精品解析:广东佛山市2025-2026学年高三下学期期末质检考试物理试卷
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内容正文:
广东省佛山市2025-2026学年高三下学期期末质检考试
物理试卷
满分∶100分 时间∶75分钟
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 分析下列所描述的四个物理现象:
①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声
②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③夏天里一次闪电过后,有时会雷声轰鸣不绝
④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
这些现象分别是波的( )
A. 多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
B. 多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
C. 干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
D. 多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声是多普勒效应;②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播是衍射现象;③夏天里一次闪电过后,有时会雷声轰鸣不绝是反射现象;④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象。故B正确,ACD错误。
故选B。
2. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同
C. 波长和周期均不同 D. 周期和频率均不同
【答案】A
【解析】
【详解】声波的周期和频率由振源决定,故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同,但声波在空气和水中传播的波速不同,根据波速与波长关系可知,波长也不同。故A正确,BCD错误。
故选A。
3. 如图,左边为竖直弹簧振动系统,振子连接一根水平很长的软绳,沿绳方向取轴.振子从平衡位置以某一初速度向A端开始运动,经,处的绳开始振动,则下列说法正确的是
A. 此绳的周期为4s
B. 绳上各质点都沿轴方向运动,因此绳波为横波
C. 绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率
D. 若振子振动频率,则绳波波长为
【答案】D
【解析】
【详解】A项:由题意可知,由于不知波长,所以无法求出周期,故A错误;
B项:绳上各质点只会在各自平衡位置振动,并不会沿绳运动,故B错误;
C项:波在介质中的传播速度取决于介质,与波源频率无关,故C错误;
D项:由于波速度为,由公式得: ,故D正确.
4. 运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动,形成一列向右传播的简谐横波。长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…,质点1起振方向向上,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点9的运动,下列说法正确的是( )
A. 正向下运动 B. 速度将减小
C. 位移将增大 D. 加速度将增大
【答案】A
【解析】
【详解】当振动传播到质点13时,波形图如图所示
由上下坡法可知质点9正向下运动,因此位移减小,速度增加,加速度减小。
故选A。
5. 主动降噪耳机能根据环境中的噪声(纵波)产生相应的降噪声波,降噪声波与环境噪声同时传入人耳,两波相互叠加,达到降噪的目的。下列说法正确的是( )
A. 降噪声波与环境噪声的波长相同
B. 耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直
C. 降噪声波和环境噪声发生干涉,耳膜振动加强
D. 环境噪声频率越高,从耳机传播到耳膜的速度越快
【答案】A
【解析】
【详解】A.降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪,根据波的干涉条件可知,降噪声波与环境噪声频率相同,速度相同,波长相同,相位相反,A正确;
B.声波是属于纵波,纵波是振动方向与波的传播方向一致,B错误;
C.降噪声波和环境噪声发生干涉,耳膜振动减弱,C错误;
D.声波传播的速度取决于介质,与其频率无关,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道所含圆弧的度数很小,O是圆弧的最低点。两个完全相同的小球M、N从圆弧左侧的不同位置同时释放。它们从释放到到达O点过程中都经过图中的P点。下列判断正确的是( )
A. M比N后到达O点
B. M、N通过P点时所受的回复力相同
C. M有可能在P点追上N并与之相碰
D. 从释放到到达O点过程中,重力对M的冲量比重力对N的冲量大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
两个小球做简谐振动的周期相同,M、N同时到达O点,故A错误;
B.M、N通过P点时所受的回复力相同,均为小球在该点重力沿着切线方向的分力,故B正确;
C.M、N同时到达O点,则M不可能在P点追上N并与之相碰,故C错误;
D.从释放到到达O点过程中,根据
I=mgt
重力对M的冲量等于重力对N的冲量,故D错误。
故选B。
7. 一列简谐横波在时的波形图如图所示,介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为,则( )
A. 该波的波速为20m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 经过0.15s质点P具有最大速度
D. 处质点做简谐运动的表达式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由简谐运动的表达式得
由图可知波长为
A正确;
B.由简谐运动的表达式得时,质点P沿y轴正方向运动,有同侧法可知,该波沿x轴正方向传播,B错误;
C.经过0.15s质点P走过,到达波谷位置,C错误;
D.处质点与P点反相位,简谐运动的表达式为
D错误。
故选A。
8. 某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则( )
A. 浮标的振动周期为 B. 水波的传播速度大小为
C. 时刻浮标沿y轴负方向运动 D. 水波的波长为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据振动图像可知,波源在时刻振动,波形经过传递到浮标处,浮标的振动周期为
A正确;
B.波源的振动情况经过传到距离处的浮标,可知波速大小为
B错误;
C.根据虚线图像可知浮标在时刻沿轴正方方向运动,C错误;
D.水波的波长为
D错误。
故选A。
9. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2s时的波形如图(a)所示,x=2m处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是( )
A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动;又因为该波向负方向传播,结合图a,利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍,即有
(n=1,2,3… …)
而由图b可知该波的周期为T=4s;所以该波的波速为
(n=1,2,3… …)
当n=3时可得波的速率为
故选A。
10. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动,小球将做周期为的往复运动,则( )
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时,其运动周期为
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比,且方向总是指向平衡位置,可知小球在杆中点到接触弹簧过程,所受合力为零,此过程做匀速直线运动,故小球不是做简谐运动,A错误;
BC.假设杆中点为,小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为,小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为,可知小球做周期为的往复运动过程为
根据对称性可知小球从与,这两个过程的动能变化完全一致,两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致,故小球动能的变化周期为,两根弹簧的总弹性势能的变化周期为,B正确,C错误;
D.小球的初速度为时,可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍,接触弹簧过程,根据弹簧振子周期公式
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关,即接触弹簧过程时间保持不变,故小球的初速度为时,其运动周期应小于,D错误;
故选B。
11. 平静水面上建立x轴,俯视图如图所示。分别位于x1=-0.2 m和x2=0.3 m的两波源A、B起振方向相反,t=0时刻同时从各自的平衡位置开始以10 Hz的频率、4 cm的振幅上下振动,在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为t=0.3 s两列波到达的位置,此时x=0.5 m处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的传播速度为2 m/s
B. 原点x=0处的质点起振方向向上
C. x轴上在A、B之间振动加强点共9个
D. 从t=0时刻起,一天内,x=2.024 m处的质点通过的总路程为0.8 m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,时,波传播的距离为,则波速为 故A错误;
B.波的周期为,波长为
时,波传播距离,到达处,未传到处;波传播距离,到达处,已传到处。 波传到处所需时间
则该处质点已振动
此时质点处于平衡位置且向上振动,说明波源的起振方向向上。 已知、起振方向相反,则波源起振方向向下。 原点处,波传到 原点处需,波传到 原点处需,波先传到,故原点起振方向与波源相同,即向下。 故B错误;
C.两波源起振方向相反,振动加强点满足波程差,其中
在、之间,,波程差。 的取值范围为
代入加强条件,解得
为奇数,可取,共10个值,即有10个加强点。 故C错误;
D.处,两列波的波程差
由于两波源起振方向相反,波程差为波长整数倍的点为振动减弱点,振幅为0。 波传到该处需
波传到该处需
在波传到之前,质点仅在波作用下振动了
路程
波传到后,质点停止振动,总路程为。 故D正确。
故选D。
二、非选择题(本题共5小题,共56分。13~16题要求写出演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算时答案中必须标明单位。)
12. 某实验小组利用图甲装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。
(1)关于本实验,下列说法不正确的是________。
A. 小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直
B. 应在小钢球自然下垂时测量摆线长度
C. 小钢球可以换成较轻的橡胶球
D. 应无初速度、小摆角释放小钢球
(2)组装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度L,用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图乙所示,小钢球直径d=________mm,记摆长。
(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T,并作出l—T2图像,如图丙。
根据图线斜率可计算重力加速度g=________m/s2(保留3位有效数字,π2取9.87)。
(4)若将摆线长度误认为摆长,仍用上述图像去处理数据,得到的重力加速度值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)C (2)20.035##20.034##20.036
(3)9.87 (4)不变
【解析】
【小问1详解】
A.使用光电门测量时,光电门形平面与被测物体的运动方向垂直是光电门使用的基本要求,故A正确;
B.测量摆线长度时,要保证绳子处于伸直状态,需在小钢球自然下垂时测量摆线长度,避免摆线松弛导致测量值偏小,故B正确;
C.单摆是一个理想化模型,若采用质量较轻的橡胶球,空气阻力对摆球运动的影响较大,故C错误;
D.无初速度、小摆角释放的目的是保持摆球在竖直平面内运动,不形成圆锥摆,且单摆只有在摆角很小的情况下才可视为简谐运动,可以使用单摆周期公式计算单摆的周期,故D正确。
本题是选不正确的,故选C。
【小问2详解】
螺旋测微器固定刻度读数为20mm,可动刻度读数为3.5×0.01mm=0.035mm,小钢球直径为。
【小问3详解】
由单摆周期公式得
变形得
因此图像的斜率
从图丙取两点计算斜率
代入,可得。
【小问4详解】
若误将摆线长度当作摆长,单摆周期公式得
可得
此时图像的斜率仍为,斜率不受小球半径的影响,因此通过斜率计算得到的重力加速度值不变。
13. “战绳”是一种近年流行的健身器材,健身者把两根相同绳子的一端固定在一点,用双手分别握住绳子的另一端,上下抖动绳端,使绳子振动起来(图甲),以手的平衡位置为坐标原点,图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形,若右手抖动的频率是0.5Hz。求:
(1)绳波的波速v的大小;
(2)P点从图示时刻开始第一次回到平衡位置的时间。
【答案】(1)4m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)根据图乙知波长
又频率是0.5Hz,故绳波的波速
(2)从图示时刻开始,波平移
P点第一次回到平衡位置,故P点从图示时刻开始第一次回到平衡位置的时间
14. 单摆在竖直面内做小角度摆动,摆球速度的二次方随时间变化的图线如图所示,取重力加速度,忽略空气阻力,结合图中的数据,求单摆
(1)摆长;
(2)最大摆角的余弦值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)单摆周期为摆球速度二次方周期的两倍,由图可知摆球速度二次方周期为1.0s,故单摆周期为2.0s,根据单摆周期公式
解得
(2)根据动能定理可得
解得
15. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速,某时刻的波形如图所示。
(1)处的质点开始振动时刻作为计时起点,请写出其振动方程;
(2)处的质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程s。
【答案】(1);(2)25cm
【解析】
【详解】(1)由波动图像得两波的波长,波的周期为
两波传到x=8m处时,引起的振动均沿+y方向,处是振幅最大的位置,该处质点的振幅为
所以振动方程为
(2)甲波从图示时刻传到x=7m处经过的时间
在0~1s内处的质点不振动;1s~3s内甲波引起质点振动半个周期,通过的路程为
乙波从图示时刻传到处经过的时间为
在3s~4s内,甲、乙两列波共同使质点振动,振动方向相反,甲波使质点从平衡位置向下振动到波谷位置,乙波使质点从平衡位置向上振动到波峰位置,所以3s~4s内处的质点通过的路程为
所以从图示时刻开始经过的过程中处的质点通过的路程为
16. 如甲图所示,海洋生态自动监测浮标,可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播,在波的传播方向。上相距4.5m的两处分别有A、B两浮标,两浮标随波上下运动,其中A浮标的振动图像如图乙所示。当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,求:
(1)此时刻,A、B竖直方向的高度差为多少;
(2)这列水波的波长是多少;
(3)若此时A、B之间只有一个波峰,这列水波的传播速度是多少。
【答案】(1)200cm;(2)(N=0、1、2……);(3)3m/s
【解析】
【详解】(1)根据乙图,此列波的振幅为100cm,当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,故此时刻,A、B竖直方向的高度差为200cm。
(2)当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,设A、B之间除了半个波长外,还有N个完整的波形(N=0、1、2……),则
解得
(N=0、1、2……)
(3)若此时A、B之间只有一个波峰,即N=1,有
解得
根据乙图,波的周期为1s,这列水波的传播速度
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广东省佛山市2025-2026学年高三下学期期末质检考试
物理试卷
满分∶100分 时间∶75分钟
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 分析下列所描述的四个物理现象:
①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声
②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③夏天里一次闪电过后,有时会雷声轰鸣不绝
④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
这些现象分别是波的( )
A. 多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
B. 多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
C. 干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
D. 多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
2. 船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A. 波速和波长均不同 B. 频率和波速均不同
C. 波长和周期均不同 D. 周期和频率均不同
3. 如图,左边为竖直弹簧振动系统,振子连接一根水平很长的软绳,沿绳方向取轴.振子从平衡位置以某一初速度向A端开始运动,经,处的绳开始振动,则下列说法正确的是
A. 此绳的周期为4s
B. 绳上各质点都沿轴方向运动,因此绳波为横波
C. 绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率
D. 若振子振动频率,则绳波波长为
4. 运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动,形成一列向右传播的简谐横波。长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…,质点1起振方向向上,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点9的运动,下列说法正确的是( )
A. 正向下运动 B. 速度将减小
C. 位移将增大 D. 加速度将增大
5. 主动降噪耳机能根据环境中的噪声(纵波)产生相应的降噪声波,降噪声波与环境噪声同时传入人耳,两波相互叠加,达到降噪的目的。下列说法正确的是( )
A. 降噪声波与环境噪声的波长相同
B. 耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直
C. 降噪声波和环境噪声发生干涉,耳膜振动加强
D. 环境噪声频率越高,从耳机传播到耳膜的速度越快
6. 如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道所含圆弧的度数很小,O是圆弧的最低点。两个完全相同的小球M、N从圆弧左侧的不同位置同时释放。它们从释放到到达O点过程中都经过图中的P点。下列判断正确的是( )
A. M比N后到达O点
B. M、N通过P点时所受的回复力相同
C. M有可能在P点追上N并与之相碰
D. 从释放到到达O点过程中,重力对M的冲量比重力对N的冲量大
7. 一列简谐横波在时的波形图如图所示,介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为,则( )
A. 该波的波速为20m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 经过0.15s质点P具有最大速度
D. 处质点做简谐运动的表达式为
8. 某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则( )
A. 浮标的振动周期为 B. 水波的传播速度大小为
C. 时刻浮标沿y轴负方向运动 D. 水波的波长为
9. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2s时的波形如图(a)所示,x=2m处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是( )
A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s
10. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动,小球将做周期为的往复运动,则( )
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时,其运动周期为
11. 平静水面上建立x轴,俯视图如图所示。分别位于x1=-0.2 m和x2=0.3 m的两波源A、B起振方向相反,t=0时刻同时从各自的平衡位置开始以10 Hz的频率、4 cm的振幅上下振动,在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为t=0.3 s两列波到达的位置,此时x=0.5 m处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的传播速度为2 m/s
B. 原点x=0处的质点起振方向向上
C. x轴上在A、B之间振动加强点共9个
D. 从t=0时刻起,一天内,x=2.024 m处的质点通过的总路程为0.8 m
二、非选择题(本题共5小题,共56分。13~16题要求写出演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算时答案中必须标明单位。)
12. 某实验小组利用图甲装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。
(1)关于本实验,下列说法不正确的是________。
A. 小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直
B. 应在小钢球自然下垂时测量摆线长度
C. 小钢球可以换成较轻的橡胶球
D. 应无初速度、小摆角释放小钢球
(2)组装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度L,用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图乙所示,小钢球直径d=________mm,记摆长。
(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T,并作出l—T2图像,如图丙。
根据图线斜率可计算重力加速度g=________m/s2(保留3位有效数字,π2取9.87)。
(4)若将摆线长度误认为摆长,仍用上述图像去处理数据,得到的重力加速度值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13. “战绳”是一种近年流行的健身器材,健身者把两根相同绳子的一端固定在一点,用双手分别握住绳子的另一端,上下抖动绳端,使绳子振动起来(图甲),以手的平衡位置为坐标原点,图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形,若右手抖动的频率是0.5Hz。求:
(1)绳波的波速v的大小;
(2)P点从图示时刻开始第一次回到平衡位置的时间。
14. 单摆在竖直面内做小角度摆动,摆球速度的二次方随时间变化的图线如图所示,取重力加速度,忽略空气阻力,结合图中的数据,求单摆
(1)摆长;
(2)最大摆角的余弦值。
15. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速,某时刻的波形如图所示。
(1)处的质点开始振动时刻作为计时起点,请写出其振动方程;
(2)处的质点从图示时刻开始经过的过程中通过的路程s。
16. 如甲图所示,海洋生态自动监测浮标,可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播,在波的传播方向。上相距4.5m的两处分别有A、B两浮标,两浮标随波上下运动,其中A浮标的振动图像如图乙所示。当A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,求:
(1)此时刻,A、B竖直方向的高度差为多少;
(2)这列水波的波长是多少;
(3)若此时A、B之间只有一个波峰,这列水波的传播速度是多少。
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