轴负方向传播，可把波形整体向左平移 可知此时质点P并未到达波峰位置，其通过的路程小于5cm，故C错误； D．从到时，质点P经历了，可把波形整体向左平移半个波长，即2m，可知此时质点P在的位置，且质点P向下振动，故加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ） A. d摆摆动周期最短 B. d摆振幅最大 C. b摆摆动周期最长 D. 各摆摆动的周期均与c摆相同 【答案】D 【解析】 【详解】ACD． c摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、d三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、d三摆做受迫振动，故a、b、d三摆周期相同，故D正确，AC错误； B．因为a摆的摆长等于c摆的摆长，所以a摆的固有频率等于受迫振动的频率，所以a摆发生共振，振幅最大，故B错误。 故选D。 7. 一列简谐横波沿x轴传播，振幅。时的波形图如图所示，此时波恰好传到处的质点Q，质点P平衡位置坐标为。已知在时，0∼6m的波形与时刻完全相同。若波的传播频率满足，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s B. 时，质点P正沿y轴正方向运动 C. 0时刻起，质点P的振动方程为 D. 从到过程中，质点P运动的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图知该波沿x轴正方向传播，，由波形相同知（n为正整数） 又，联立有 分析知，则该波波速，故A错误； B．根据微平移法（或上下坡法、或同侧法），判断可知质点P正沿y轴负方向运动，故B错误； C．质点P振动方程形式为   时，P的位移  代入得  结合P速度向下得 ，得  因此质点P的振动方程为 ，故C错误。 D．周期，故该过程时间满足 质点P运动的路程为，故D正确。 故选D。 二、多选题（共18分） 8. 如图所示为一列简谐横波沿轴传播的过程中，在时的波形图，、为介质中的两点，已知点的平衡位置坐标，点的振动方程为。下列关于该简谐波的说法正确的是（ ） A. 波长为12m B. 点的平衡位置的坐标为4m C. 波沿轴负方向传播 D. 平衡位置在坐标原点的质点从图示时刻再经过5.5s第一次到达波峰位置 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，此时、两质点之间的波形对应的角度为，可有 所以、两质点平衡位置的间距 解得 故A正确； B．据点的振动方程可有 即 表明时间内第一次出现此时的波形，则有 即、两点之间的波形对应，、两点平衡位置的间距 点的坐标 故B错误； C．此时点沿轴正方向振动，可推知波沿轴正向传播，故C错误； D．此时质点沿轴负方向振动，从此时开始第一次到达波峰所经历的时间 故D正确。 故选AD。 9. 一单摆在竖直平面内做简谐运动，摆球的动能随时间变化的图像如图所示。已知。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的周期为1.0s B. 单摆的摆长为1.0m C. 1.0s时小球受到的回复力为0 D. 1.0s时小球的切向加速度最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由分析可知，当摆球运动到最低点时其动能最大，而在一个周期内，摆球经过最低点两次，所以该单摆的周期为，故A错误； B．根据单摆的周期公式可知，该单摆的摆长为，故B正确； CD．由题图可知，1.0s时小球的动能最大，所以小球此时处于最低点处，即小球此时处于悬点的正下方。对小球进行受力分析可知，小球此时受到的拉力和重力都在竖直方向上，其在切线方向的分力为0，即小球受到的回复力为0，切向方向的加速度为0，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图如图甲所示；平衡位置位于x=8m处的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示。若该波的波长大于8m，则该简谐横波（　　） A. 周期为2.5s B. 最小波长为24m C. 最大波速为10m/s D. 最大波速为20m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图乙写出平衡位置位于x=8m的质点的振动方程 代入点和（2，0）解得， 可得T=2.4s，，故A错误； B．在图甲中标出位移为的质点，若波沿x轴正方向传播则为Q点，若波沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为 即 或者，即，故B正确； CD．根据 可得 同理 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题（共17分） 11. 某同学利用在半径为R的光滑圆弧球面上做简谐运动的匀质小球来测定当地的重力加速度，实验装置如图甲所示，在该实验条件下，小球在圆弧球面上的运动可视为单摆。 （1）该同学首先利用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径为d = __________cm。 （2）该同学在圆弧球面下方安装了压力传感器，将小球从A点由静止释放后，压力传感器的示数变化如图丙所示，则小球摆动的周期为T = __________。 （3）根据已知的物理量，可得当地重力加速度g的表达式为g = __________（用d、t0、R表示）。 （4）另一同学将光滑圆弧球面半径R当做小球等效单摆长度测得重力加速度，则测得的重力加速度的值__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）当地重力加速度的真实值。 【答案】（1）1.050 （2） （3） （4）大于 【解析】 【小问1详解】 由游标卡尺读数有，小球的直径 【小问2详解】 小球从运动到，再到，返回最后运动到，运动的时间为一个周期，当小球运动到点时，压力传感器示数最大，所以一个周期内压力传感器示数出现两次最大，由图丙可知，小球摆动的周期为。 【小问3详解】 由题意可知周期，摆长为 根据单摆周期公式，可得 解得 【小问4详解】 由（3）可知 若将光滑圆弧球面半径当做小球等效单摆长度测得重力加速度，显然等效摆长变大，所以重力加速度g的测量值大于当地重力加速度的真实值。 12. 某实验小组的同学们利用单摆来测量当地的重力加速度，按如图安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）； A. 把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 尽量选择质量大、体积小的摆球 （2）小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，做出图像如图所示，可测得当地的重力加速度________，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的图线分别如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（填选项前的字母）________。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 【答案】（1）D （2）9.86 （3）B 【解析】 【小问1详解】 A．把单摆从平衡位置拉开5°的摆角，并在摆球到达最低点时开始计时，选项A错误； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，选项B错误； C．根据可得，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，选项C错误； D．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，选项D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据 由图像可知 解得g=9.86m/s2 【小问3详解】 AD．若将悬点到小球上端的距离记为摆长，没有加摆球的半径，则摆线长变成摆长，则有 由此可知，出现a图线可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，但图线的斜率不变，即a、b图线测出的重力加速度相同，故AD错误； B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度偏大，图线的斜率偏小，故B正确； C．图线c的斜率小于b图线的斜率，因此图线c的g值大于图线b的g值，故C错误。 故选B。 四、解答题（共37分） 13. 如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，完成以下问题： （1）写出该振子简谐运动的振动方程； （2）该振子在前40s内运动的路程是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，振幅，周期 弹簧振子的振动方程为 【小问2详解】 因 而振子在一个周期内通过的路程是，所以振子在前40s内运动的总路程 14. 如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器固定在点。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示摆球从点运动开始计时细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，重力加速度取。求： （1）单摆的有效摆长； （2）求摆球的质量m和运动过程中的最大速度v的大小。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 由乙图，结合单摆的对称性可知，单摆的周期为 由单摆周期公式 得 代入数据得 【小问2详解】 由乙图和牛顿运动定律得小球在最高点有 在最低点有 从最高点到最低点，由动能定理得 代入数据联立解得， 15. 如图，一列横波沿x轴传播，实线a为0时刻的波形曲线，虚线b为0.5s时的波形曲线，求： （1）该波的波长和振幅； （2）假设该波向左传播且T>0.5s，则波速多大； （3）假设波速为18m/s，通过计算说明波的传播方向；并求出在此波速下x＝3m处的质点从t＝0时刻开始计时的振动方程（用正弦表达）。 【答案】（1）4m，2cm；（2）6m/s；（3）该列波向右传播， 【解析】 【详解】（1）根据图像可得波长和振幅分别为 λ＝4m ，A＝2cm （2）若该列波向左传播，则 且周期大于0.5s，则n＝0，可得周期 由 得波速 v＝6m/s （3）假设该列波向左传播，则由 得 v＝（8n＋6）m/s（n＝0，1，2……） 令v＝18m/s，则 n＝1.5 可见n取不到整数，故舍去。假设该列波向右传播，则 由 得 v＝（8n＋2）m/s（n＝0，1，2……） 令v＝18m/s，则 n＝2 所以该列波向右传播。且在此波速下，波的周期为 由波形图可知，0时刻，x＝3m处质点处于平衡位置且向y轴负方向振动，所以振动方程为 其中 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $