辽宁省沈阳市城郊市重点联合体2019-2020学年高二上学期期中考试物理试卷 10页

高二年级物理试卷 试卷说明：1.命题范围：人教版高中物理选修 3-4 第一章机械振动 2.试卷分两卷，第 I 卷为选择题，请将正确答案用 2B 铅笔涂在答题卡上，第 II 卷为非选择题，请将答案按照题序用黑色水性签字笔填写在答题纸上；本卷满 分为 100 分，考试时间为 90 分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 60 分） 一 、单项选择题（本题共 10 小题。每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一个选项正确） 1．弹簧振子在做简谐振动的过程中，振子通过平衡位置时 ( ) A.速度值最大 B.回复力的值最大 C.加速度值最大 D.位移最大 2.一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz。该质点从平衡位置开始经过0.5s 后，位移的大小和所通过的路程分别为 ( ) A.4cm，10cm B.4cm，20cm C.0，24cm D.100cm，100cm 3．某质点作简谐振动，从质点经过某一位置时开始计时 ( ) A．当质点再次经过此位置时，所经历的时间是一个周期 B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，所经历的时间是一个周期 C．当质点的加速度与零时刻的加速度再次相同时，所经历的时间是一个周期 D．以上三种说法均不正确 4.单摆振动的回复力是 ( ) A.摆球所受的重力 B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力 C.悬线对摆球的拉力 D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力 5．一简谐振动的单摆的回复力由大变小时，下面物理量中由大变小的是 ( ) A．摆球的速度 B．摆线的张力 C．摆球的重力势能 D．摆球的机械能． 6．A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f．若它们均在频率为3f的驱动力 作用下，做受迫振动，则 ( ) A．振子A的振幅较大，振动频率为f B．振子B的振幅较大，振动频率为3f C．振子A的振幅较大，振动频率为3f D．振子B的振幅较大，振动频率为4f 7.右图为同一单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法中错误的是：（ ） A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共 振曲线 B．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次单摆的摆长之比L1：L2=25：4 C.图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1m D.若摆长均为1m，则图线Ⅰ是在地球上完成的 8．一质点做简谐运动的图象如右图所示，下列说法正确的是( ) A．质点振动频率是4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是20 cm C．第4 s末质点的速度为零 D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同 9.如图所示,在质量为M的支架上用一轻质弹簧挂有质量均为m(M≥m)的A、B两物体,支架放在 水平地面上,开始各物体都静止,突然剪断A、B间的连线,此后A做简谐运动.当运动到最高点 时,支架对地面的压力为( ) A．Mg B.(M-m)g C．(M+m)g D.(M+2m)g 10.有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线 的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左 边最高点N运动过程的闪光照片，如右图所示，(悬点和小钉未被摄入)，P为摆动中的最低点。 已 知 每 相 邻 两 次 闪 光 的 时 间 间 隔 相 等 ， 由 此 可 知 ， 小 钉 与 悬 点 的 距 离 为 （ ） A．L/4 B．L/2 C．3L/4 D．无法确定 二 、多项选择题（本题共 4 小题。每小题 5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有 多个选项正确，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 11．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 x＝Asinπ 4 t，则质点在( ) A．第 1 s 末与第 3 s 末的位移相同 B．第 1 s 末与第 3 s 末的速度相同 C．第 3 s 末至第 5 s 末的位移相同 D．第 3 s 末至第 5 s 末的速度相同 12．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使 A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( ) A．各摆摆动的周期均与A摆相同 B．B摆振动的周期最短 C．C摆振动的周期最长 D．D摆的振幅最大 13．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处 时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车 受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s．下列说 法正确的是( ) A．列车的危险速率为20 m/s B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行 14．当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时,下列说法中正确的是（ ） A、振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等,弹性势能相同。 B、振子从最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧弹力始终做负功 C、振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供 D、振子在运动过程中,系统的机械能守恒 第Ⅱ卷（非选择题 共 40 分） 三、填空题（本题共 2 小题，共 15 分.把答案填写在答题纸对应题目的横线上.） 15.(9 分)如图甲所示为一弹簧振子的振动图象，规定向右的方向为正方向，试根据图象分析 以下问题： （1）如图乙所示的振子振动的起始位置是 ，从初始位置开始，振子向 （填“右”或 “左”）运动． （2）在乙图中，找出图象中的 O、A、B、C、D 各对应振动过程中的位置，即 O 对应 ，A 对应 ，B 对应 ，C 对应 ，D 对应 ． （3）在 t=2s 时，振子的速度的方向与 t=0 时速度的方向 ． （4）质点在前 4s 内的位移等于 ． 16.(6 分) （1）在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是 ． A．选细线做为摆线 B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内 C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量线长为摆长 D．计时起止时刻，选在最大摆角处 （2）如果测得的 g 值偏小，可能的原因是 ． A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将 49 次全振动记为 50 次 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长 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，再以 l 为横坐标，T2 为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该 直线的斜率为 k，则重力加速度 g= （用 k 表示） 四、解答题（本题共 2 个小题，共 25 分．解答应写出必要的文字说明、方程和重要的演算步 骤， 只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 17.(12 分)弹簧振子以 O 点为平衡位置，在 B、C 两点间做简谐运动，在 t=0 时刻，振子从 O、 B 间的 P 点以速度 V 向 B 点运动；在 t=0.20s 时，振子速度第一次变为﹣V；在 t=0.50s 时， 振子速度第二次变为﹣V． （1）求弹簧振子振动周期 T． （2）若 B、C 之间的距离为 25cm，求振子在 4.00s 内通过的路程． 18.(13 分)如图所示，在 O 点悬有一细绳，绳上串着一个小球 B，并能顺着绳子滑下，在 O 点 正下方有一半径为 R 的光滑圆弧轨道，圆心位置恰好在 O 点，在弧形轨道上接近 O′处有另一 个小球 A，令 A、B 两球同时开始无初速释放，假如 A 球第一次到达平衡位置时正好能够和 B 球碰上，则 B 球与绳之间的摩擦力与 B 球重力大小之比是多少？ 高二年级物理答案及评分标准 一．单项选择题：本试题共 10 小题，每小题 4 分，满分 40 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D B C B D B A C 二．多项选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，满分 20 分。有漏选的得 3 分，有错选的得 0 分 题号 11 12 13 14 答案 AD AD BD CD 第Ⅱ卷（非选择题 共 40 分） 三、填空题（本题共 2 小题，共 15 分.把答案填写在答题纸对应题目的横线上.） 15、(9 分)如图甲所示为一弹簧振子的振动图象，规定向右的方向为正方向，试根据图象分析 以下问题： （1）如图乙所示的振子振动的起始位置是 E ，从初始位置开始，振子向 右 （填“右” 或“左”）运动． （2）在乙图中，找出图象中的 O、A、B、C、D 各对应振动过程中的位置，即 O 对应 E ，A 对应 G ，B 对应 E ，C 对应 F ，D 对应 E ． （3）在 t=2s 时，振子的速度的方向与 t=0 时速度的方向 相反 ． （4）质点在前 4s 内的位移等于 0 ． 16、(6 分) （1）在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是 AB ．(2 分) A．选细线做为摆线 B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内 C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量线长为摆长 D．计时起止时刻，选在最大摆角处 （2）如果测得的 g 值偏小，可能的原因是 B ．(2 分) A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将 49 次全振动记为 50 次 （3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长 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，再以 l 为横坐标，T2 为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该 直线的斜率为 k，则重力加速度 g= （用 k 表示）(2 分) 解答：解：（1）A、为减小空气阻力的影响，应选细线做为摆线，故 A 正确． B、由于单摆与圆锥摆的周期不同，本实验是利用单摆的简谐运动周期公式 T=2 ， 测量 g，所以单摆摆动时必须保持摆线在同一竖直平面内，不能形成圆锥摆．故 B 正 确． C、由于细线有伸缩性，所以应拴好摆球后，令其自然下垂时测量悬点到球心的距离 作为摆长，不能就将线长作为摆长．故 C 错误． D、摆球经过平衡位置时，速度最大，相同的距离误差引起的时间误差最小，故应从 平衡位置开始计时，故 D 错误． 故选 AB． （2）由单摆的周期公式 T=2 ，得 g= ． A、测摆线长时摆线拉得过紧，导致摆长偏长，则测得的重力加速度偏大．故 A 错误． B、摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则测得的摆长偏小， 重力加速度偏小．故 B 正确． C、开始计时时，秒表过迟按下，则测得周期偏小，测得的重力加速度偏大．故 C 错 误． D、实验中误将 49 次全振动记为 50 次，测得的周期偏小，测得的重力加速度偏大．故 D 错误． 故选 B． （3）根据单摆的周期公式 T=2 ，得 ，知图线的斜率 k= ，则重 力加速度 g= ． 故答案为：AB、B、 ． 四．计算题：本题共 2 小题，满分 25 分。 17.(12 分) 弹簧振子以 O 点为平衡位置，在 B、C 两点间做简谐运动，在 t=0 时刻，振子从 O、B 间的 P 点以速度 V 向 B 点运动；在 t=0.20s 时，振子速度第一次变为﹣V；在 t=0.50s 时，振子速度 第二次变为﹣V． （1）求弹簧振子振动周期 T． （2）若 B、C 之间的距离为 25cm，求振子在 4.00s 内通过的路程． 解答：解：（1）根据已知条件分析得到周期 T=（ ）×4=1.0s， (6 分) （2）若 B、C 之间的距离为 25cm，则 A=12.5cm 所以 x=4A =200cm (6 分) 答：（1）弹簧振子振动周期 T 为 1s；（2）振子在 4.00s 内通过的路程为 200cm． 18.(13 分)如图所示，在 O 点悬有一细绳，绳上串着一个小球 B，并能顺着绳子滑下，在 O 点 正下方有一半径为 R 的光滑圆弧轨道，圆心位置恰好在 O 点，在弧形轨道上接近 O′处有另一 个小球 A，令 A、B 两球同时开始无初速释放，假如 A 球第一次到达平衡位置时正好能够和 B 球碰上，则 B 球与绳之间的摩擦力与 B 球重力大小之比是多少？ 解答：解：球 A 的运动是类似单摆运动，摆到最低点时间为：t= ； (2 分) 对球 B，就牛顿第二定律，有：mg﹣f=ma； (3 分) 根据题意，有：f=kmg；(2 分) 根据位移时间关系公式，有：L= ； (3 分) 联立以上四式可解得：k=1﹣ =1:5 (3 分) 答：B 球与绳之间的摩擦力与 B 球重力大小之比是 1:5