1、静海一中 2018-2019 第二学期高二物理（3 月）学生学业能力调研试卷考生注意：1.本试卷分第卷基础题（80 分）和第卷提高题（20 分）两部分，共 100 分。2.试卷书写规范工整，卷面整洁清楚，酌情减 3-5 分，并计入总分。知 识 与 技 能学习能力（学法）习惯养成（卷面整洁） 总分内容 机械振动 机械波分数 50 5035 3-5 分 100第卷 基础题（共 80 分）一、选择题（说明：1-5 题为单选题，6-7 为多选题 ，每小题 3 分,共 21 分）1.有一个在 y 方向上做简谐运动的物体，其振动图象如下图所示。下列关于下图中（1）（4）的判断正确的是（ ）A. 图（1）可
2、作为该物体的速度 -时间图象B. 图（2）可作为该物体的回复力 -时间图象C. 图（3）可作为该物体的回复力 -时间图象D. 图（4）可作为该物体的回复加速度 -时间图象【答案】C【解析】在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，即位移为零，速度最大；位移最大，速度为零，则知速度与位移图象也互余，图（2）可以作为该物体的 v-t 图象。故 A 错误。由简谐运动特征 F=-kx 可知，回复力的图象与位移图象的相位相反，但也正弦曲线，则知图（2）不可作为该物体的 F-t 图象，图（ 3）可作为物体的 F-t 图象。故 B 错误，C 正确；由 a=-kx/m可知，加速度的图象与位移图象的相位相反，应为正
3、弦曲线，则知图（4）不能作为该物体的 a-t 图象。故 D 错误。故选 C。点睛：本题关键要掌握简谐运动中各个量与位移的关系，比如加速度和位移是正比反向关系；加速度最大时速度最小，可定性作出判断，从而正确选择图象2.下列说法正确的是（ ）A. 物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B. 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C. 两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D. 一列波通过小孔发生了衍射，波源频率越大，观察到的衍射现象越明显【答案】B【解析】试题分析：物体做受迫振动时，当驱动力的频率 f 等于物体的固有频率 f0 时，系统达到
4、共振，振幅最大，A 错误；医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用声波的多普勒效应，B 正确；振动加强区质点的位移可能为零，不一定大于振动减弱区的位移，C 错误；产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，而不是由频率决定，D 错误；故选 B。考点：受迫振动、波的现象。【名师点睛】物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率 f 等于物体的固有频率 f0 时，物体做受迫振动振幅最大，发生共振；两列波发生干涉时，振动加强区域，总是加强，两列波引起的位移方向始终相同，各质点的位移随时间做周期性变化，它的位移某时刻可能为零，也不一定比振动减弱区域的位移大；产生明显衍射的条件是障
5、碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。3.关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )A. 多普勒效应是由波的干涉引起的B. 多普勒效应说明波源的频率发生变化C. 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D. 只有声波才可以产生多普勒效应【答案】C【解析】多普勒效应是由于波源和观察者发生相对运动而产生的，发生多普勒效应时，波源的频率不改变因此，A、B 不正确，C 正确一切波都能发生多普勒效应，D 错4.已知空气中的声速为 340m/s。现有几种声波：周期为 1/20s，频率为 104Hz，波长为 10m。它们传播时若遇到宽约为 13m 的障碍物，能产生显著的衍射现象的是 ( )A. 和 B.
6、 和 C. 和 D. 都可以【答案】C【解析】【详解】由公式 v ，得周期为 s 的声波的波长为： 1 vT340 ；发生明显= 120 120=17衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，故能产生显著的衍射现象；由公式 v f 得频率为 104Hz 的声波的波长为： ，发生明显衍射=340104=0.034的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，故不能产生显著的衍射现象；波长为 10m 的声波，障碍物宽度为 13m 与该声波长相差不大，故 能产生显著的衍射现象；因此能产生显著的衍射现象的是和 ，故 C 正确， A、B 、D 错误；5.在一单摆装置中，摆动物体是个装
7、满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此摆球的周期将( )A. 逐渐增大 B. 逐渐减小C. 先增大后减小 D. 先减小后增大【答案】D【解析】【详解】单摆小角度摆动，做简谐运动的周期为 ，式中 L 为摆长，其值为悬点到=2摆动物体重心之间的距离，当小球装满水时，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水刚流出过程中重心要降低，因此，在水的整个流出过程中，重心位置先下降后上升，即摆长 Ll 先增大后减小，所以摆动周期将先增大后减小故 ABC 错误，D 正确故选：D6.如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直
8、向上为正方向,物块简谐运动的表达式为 y=0.1sin(2.5t)m 。t=0 时刻 ,一小球从距物块 h 高处自由落下；t=0.6 s 时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小 g=10m/s2。以下判断正确的是 ( )A. 0 时刻物块向上运动 B. h=1.7 mC. 简谐运动的周期是 0.8 s D. t=0.4 s 时,物块与小球运动方向相反【答案】ABC【解析】【详解】A、由振动方程可知， 0 时刻物块向上运动，故 A 正确；B、由振动方程式可得，t0.6s 物体的位移为：y0.1sin（2.50.6）0.1m；则对小球有：hy gt2，解得：h1.7m ；故 B 正确；
9、=12C、由公式可知，简谐运动的周期为：T 0.8s；故 C 正确；=2=22.5=D、由振动方程可知，t=0.4s 时刻物块向下运动，与物体的运动方向相同，故 D 错误。7.如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从 A、B、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点 D，其中甲是从圆心 A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端 B 到达最低点 D，丙沿圆弧轨道从 C 点运动到 D，且 C 点很靠近 D 点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（ ）A. 丙球最先到达 D 点，乙球最后到达 D 点B. 甲球最先到达 D 点，丙球最后到达 D 点C. 甲球最先到达 D
10、点，乙球最后到达 D 点D. 甲球最先到达 D 点，无法判断哪个球最后到达 D 点【答案】C【解析】A 点，AD 距离为 r，加速度为 g，时间：t 1= ；B 点，设ADB=，BD 距离为 2rcos，加2速度为 gcos，时间： ；C 点，简谐振动，周期 T=2 ，时间：2=2=2245=2 ；明显 t2t 3t 1，知乙球最后到，甲球最先到。故 C 正确，ABD 错误。故选3=4=2C。点睛：本题的关键是分清三种不同的运动形态，甲是自由落体，乙是匀加速直线运动，丙是单摆，然后分别计算出每条线路所用的时间，比较大小皆可解决二填空题（每空 2 分,共 34 分）8.筛选出题干有用的信息再结合
11、本阶段学习的物理知识解决一下问题：把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上安一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这样就做成了一个共振筛,如图所示。筛子做自由振动时,完成 10 次全振动用时 15s,在某电压下,电动偏心轮转速是 36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高; 增加筛子质量 ,可以增大筛子的固有周期。问题 1：为了筛子更好的工作我们希望它的振幅增大我们可以利用共振现象。若增大受迫振动的振幅,可采取两种方法使之发生共振请描述共振发生的条件：_问题 2：那要使筛子的振幅增大,下列做法正确的是_A.提高输入电压 B.降低输入电压 C.增加筛子质量 D.减小筛子质量【答案】 (1
12、). 驱动力频率等于筛子的固有频率 (2). AC【解析】【详解】 （1）当驱动力频率和筛子的固有频率相等时，筛子发生共振，故共振发生的条件为：驱动力频率等于筛子的固有频率；（2）要增加振幅，就要增加偏心轮的转动频率，或者减小筛子的固有频率，故可提高输入电压，或者增大筛子质量，故 AC 正确，BD 错误；9.如图 1 所示两个相干波源 S1、S 2 产生的波在同一均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c 和 f 分别为 ae 和 bd 的中点，则：（1）在 a、b、c 、d、e 、f 六点中，振动加强的点是 _振动减弱的点是_（2）若两振源 S1 和 S2 振幅不相同，此时位移为零的点
13、是_（3）在图 2 中画出此时刻 ace 连线上，以 a 为原点的一列完整波形，标出 e 点【答案】 (1). a、c、e (2). b、d、f (3). c、f【解析】【详解】 （1）由图可知：a 点是波谷与波谷相遇点，而 b、d 点是波峰与波谷相遇点，e 点是波峰与波峰相遇点由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，在波的传播方向上，振动加强的点的连线上的 c 点也是振动的加强点；当波峰与波谷相遇时振动减弱，所以振动加强点是 a 与 e，振动减弱点是 b、d；f 在振动减弱的连线上，因此 c 是振动加强点，而 f 是振动减弱点；（2）若两振源 S1 和 S2 振幅不相同，波峰与波谷相
14、遇的位移不为零，平衡位置相遇为零，此时刻位移为零的点是：c、f（3）在图 2 中画出此时刻 ace 连线上，以 a 为原点的一列完整波形，如图：10.用单摆测定重力加速度的实验装置如下图 1 所示（1）组装单摆时，应在下列器材中选用_（选填选项前的字母） A长度为 1m 左右的细线 B长度为 30cm 左右的细线C直径为 1.8cm 的塑料球 D直径为 1.8cm 的铁球(2)在该实验中,单摆的摆角 应_,从摆球经过_ 开始计时,测出 n 次全振动的时间为 t,用毫米刻度尺测出摆线长为 L,用游标卡尺测出摆球的直径为 d。用上述物理量的符号写出测出的重力加速度的一般表达式为 g=_。（3）某同
15、学在实验中，先测得悬点 O 到小球下端距离为 97.50cm，摆球直径 2.00cm，然后用停表记录了单摆振动 50 次所用的时间如右图所示，则该摆摆长为_cm，停表表示读数为_s。（4）用多组实验数据做出 T2L 图象，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的T2L 图线的示意图如图 2 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 b，下列分析正确的是_（选填选项前的字母） 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 LB出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次C图
16、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（5）某同学测出不同摆长时对应的周期 Y，作出 T2L 图线，如图 3 所示，再利用图线上任两点 A、B 的坐标（x 1，y 1） 、B（x 2，y 2） ，可求得 g _若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则用上述方法算得的 g 值和真实值相比是_的（选项“偏大” 、 “偏小”或“不变” ） (6)某同学在实验室操作实验时会遇到如下困难：如图 1 所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约 1m 的单摆。实验时，由于仅有量程为 20cm、精度为 1mm 的钢板刻度尺，于是
17、他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期 T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期 T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L用上述测量结果，写出重力加速度的表达式 g_。问题 3：请结合上述问题说明：用单摆测定重力加速度的实验中利用数据处理的方法有几种请简略说明（至少写出两种）_【答案】 (1). AD (2). 小于 5 (3). 平衡位置 (4). (5). =422(+2)296.5cm (6). 99.8s (7). B (8). g (9)
18、. 不变 (10). g =42(21)21 =421222(11). 方法一：测出单摆的摆长和周期，利用单摆的周期公式求解，方法二：测出多组摆线长和周期，通过做 T2 L 图象求解当地重力加速度，方法三：通过摆长的变化量 L，测出变化前后的周期 T1、 T2列方程求解。 （写任意两种即可）【解析】【详解】 （1）组装单摆时，摆线选择长度 1m 左右的细线，摆球选择质量大一些体积小一些的铁球，故选：AD（2）当单摆摆角小于 5时单摆的运动是简谐运动，故,单摆的摆角 应小于 5，摆球在平衡位置时速度最大，为了减小误差，在平衡位置启动秒表和结束计时，根据单摆的周期公式 得： ，其中周期 ，联立解得
19、： 。=2+2 2=42(+2) = =422(+2)2（3）摆长 ，秒表的读数为 90s+9.8s=99.8s。=97.51.0=96.5（4）根据单摆的周期公式 T2 得，T 2 ，根据数学知识可知，T 2L 图象的斜率 k =42，当地的重力加速度 g =42 =42A、由图 2 所示图象可知，对图线 a，当 L 为零时 T 不为零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故 A 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，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率 k 偏小故 B 正确；C、由图可知，图线 c 对应的斜率 k 偏
20、小小于图线 b 对应的斜率，由 g 可知，图线 c=42对应的 g 值大于图线 b 对应的 g 值，故 C 错误；D、由图示图象可知，图线 a 与图线 b 的斜率相等，由 g 可知，图线 a 对应的 g 值等=42于图线 b 对应的 g 值，故 D 错误。（5）根据单摆的周期公式 T 2 得，T 2 ，T 2L 图象的斜率：k ，重 =42 =42=2121力加速度：g ；=42(21)21若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，T2L 图象的斜率不变，所测重力加速度 g 不变，即算得的 g 值和真实值相比是不变的（6）由单摆周期公式，根据题意看得：T 1 2
21、 ， ，解得：g 由 2=2 =421222以上问题可知，处理数据的方法有三种：方法一：测出单摆的摆长和周期，利用单摆的周期公式求解，方法二：测出多组摆线长和周期，通过做 T2L 图象求解当地重力加速度，方法三：通过摆长的变化量L ，测出变化前后的周期 T1、T 2 列方程求解。三、解答题(共 25 分)11.对波动图象和和振动图象认识是本阶段高考中的重要考点，能从图象中读出波长、振动的方向以及周期和频率等有关描述波动的物理量是关键。请结合本题回答以下问题：图（a）为一列简谐横波在 t0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置在 x1.0m 处的质点，Q是平衡位置在 x4.0m 处的质点；图（
22、b）为质点 Q 的振动图象，求：（1）请分别描述图（a）和图（b）的所描述物理意义（2）该波的振幅，频率，波长和周期。（3）该波的波速和传播方向。（4）在 t0.10s 时刻质点 P 的振动方向。(5)写出质点 Q 做简谐运动的表达式 (不要求推导过程) 。【答案】 （1）图（a）所描述的物理意义：t 0.10s 时刻所有质点偏离平衡位置的位移的集合，图（b）所描述的物理意义：质点 Q 偏离平衡位置的位移随时间的变化关系；（2）该波的振幅 10cm，频率 5Hz，波长 8m 和周期 0.2s；（3）该波的波速 40m/s 和传播方向沿 x 轴负方向。（4）在 t0.10s 时刻质点 P 的振动
23、方向沿 y 轴正方向振动；（5）质点 Q 简谐运动的表达式为 =0.1010()【解析】【详解】 （1）图（a）所描述的物理意义：t 0.10s 时刻所有质点偏离平衡位置的位移的集合，图（b）所描述的物理意义：质点 Q 偏离平衡位置的位移随时间的变化关系。（2）图象直接知道振幅 10cm，周期 ， ，频率 5Hz，波长 8m，=0.2 =1=10.2=5周期 0.2s。（3）波速 ，由振动图象知 0.1s 时质点 Q 向下振动，由“上下坡”法=80.2/=40/知传播方向沿 x 轴负方向。（4）由上题知波的传播方向沿 x 轴负方向，由“上下坡”法知在 时刻质点 P 沿 y 轴=0.10正方向振
24、动。（5）质点 Q 简谐运动的表达式为 。=2=0.120.2=0.1010()12.如图为一单摆的共振曲线，则（g9.8m/s 2）：（1）该单摆的摆长约为多少？（2）共振时单摆的振幅多大？（3）共振时摆球的最大加速度的大小为多少？（4）若单摆的摆长变短，共振曲线的峰将怎样移动【答案】 （1）该单摆的摆长约为 1m， （2）共振时单摆的振幅为 8cm， （3）共振时摆球的最大加速度为 0.8m/s2， （4）若单摆的摆长变短，共振曲线的峰将右移。【解析】【详解】 （1）由图可知当驱动力频率为 0.5Hz 时，单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率 f0.5Hz ，则周期为： T 2S=1=根据
25、单摆的周期公式 T 2 得 ： L 1m =242=102243.142=（2）由图读出共振时单摆的振幅 A8cm（3）根据题意，a gsin，且 sin 0.08， 故共振时摆球的最大加速度为 0.8m/s2=0.081=（4）若单摆的摆长变短，根据单摆的周期公式 T2 变小，T 故飞 f 变大，共振曲线 =1的峰将右移第卷 提高题（共 20 分）13.如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过 0.2s 时的波形图象求（1）可能的周期；（2）可能的波速；（3）若波速是 35m/s，求波的传播方向；（4）波传播的可能距离；（5）当 0.2s 小于一个周期时，周期、波速、传播的距离【答案】 （1）
26、可能的周期为 （n0、1、2 ）或 s（n0、1、2 ） ；44+3=0.84+3 0.84+1（2）可能的波速为（20n+15）m/s（n0、1、2 ）或（20n+5）m/s （n0、1、2 ） ；（3）若波速是 35m/s，波的传播方向向左；（ 4）波传播的可能距离是（ 4n+3）m 或（4n+1）m（n 0、1、2 ） ；（5）若 0.2s 小于一个周期时，向左传播时，传播的距离为3m；周期为 0.267s；波速为 15m/s。【解析】【详解】 （1）向左传播时，传播的时间为 t nT T 得：T （n0、1、2 +34 =44+3=0.84+3） ，向右传播时，传播的时间为 t nT
27、T 得：T s（n0、1、2 ）+14 =44+1=0.84+1（2）计算波速，有两种方法v 或 v= =向左传播时，v （20n+15）m/s或 v （20n+15）m/s （n0、1、2 ） ，= =向右传播时，v （20n+5）m/s或 v （20n+5）m/s （n0、1、2 ）= =（3）若波速是 35m/s，则波在 0.2s 内传播的距离为 xvt350.2m7m1 ，所以波向34左传播（4）题中没给出波的传播方向，所以有两种可能：向左传播或向右传播若向左传播时，传播的距离为 xn （4n+3 ）m （n0、1、2 ）+34若向右传播时，传播的距离为 xn （4n+1 ）m （n0
28、、1、2 ）+14（5）若 0.2s 小于一个周期，说明波在 0.2s 内传播的距离小于一个波长，则：向左传播时，传播的距离 x 3m；传播的时间 t T 得：周期 T0.267s；波速=34 =34v15m/s 向右传播时，传播的距离为 1m；传播的时间 t T 得：周期 T0.8s；波速 v5m/s14 =1414.如图所示是一列简谐横波上 A、B 两点的振动图象，A、B 两质点相距 d8 m。求这列波可能的波长 和波速 v。并画出 AB 两点在 t=0 时的波形图（至少画出一个波长） ，最后总结如何根据振动图像画出波形图。【答案】波长 ：若波由 A 传向 B 时， （n=0、1、2、3）
29、 =324+3若波由 B 传向 A， （n=0、1、2、3） ；=324+1波速 v：若波由 A 传向 B， （n=0、1、2、3） ；=804+3/若波由 B 传向 A， （n=0 、1、2、3） 。=804+1/总结：波的传播就是振动相位的传播,沿着传播方向,各质点的相位依次比振源落后 ,（v 为波速,x 为所在处坐标）.找出传播方向,根据所给的某一质点的振动图像,可以画出某一确定时刻的波形图。【解析】【详解】 （1）若波由 A 传向 B 时，由图有： （n=0、1、2、3） ，=+34=8解得： （n=0、1、2、3） ，=324+3若波由 B 传向 A，由图有： （n=0 、1、2、3） ，=+14=8解得： （n=0、1、2、3） ；=324+1（2）波速： （n=0、1、2、3） ，=804+3/或 （n=0 、1、2、3） 。=804+1/如波由 A 传给 B，t=0 时刻的波形图为：波由 B 传给 A：总结：波的传播就是振动相位的传播,沿着传播方向,各质点的相位依次比振源落后 ,（v 为波速,x 为所在处坐标）.找出传播方向,根据所给的某一质点的振动图像,可以画出某一确定时刻的波形图。
