精品解析：上海市曹杨第二中学2024-2025学年高二下学期月考物理试卷

2024-2025学年上海市曹杨二中高二（下）月考物理试卷 一、选择题（共40分。第1-8小题，每题3分，第9-12小题，每题4分。每小题只有一个正确答案。） 1. 简谐运动属于（　　） A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 匀变速运动 D. 变加速运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】简谐运动中，加速度随时间不断变化，则属于变加速运动。 故选D。 2. 下列说法正确的是 （　　） A. 波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B. 波发生反射时，频率不变、波长、波速均变大 C. 波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D. 波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 【答案】C 【解析】 【详解】AB．波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率都不发生变化，选项AB错误； CD．波发生折射时在不同的介质中传播，频率不变，波速和波长均发生变化，故C正确，D错误。 故选C。 3. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　) A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力 【答案】B 【解析】 【详解】A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误； B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确； C．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误； D．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误； 【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系． 4. 某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是 （　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据单摆理想模型可知，为减少空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使摆球摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细丝线，悬点应用铁夹来固定，故D正确，ABC错误。 故选D。 5. 如图所示，曲轴上挂着一个弹簧振子，转动摇把曲轴可带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则下列说法正确的是（　　） A. 当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s B. 当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz C. 当转速为240r/min时，弹簧振子的振幅最大 D. 当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．振动周期为 频率为 故A错误，B正确； C．振子的固有频率为2Hz，提供驱动力的摇把频率为2Hz，即转速为120r/min时，振子发生共振，振幅最大，故C错误； D．当摇把转速增大时，驱动力频率与固有频率相差变大，共振越不明显，振幅越小，故D错误。 故选B。 6. 质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】质点通过平衡位置时速度最大，由图知内，1s和3s两个时刻质点通过平衡位置，速度最大，根据图象切线的斜率等于速度，可知1s时刻速度为负向，3s时刻速度为正向，故具有最大正方向速度是3s．由加速度与位移的关系： 可知质点具有最大正方向加速度时有最大负向的位移，由图看出该时刻在2s，所以质点具有最大正方向加速度的时刻是2s，故选B． 7. 一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示．则该波的 A. 频率逐渐增大 B. 频率逐渐减小 C. 波速逐渐增大 D. 波速逐渐减小 【答案】A 【解析】 【详解】由题，绳波在同一绳中传播，波速不变．由图看出，此波的波长减小，由分析得知，频率增大．故A正确． 8. 做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（　　） A. 周期不变，振幅不变 B. 周期不变，振幅变小 C. 周期改变，振幅不变 D. 周期改变，振幅变大 【答案】B 【解析】 【详解】由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变；摆球经过平衡位置的速度减为原来的，由于振动过程中机械能守恒，则有 mgh=mv2 则有 2gh=v2 据此式可知，速度变小，高度减小，所以偏离平衡位置的最大距离变小，即振幅变小。 故选B。 【点睛】单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小，单摆的能量决定单摆的振幅的大小。 9. 转动惯量（）是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中是微元到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，l是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】单摆的周期其单位为秒，由题意可知，转动惯量的公式为 根据量纲法则可知，其单位为，由量纲法则的知识可知，四个选项的单位分别是秒（s）、秒分之一（）、秒方（）以及秒方分之一（）。根据上述量纲法则分析可知，其复摆的周期公式可能是 故选A。 10. 一机械波沿x轴方向传播，若A、B两质点某时刻速度相同且位置如图所示，则AB之间两种可能的波形是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】机械波沿x轴方向传播，A、B两质点某时刻速度相同，则两质点位移大小相等；再根据同侧法确定，ABC项中A、B质点速度方向不同，故ABC错误，D项正确。 故选D。 11. 弹簧振子做简谐运动的速度随位移变化图线应为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由于简谐运动的机械能守恒，根据机械能守恒定律，有 则有 即满足： 所以它的速度随位移变化图线应为椭圆，故ABC错误，D正确。 故选D。 12. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则以下说法正确的是（　　） A. 在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置 B. 在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动 C. t＝0s至t＝0.4s，P点经过的路程为4m D. 波的周期为2.4s 【答案】A 【解析】 【详解】A．该波的波速v，当时，波由实物图向左移动了，则点波形为10m处的波形，故点到达波峰位置，故A正确； B．在t＝0.9s时，即虚线波向左平移，波形平移距离，即虚线波上P点右方平衡位置为处传到该点，则是P点向y轴负方向运动，故B错误； C．从至，时间间隔，P点振动了半个周期，其通过的路程，故C错误； D．因T＞0.6s，在t＝0.6s内波传播的距离为，由图可知波长为，故在t＝0.6s内波传播的距离小于一个波长，则有t＝0.6s，故T＝0.8s，故D错误； 故选A。 二、填空题（共20分） 13. 机械波传递的是_________ 和_______ 。 【答案】 ①. 振动形式 ②. 能量 【解析】 【详解】由机械波传播的特点可知，介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起迁移，它传播的只是振动这种运动形式；伴随着振动形式的传播，波还是传递能量的一种方式。 因此，机械波传递的是振动形式和能量。 14. 一简谐横波沿轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，、是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点________的振动图像；质点在内振动的路程为________。 【答案】 ①. a ②. 1.5 【解析】 【分析】 【详解】[1]甲图是简谐波在0时刻波形图，波向右传播，根据“上下坡法”，可判断此时刻a点竖直向上运动，b点竖直向下运动，由乙图可知，0时刻质点向上运动，所以乙图是a点的振动图像； [2]由乙图可知，波的周期为4s，3s内a点的路程为 15. 质量为m的单摆，拉开一个较小的角度后由静止释放，摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，则该单摆的周期为____________；摆球在平衡位置的加速度为____________。（结果用题或图中所给的符号表示） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由图像可知，摆球摆动的周期为； [2]在平衡位置时，小球的速度最大，绳的拉力最大，根据牛顿第二定律 解得摆球在平衡位置的加速度为 16. 如图所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0．当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a震动的振幅和周期分别为A和T，则A_________A0（填“＞”“＜”“=”），T_________T0（填“＞”“＜”“=”）。 【答案】 ①. ＜ ②. ＜ 【解析】 【详解】[1][2]弹簧振子振动过程中，机械能守恒，振子经过平衡位置时，弹性势能为零，动能最大，从平衡位置运动到最大位移处时，动能转化为弹性势能．本题中，当粘胶脱开后，物块A与弹簧连接所构成的新的弹簧振子的机械能减小，新振子到达最大位移处时的弹性势能减小，即振子振动的振幅减小；新的弹簧振子的振幅减小，振子从最大位移处加速运动到平衡位置的位移减小，运动中的加速度比原振子振动时的大，所以运动时间减小，振子振动的周期减小。（ ，由于振子质量减小导致周期减小．） 17. 如图为某测量引力常量G的实验原理示意图，质量为M的均匀球A固定，可视为质点的小球B由轻质细线悬挂于O点。平衡时两球心等高、间距为r，BO间水平距离为d（远小于细线长度）。迅速移去A球后，B球的摆动________ （选填：“可以”或“不可以”）视为简谐运动。测量M、r、d和B球的摆动周期T后可得G＝________ 。（θ未知，且当θ很小时，sinθ≈tanθ） 【答案】 ①. 可以 ②. 【解析】 【详解】[1]由于d远小于L，则BO与竖直方向的夹角θ＜5°，迅速移去A球后，B球在重力和绳子拉力作用下摆动，则B球的摆动可以视为简谐运动。 [2]B球静止时，由平衡条件，由于 结合单摆周期 联立得 三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）测周期时，应当从摆球经过_______位置时开始计时并计数； （2）某同学测得的结果比当地重力加速度的真实值偏小，他在实验操作上可能出现的错误是（ ） A．测量悬线长度作为摆长 B．选用摆球的质量偏大 C．在时间t内的n次全振动误记为（n-1）次 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动 （3）某同学设计了下面一种测量方法：第一次测量悬线长为，测得摆球20次经过最低点的总时间t1，第二次改变悬线长为，测得摆球20次经过最低点的总时间t2，以此类推。该同学根据实验数据，利用计算机作出t2-l图像如图所示。根据图像拟合得到方程为：。由此可得小球的直径d=_______cm，当地的重力加速度g=_______m/s2.（结果保留3位有效数字） 【答案】 ①. 平衡 ②. AC ③. 1.98 ④. 9.81 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由于实际振动过程最高点位置会变化，且在最高点附近运动较慢，测量误差较大，故应在摆球经过平衡位置时开始计时并计数。 (2)[2]A．测量悬线长度作为摆长，摆长偏小，据单摆周期公式 可得 会造成重力加速度偏小，A正确； B．选用摆球的质量偏大，不会影响测量结果，B错误； C．在时间t内的n次全振动误记为（n-1）次，导致测量周期偏大，会造成重力加速度偏小，C正确； D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆长变大，会造成重力加速度偏大，D错误。 故选AC。 (3)[3][4]由题意知单摆的周期为 单摆的周期公式可得 联立整理得 对比题中函数关系可解得g=9.81m/s2，d=1.98cm。 19. 如图所示为一列沿+x方向传播的简谐横波在时刻的波形图，波的振幅A=0.4m，图示时刻再经过0.5s，质点P第二次到达波峰，求： （1）该波的周期和波速大小； （2）从图示时刻开始计时，质点P做简谐运动的表达式； （3）经过2.7s，质点P经过的路程和2.7s时刻质点P的位移 （4）画出t=2.7s时的波形图（至少画出一个波长）。 【答案】（1），；（2）；（3），；（4） 【解析】 【详解】（1）图示时刻再经过0.5s，质点P第二次到达波峰可知，质点运动了，故 解得 由图可知，该波的波长为，该波的波速为 （2）从图示时刻开始计时，质点P开始向上运动，故其做简谐运动的表达式为 （3）经过2.7s，质点P运动了个周期，故质点P经过的路程为 2.7s时刻质点P位于负方向的最大振幅处，故此刻的位移为 （4）t=2.7s时的波形图，如图所示 20. 如图甲所示，在天花板上的O点用一定长度的摆线悬挂一个摆球，在O点的下方P点处有一个钉子，现将摆球向左拉开一个很小的角度，t＝0时将摆球由静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到钉子，此后摆球又向右摆动一个很小角度（不超过5°），设向左为正方向，摆球的振动图像如图乙所示（图线与两轴的交点已在图中标出，x1、x2分别为最低点到两侧最高点的位移），不计摆线和钉子相碰时的能量损失，取重力加速度g＝π2m/s2，求： （1）单摆的振动周期； （2）钉子的位置P点到悬点O的距离； （3）摆球摆到两侧最高点的位置是否等高？请论证； （4）图像中x1与x2的比值。 【答案】（1）T＝1.8s （2）L＝0.36m （3）等高；见解析 （4）x1：x2 【解析】 【小问1详解】 由图像可知单摆的振动周期为T＝1.8s 【小问2详解】 设摆线长度为L1，摆线碰到钉子后长度为L2，则， 钉子的位置P点到悬点O的距离为L＝L1﹣L2 联立解得L＝0.36m 【小问3详解】 不计摆线和钉子相碰时的能量损失，所以整个过程机械能守恒，由机械能守恒定律可知mgh1＝mgh2 所以摆球摆到两侧最高点的位置是等高。 【小问4详解】 单摆在OP左侧最大偏角为θ，因摆角θ较小，则向左的最大位移近似等于弦长，则由数学知识得 同理，单摆在OP右侧最大偏角为α，由数学知识得 由机械能守恒定律得mgL1（1﹣cosθ）＝mgL2（1﹣cosα） 其中 带入解得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年上海市曹杨二中高二（下）月考物理试卷 一、选择题（共40分。第1-8小题，每题3分，第9-12小题，每题4分。每小题只有一个正确答案。） 1. 简谐运动属于（　　） A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 匀变速运动 D. 变加速运动 2. 下列说法正确的是 （　　） A. 波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B. 波发生反射时，频率不变、波长、波速均变大 C. 波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D. 波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 3. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　) A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力 4. 某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是 （　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，曲轴上挂着一个弹簧振子，转动摇把曲轴可带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则下列说法正确的是（　　） A. 当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s B. 当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz C. 当转速为240r/min时，弹簧振子的振幅最大 D. 当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 6. 质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是( ) A. B. C. D. 7. 一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示．则该波的 A. 频率逐渐增大 B. 频率逐渐减小 C. 波速逐渐增大 D. 波速逐渐减小 8. 做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（　　） A. 周期不变，振幅不变 B. 周期不变，振幅变小 C. 周期改变，振幅不变 D. 周期改变，振幅变大 9. 转动惯量（）是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中是微元到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，l是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是（　　） A. B. C. D. 10. 一机械波沿x轴方向传播，若A、B两质点某时刻速度相同且位置如图所示，则AB之间两种可能的波形是（　　） A. B. C. D. 11. 弹簧振子做简谐运动的速度随位移变化图线应为（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则以下说法正确的是（　　） A. 在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置 B. 在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动 C. t＝0s至t＝0.4s，P点经过的路程为4m D. 波的周期为2.4s 二、填空题（共20分） 13. 机械波传递的是_________ 和_______ 。 14. 一简谐横波沿轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，、是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点________的振动图像；质点在内振动的路程为________。 15. 质量为m的单摆，拉开一个较小的角度后由静止释放，摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，则该单摆的周期为____________；摆球在平衡位置的加速度为____________。（结果用题或图中所给的符号表示） 16. 如图所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0．当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a震动的振幅和周期分别为A和T，则A_________A0（填“＞”“＜”“=”），T_________T0（填“＞”“＜”“=”）。 17. 如图为某测量引力常量G的实验原理示意图，质量为M的均匀球A固定，可视为质点的小球B由轻质细线悬挂于O点。平衡时两球心等高、间距为r，BO间水平距离为d（远小于细线长度）。迅速移去A球后，B球的摆动________ （选填：“可以”或“不可以”）视为简谐运动。测量M、r、d和B球的摆动周期T后可得G＝________ 。（θ未知，且当θ很小时，sinθ≈tanθ） 三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）测周期时，应当从摆球经过_______位置时开始计时并计数； （2）某同学测得的结果比当地重力加速度的真实值偏小，他在实验操作上可能出现的错误是（ ） A．测量悬线长度作为摆长 B．选用摆球的质量偏大 C．在时间t内的n次全振动误记为（n-1）次 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动 （3）某同学设计了下面一种测量方法：第一次测量悬线长为，测得摆球20次经过最低点的总时间t1，第二次改变悬线长为，测得摆球20次经过最低点的总时间t2，以此类推。该同学根据实验数据，利用计算机作出t2-l图像如图所示。根据图像拟合得到方程为：。由此可得小球的直径d=_______cm，当地的重力加速度g=_______m/s2.（结果保留3位有效数字） 19. 如图所示为一列沿+x方向传播的简谐横波在时刻的波形图，波的振幅A=0.4m，图示时刻再经过0.5s，质点P第二次到达波峰，求： （1）该波的周期和波速大小； （2）从图示时刻开始计时，质点P做简谐运动的表达式； （3）经过2.7s，质点P经过的路程和2.7s时刻质点P的位移 （4）画出t=2.7s时的波形图（至少画出一个波长）。 20. 如图甲所示，在天花板上的O点用一定长度的摆线悬挂一个摆球，在O点的下方P点处有一个钉子，现将摆球向左拉开一个很小的角度，t＝0时将摆球由静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到钉子，此后摆球又向右摆动一个很小角度（不超过5°），设向左为正方向，摆球的振动图像如图乙所示（图线与两轴的交点已在图中标出，x1、x2分别为最低点到两侧最高点的位移），不计摆线和钉子相碰时的能量损失，取重力加速度g＝π2m/s2，求： （1）单摆的振动周期； （2）钉子的位置P点到悬点O的距离； （3）摆球摆到两侧最高点的位置是否等高？请论证； （4）图像中x1与x2的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $