湖北省枣阳市高级中学高二物理下学期期中试题

湖北省枣阳市高级中学高二年级2015-2016学年度下学期期中考试
物理试题
时间：90分钟分值100分
第I卷（选择题共48分）
一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）
1．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_____（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆大
C．甲摆的机械能比乙摆大
D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆
E．由图象可以求出当地的重力加速度
2．甲乙两位同学分别使用图1所示的同一套装置观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知二人实验时所用的单摆的摆长相同，落在木板上的细砂分别形成的曲线如图2所示，下面关于两图线的说法中正确的是（）
A．甲图表示砂摆摆动的幅度较大，乙图摆动的幅度较小
B．甲图表示砂摆摆动的周期较大，乙图摆动的周期较小
C．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度关系v甲=2v乙
D．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度关系v乙=2v甲
3．如图所示，三根细线于O点处打结，A、B两端固定在同一水平面上相距为L的两点上，使AOB成直角三角形，∠BAO=30°．已知OC线长是L，下端C点系着一个小球（忽略小球半径），下面说法正确的是（）
A．让小球在纸面内摆动，周期T=2π
B．让小球在垂直纸面方向摆动，周期T=2π
C．让小球在纸面内摆动，周期T=2π
D．让小球在垂直纸面内摆动，周期T=π
4．所示的弹簧振子（以O点为平衡位置在B、C间振动），取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图所示的振动曲线．又曲线所给的信息可知，下列说法正确的是（）
A．t=0时，振子处在B位置
B．t=4s时振子对平衡位置的位移为10cm
C．t=2.5s时振子对平衡位置的位移为5cm
D．如果振子的质量为0.5kg，弹簧的劲度系数20N/cm，则振子的最大加速度大小等400m/s2 5．某沿水平方向振动的弹簧振子在0﹣6s内做简谐运动的振动图象如图所示，由图可知（）
A．该振子的振幅为5cm，振动周期为6s
B．第3s末振子的速度沿x轴负方向
C．第3s末到第4s末的过程中，振子做减速运动
D．该振子的位移x和时间t的函数关系：x=5sin（t+）（cm）
6．带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点，在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时（如图）（）
A ．摆球受到的磁场力相同
B ．摆球的动能相同
C ．摆球的速度大小相同
D ．向右摆动通过A 点悬线的拉力大于向左摆动通过A 点悬线的拉力
7．如图所示，单摆摆球的质量为m ，摆球从最大位移A 处由静止释放，摆球运动到最低点B 时的速度大小为v ．重力加速度为g ，不计空气阻力．则摆球从A 运动到B 的过程中（ ）
A ．重力做的功为mv 2
B ．重力的最大瞬时功率为mgv
C ．重力的冲量为0
D ．合力的冲量大小为0
8．一列简谐横波沿x 轴传播，周期为T ，t=0时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a 、b 两质点平衡位置的坐标分别为x a =2．5m ，x b =5．5m ，则以下说法正确的是（ ）
A ．波沿x 负向传播
B ．当a 质点处在波峰时，b 质点在向上运动
C ．4T
t =
时，a 质点正在向y 轴负方向运动 D ．34
T t =时，b 质点正在向y 轴负方向运动
E ．在某一时刻，a 、b 两质点的位移和速度可能相同
9．两列简谐横波的振幅都是20cm ，传播速度大小相同。

实线波的频率为2Hz ，沿x 轴正方向传播；虚线波沿x 轴负方向传播。

某时刻两列波在如图所示区域相遇，则_________。

A．在相遇区域会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为3:2
C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
D．平衡位置为x=8．5m处的质点此刻位移y>20cm
E、从图示时刻起再经过0．25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
10．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则
A．再经过0．01s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同
B．图中质点b此时动能正在减少，其加速度正在减小
C．若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50Hz
D．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一定不大于2m
11．某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t=0．25s时的波形图，图乙为P点（x=1．5m处的质点）的振动图象，那么下列说法正确的是（）
A．该波向右传播，波速为2m/s
B．质点L与质点N的运动方向总相反
C．t=0．25s时，质点M正处于平衡位置，并正在往正方向运动
D．t=1．25s时，质点K向右运动了2m
12．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在t=0．2s时刻的波形图．已知该波的波速是0．8m/s，则下列说法正确的是（）
A ．这列波可能是沿x 轴正方向传播的
B ．t=0时，x=4cm 处质点P 的速度沿y 轴负方向
C ．质点P 在0．6s 时间内经过的路程为0．32m
D ．质点P 在0．4s 时刻速度方向与加速度方向相同
二、实验题（题型注释） 13．（本题10分）如图12-2-5所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x 轴正向传播.
图12-2-5
（1）该时刻A 质点运动的方向是向_____________，C 点的运动方向是向_____________，D 点的运动方向是向_____________. （2）再经过
2
T
，质点A 通过的路程是___________cm ，质点C 的位移是___________cm.
三、计算题（题型注释） 14．（本题12分）在本校实验室中有个实验仪器如图甲所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上．如图乙所示是E 单摆做受迫振动时的共振曲线，它表示振幅与驱动力的频率的关
系．问：（摆角不超过5°，重力加速度g 取π2
）
甲 乙
（1）先让A 、B 、C 、D 其中的哪一个摆摆动起来，E 单摆的振动最为剧烈． （2）E 单摆的摆长的大小．
（3）若将E 摆从本地移至北京某高中的实验室中，共振曲线的“峰”将怎样移动． 15．（本题10分）简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象如图乙所示。

（1）求该简谐波的波速
（2）从该时刻起，再经过Δt ＝0.4s ，P 质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？ （3）若t ＝0时振动刚刚传到A 点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m 的质点(未画出)第二次位于波峰？
16．（本题10分）一列简谐横波沿x 轴正向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点振动周期T=0.2s 。

求：
（1）波的振幅A 、波长λ、波速v ；
（2）画出平衡位置在x=1.5m 处质点，以该时刻为计时起点的振动图象。

（至少画一个周期并在图中标上周期.半周期和振幅的数值） 17．（本题10分）一列简谐横波沿+x 轴方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，A 、B 、P 和Q 是介质中的四个质点，t=0时刻波刚好传播到B 点，质点A 的振动图象如图乙所示，则：
①该波的传播速度是多大？
②从t=0到t=1.6s ，质点P 通过的路程为多少？ ③经过多长时间质点Q 第二次到达波谷？
参考答案
1．ABD 【解析】
试题分析：从图中可得两者的周期相同，都为2s ，又知道两者在同一个地点测量的，即g 相同，所以根据单摆周期公式2l
T g
π
=可得两单摆的摆长相等，A 正确；从图中可得甲的振幅为10cm ，乙的振幅为7m ，故甲摆的振幅比乙摆大，B 正确；由于摆球质量未知，所以机械能大小关系无法判断，C 错误；在t ＝0.5s 时乙处于负向最大位移处，由于加速度方向和位移方向相反，所以此时有正向最大加速度，D 正确；由于不知道摆长，所以无法求解重力加速度，E 错误； 考点：考查了单摆周期
【名师点睛】由图读出两单摆的周期，由单摆的周期公式分析摆长关系；由位移的最大值读出振幅；由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小；根据加速度与位移方向相反，确定加速度的方向 2．AC
【解析】解：A、由图可知，甲的振动幅度较大，乙的幅度较小；故A正确；
B、两摆由于摆长相同，则由单摆的性质可知，两摆的周期相同；故B错误；
C、由图可知，甲的时间为2T，乙的时间为4T；则由v=可知，二人拉木板的速度不同，甲、
乙木板的速度关系v甲=2v乙；故C正确，D错误；
故选：AC．
【点评】本题考查单摆的性质，要注意明确单摆的周期取决于摆的长度和当地的重力加速度；与振幅等无关．
3．AD
【解析】解：A、C、当小球在纸面内做小角度振动时，圆心是O点，摆长为L，故周期为
T=，故A正确，C错误；
B、D、当小球在垂直纸面方向做小角度振动时，圆心在墙壁上且在O点正上方，摆长为l′=（1+）L，
故周期为T=2π=，故B错误，D正确；
故选：AD．
【点评】本题关键找出摆长，然后根据单摆的周期公式列式求解，基础题．
4．AD
【解析】解：A、由振动图象可知t=0时，振子的位移为负向最大，说明振子处于B位置，故A正确．
B、由图看出，t=4s时振子对平衡位置的位移为﹣10cm，故B错误．
C、由于振子做的是变加速直线运动，不是匀速直线运动，所以t=2.5s时振子对平衡位置的位移不是5cm，故C错误．
D、由题，k=20N/cm=2000N/m，振幅A=10cm=0.1m．振子的最大加速度在最大位移处，由弹簧受力和牛顿第二定律可得最大加速度大小为：
a m===400m/s2．故D正确．
故选：AD
【点评】由振动图象可直接读出周期、振幅、振子各个时刻的位移，要知道振子做简谐运动，其基本特征是a=﹣．
5．C
【解析】解：
A、由图读出振动周期为4s，振幅为5cm．故A错误．
B、根据图象可知，第3s末振子振子经过平衡位置向正方向运动．故B错误．
C、第3s末振子处于平衡位置处，速度最大，则第3s末到第4s末的过程中，振子做减速运动．故C正确．
D、由振动图象可得：振幅A=5cm，周期T=4s，初相φ=，则圆频率
ω==
故该振子做简谐运动的表达式为：x=5cos（t+）=5sin（t﹣）（cm）（cm）．故D
错误．
故选：C
【点评】本题考查根据振动图象分析物体振动过程的能力．当振子靠近平衡位置时速度增大，加速度减小；背离平衡位置时速度减小，加速度增大．
6．BCD
【解析】解：A、由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不同，则受到的磁场力不同．故A错误；
B、由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的动能相同，故B正确；
C、由于小球的运动方向不同，摆球的速度大小相同．故C正确；
D、由B选项可知，速度大小相等，则根据牛顿第二定律可知，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，因带负电，向左摆动通过A点时所受洛伦兹力的方向向上，故绳子拉力较小，即负电荷向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力．故D正确；
故选：BCD．
【点评】本题考查对小球进行受力分析，并得出力做功与否，根据机械能守恒定律来解题是突破口，同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同．最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度，再使用左手定则时，注意电荷的电性．
7．A
【解析】
试题分析：某个力的功率应用力乘以力方向上的速度，重力做功与路径无关只与高度差有关，也可以运动动能定理求解．
由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量．
解：A、摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B，根据动能定理得：W G=mv2
﹣0，故A正确．
B、设摆球从A运动到B的过程中某点重力的瞬时功率最大，设此时速度方向与竖直方向的夹角为θ，则有p=mgvcosθ＜mgv，故B错误；
C、根据冲量的公式I=Ft得：重力的冲量为I=mgt，不为零，故C错误；
D、由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量．所以摆球从A运动到B的过程中合力的冲量为mv，故D错误．
故选：A．
【点评】知道瞬时功率的求解方法，掌握运用动量定理求解合外力的冲量．
8．ABD
【解析】
试题分析：由图可看出波长为4m，t=0时刻x=3m处的质点向上振动，可得该波向左传播，即波沿x负向传播，故A正确；当a质点处在波峰时，b质点在平衡位置向上运动，故B正确；将图象整体向左平移1m，即波传播T/4时，a的振动状态与t=0时刻平衡位置在3．5m 处质点振动状态一样，即处在平衡位置上方并向y轴正向运动，C错误．将图象整体向左平移3m，即波传播3T/4时，b的振动状态与与t=0时刻平衡位置在8．5m处质点振动状态一样，向y轴负向运动，D正确．a、b两质点相距3λ/4，位移和速度不可能相同，E错误．故选ABD．
考点：波的图像；机械波的传播 9．BDE 【解析】
试题分析：从图中可得两列波的波长不同，
4263
λλ==实虚，
因为速度相等，故3
2v
f v f λλ==实实虚虚
，频率不同，故不能发生干涉现象，A 错误B 正确；两列简谐横波在平衡位置为x=6m 处，振动加强，速度是两者之和，不为零，C 错误；列简谐横波在平衡位置为x=8．5m 处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于10cm ，故质点此刻位移y>20cm ，D 正确；从图示时刻起再经过0．25s ，实线波在平衡位置为x=5m 处于波谷，而虚线波也处于y 轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y<0，故E 正确； 考点：考查了横波图像 10．C 【解析】
试题分析：由波形图可知λ=4 m，所以4
0.02200
T s s v
λ
=
=
=。

因该波沿x 轴正方向传播，故经0．01 s （即T/2），质点a 位于负位移处且向下运动，速度方向与加速度方向相反，选项A 错误；题图中b 点此时向下运动，动能正在减少，加速度正在增大，选项B 错误；由于波的频率f=1/T=50 Hz ，若发生稳定干涉现象，该波遇到的波的频率也应为50 Hz ，选项C 正确；根据发生明显衍射的条件可知，障碍物的尺寸比4 m 小或与4m 差不多，并非一定小于2 m ，选项D 错误；故选C ．
考点：波的图线；波的干涉和衍射． 11．AB 【解析】
试题分析：从振动图象可知，在t=0．25s 时，P 点振动方向向上，所以波向右传播，且波速为4
/2/2
v m s m s T
λ
=
=
=，故A 正确；由波动图象可知，质点L 与质点N 平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，因此运动方向总是相反，故B 正确．由图知，t=0．25s 时，质点M 正处于波谷，故C 错误．
在1．25s 时间内，质点K 在平衡位置来回振动，并不随着波迁移．故D 错误．故选AB 考点：振动图像和波动图像 12．BC 【解析】
试题分析：由图读出波长λ=12cm，由v T λ=
得周期0.120.150.8T s s v λ
=
=
＝，4
0.23
t s T ==，
由图看出，实线到虚线，波形向右平移了2
9183
cm cm cm λ-==，向左平移了
1
13943
cm cm cm λ-==．故得知，波形应向左平移，波沿x 轴负方向传播．故A 错误．波
沿x 轴负方向传播，t=0时，x=4 cm 处质点P 的速度沿y 轴负方向．故B 正确．时间t=0．6s=4T ，而每个周期内质点通过的路程是4A ，则质点P 在0．6s 时间内经过的路程为
S=4×4A=0．32m ．故C 正确．质点P 在0．4s 时刻与0．1s 时刻状态相同，而2
3
0.1t s T ==
，质点P 正从平衡位置向波谷运动，速度方向向下，而加速度方向向上，故D 错误．故选BC 考点：机械波的传播 13．（1）上 下 下（2）4 0 【解析】（1）由于波沿x 轴正方向传播，所以A 点在“下坡区”，向上运动；C 点、D 点均在“上坡区”，C 、D 两点都向下运动. （2）再经过
2
T
，A 又回到平衡位置，所以A 通过的路程为4 cm ；C 点也回到平衡位置，其位移为0. 14．（1）A ；（2）1m （3）右。

【解析】
试题分析：（1）由甲图可知，E 与A 是摆长是相等的，根据共振的条件可知，所以让A 摆摆动起来，E 单摆的振动最为剧烈．
（2）由乙图可知，当策动力的频率等于0.5Hz 时，E 的振幅最大，所以E 摆的固有频率为0.5Hz ，固有周期：T=2s ；根据单摆的周期公式：2?L
T g
π
=，代入数据得：L=1m ； （3）若将E 摆从本地移至北京某高中的实验室中，因重力加速度变大，故固有周期减小，频率变大，故共振曲线的“峰”将向右移动． 考点：单摆；共振。

15．(1)25 m/s(2) 4 cm 10 m (3) 1.8 s 【解析】 试题分析：
(1)波速v ＝λT ＝20
0.8 m/s ＝25 m/s
(2)因为Δt＝0.4 s ＝T
2，
所以质点P 通过的路程为4 cm 在T 2内波传播的距离为λ
2
＝10 m (3)由A 点t ＝0时刻向上振动知，波沿x 轴正方向传播，波速v ＝25 m/s x ＝45 m 处的质点第一次到达波峰的时间 t 1＝45－2025
s ＝1s
此质点第二次位于波峰的时间t ＝t 1＋T ＝1.8s
考点：本题考查由波的图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律 16．（1）8cm ，2m ，10m/s ；（2）见解析 【解析】
试题分析： （1）由图象知：振幅A=8cm ，波长λ=2m ，由v T
=
λ
得：波速2100.2
v m s m s T =
==λ。

（2）简谐波传播时，x=1.5m处质点做简谐运动，从该时刻起其振动图象是余弦曲线，画出图象如图所示：
考点：本题考查振动图像与波动图像及波长、频率和波速的关系。

17．：①该波的传播速度是25m/s
②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为16m
③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷
【解析】
试题分析：本题要在乙图上读出A质点在t=0时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向；由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速和频率，根据简谐运动的特点：一个周期内质点路程为4A，分析△t是几倍的周期，可以确定1.6s内的路程．根据PQ之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间．
解：（1）由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s，
由甲图知，波长λ=20m，则波速为：v==m/s．
（2）振幅为2cm；则由t=0到1.6s时，质点P通过的路程为：s=2×4A=16m；
（3）质点P、Q平衡位置之间的距离为：L=85﹣10=75m；
由L=vt，解得：t=3s
即经过3s时间质点Q第一次到达波谷，经过3.8s时间质点第二次到达波谷；
答：①该波的传播速度是25m/s
②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为16m
③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷
【点评】本题关键要理解波动图象与振动图象的联系与区别，同时，读图要细心，数值和单位一起读．判断波的传播方向和质点的振动方向关系是必备的能力．
11。