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- 2021-04-21 发布
枣庄八中高二年级第二学期阶段性测试
物理试题 2020.3
本试卷共 6 页。满分 100 分，考试用时 90 分钟。第Ⅰ卷
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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. 下列关于振动的说法正确的是（ ）
A. 物体的振动范围就是振幅
B. 振幅是标量，它是描述振动强弱的物理量
C. 物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置一次D．物体振动的周期越长，振动系统的能量就越强
2. 关于机械波，紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学各自发表了自己的观点：
①紫珠说：树叶在水面上下振动，说明机械波并不向外传递介质
②蓝仔说：只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
③白胖说：只有横波才能发生干涉现象，纵波不能发生干涉现象
④黄娃说：机械波的频率由波源决定
他们的观点正确的是(
)
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
3. 甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知（ ）
A. 两弹簧振子完全相同
B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比 F 甲∶F 乙=2∶1
C. 振子甲速度为零时，振子乙速度最大
D. 两振子的振动频率之比 f 甲∶f 乙=2∶1
4. 在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是( )
A．a 波源的频率为 b 波源频率的 2 倍
B．a 波的波长为 b 波波长的 2 倍
C．a、b 两列波叠加能产生稳定的干涉
D．通过同一狭缝，b 波的衍射效果比 a 波明显
1. 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，其余各摆也跟着摆动起来，可以发现（ ）
A. D 摆的振幅最大
B. D 摆的振幅最小
C. B 的摆动周期小于 C 的摆动周期
D. B 的摆动周期大于 C 的摆动周期
2. 如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块静止在光滑水平面上， 已知甲的质量大于乙的质量。当细线突然断开后，两物块都做简谐运动，在运动过程中，下列判断不正确的是（ ）
A. 甲的振幅等于乙的振幅B．甲的周期小于乙的周期
C．甲的最大加速度小于乙的最大加速度D．甲的最大速度小于乙的最大速度
3. 一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1＝1m 和 x2＝2m 的两质点 A、B 的振动图象如图所示。由此可知( )
m
A. 波长为 4
3
B. 波速为 1m/s
C. 3s 末 A、B 两质点的位移相同
D. 1s 末 A 质点的振动速度大于 B 质点的振动速度
4. 两列简谐横波的振幅都是 20 cm，传播速度大小相同。实线波的频率为 2 Hz，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 2∶3
C. 平衡位置为 x=6 m 处的质点此刻速度为零
D. 从图示时刻起再经过 0.25 s，平衡位置为 x=5 m 处的质点的位移 y<0
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的的 2 分，有选错的得 0 分。
5. 关于机械振动、机械波，下列说法正确的是( ) A.改变单摆的振幅，振动周期会随之改变
B. 声音由空气传播到水中，波长会发生变化
B. 某些次声波对人体有危害，是由于其频率接近人体内脏振动的固有频率
C. 根据多普勒效应，比较接收与发射的超声波频率的变化,可测量心脏血液流速
1. 一列简谐横波，在 t=0.6 s 时刻的图像如图(甲)所示，此时，P、Q 两质点的位移均为－1 cm， 波上 A 质点的振动图像如图(乙)所示，则以下说法正确的是( )
A. 这列波沿 x 轴正方向传播
B. 这列波的波速是 50 m/s
3
C. 从 t=0.6 s 开始，紧接着的Δt=0.6 s 时间内，A 质点通过的路程是 10 m
D. 从 t=0.6 s 开始，质点 P 比质点 Q 早 0.6 s 回到平衡位置
2. 如图表示两列同频率相干水波在 t＝0 时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为 2cm(且在图中所示范围内振幅不变)，波速为 2m/s，波长为 0.4m， E 点为 BD 连线和 AC 连线的交点。下列叙述正确的是( )
A．A、C 两点都是振动加强的
B．振动加强的点只有 B、E、D
C．直线 BD 上的所有点都是振动加强的
D．B、D 两点在该时刻的竖直高度差为 8cm
3. 一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，O 为波源且 t＝0 开始沿 y 轴负方向起振，如图所示是t＝0.2s 末 x＝0 至 4m 范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻 x＝2m 处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是( )
A. 这列波的周期为 0.2s，振幅为 10cm
B. 这列波的波长为 8m，波速为 40m/s
C. t＝0.7s 末，x＝10m 处质点的位置坐标为(10m,10cm)
D. t＝0.7s 末，x＝24m 处的质点加速度最大且沿 y 轴负方向
第Ⅱ卷
三、非选择题，本题共 6 小题，共 60 分。
13．（12 分）用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
(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) 测出悬点 O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t，则重力加速度g＝ (用 L、n、t 表示).
(3) 下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理.
组次
1
2
3
摆长 L/cm
80.00
90.00
100.00
50 次全振动时间 t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期 T/s
1.80
1.91
重力加速度 g/(m·s－2)
9.74
9.73
请计算出第 3 组实验中的 T＝ s，g＝ m/s2。(取π＝3.14)
(4) 用多组实验数据作出 T2-L 图象，也可以求出重力加速度 g.已知三位同学作出的 T2-L 图线的示意图如图中的 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 L
B. 出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次
C. 图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值
(5) 某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得
悬点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长.实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2 时，测得相应单摆的周期为 T1、T2 ，由此可得重力加速度 g＝ (用l1、l2、T1、T2 表示)。
14．（8 分）简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图 （1）所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔 P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔 P 在纸带上画出的就是小球的振动图像．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图（2）所示．
（1） 刚开始计时时，振子位移 x= ；t=17s 时，x= ．
（2） 若纸带运动的速度为 2cm/s，振动图线上 1、3 两点间的距离为 ．
（3） 写出振子的振动方程为 （用正弦函数表示）．
15．（6 分）一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，以速率 v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图 7 所示的图象， y1、y2、x0、2x0 为纸上印迹的位置坐标。由此图求振动的周期和振幅。
16.（10 分）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t=0 时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到 P 点，t=0.6 s 时刻,这列波刚好传到 Q 点,波形如图中的虚线所示，a、b、P、Q 是介质中的质点。
(1) 求波速；
(2) 写出 b 点的振动方程；
(3) 求 a 点第 N 次经过平衡位置所经历的时间
17．（12 分）如图所示,倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在粗糙的水平地面上,斜面顶端与劲度系数为 k、自然长度为 L 的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为 m 的物块.压缩
弹簧使其长度为 L 时将物块由静止开始释放.(重力加速度为 g)
2
(1) 求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2) 选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用 x 表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;
(3) 求弹簧的最大伸长量.
18．（12 分）一列横波在 x 轴上传播，在 t1＝0 时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05s 时刻波形如图中虚线所示。
(1) 求这列波的波速是多少？
(2) 若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的最小频率是多少？ (3)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
枣庄八中高二物理阶段性考试参考答案
1.B
2.答案：D 解析：机械波是机械振动形式向外传播，是能量向外传递，介质只在各自平衡位置附近振动，不向外传递，故①正确；衍射、干涉是波特有的现象，一切波都能发生衍射、干涉现象，故②、③错误；由机械波的性质可知，机械波的频率由波源决定，故④正确。故选项D正确。
3.答案：C 解析：由于两振子的振动周期不同，所以频率不同，故相位不同，A错误；由振动图象读出两振子位移最大值之比，根据简谐运动的特征，由于弹簧的劲度系数k可能不等，回复力最大值之比不一定等于2：1．故B错误；振子乙速度最大时，即在平衡位置时，振子甲的速度也可能最大，如1s时，C错误；从图中可知，故，D正确；
4.答案：B 解析：由波的图象可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式v＝λf可知a波的波长等于b波的2倍，故A错而B正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D选项错误。
5.答案：A 解析：A摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率，而由于A、D摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则D摆出现共振现象，D摆的振幅最大，故A正确，B错误；在受迫振动的过程中，各摆的周期等于驱动力的周期，B的摆动周期等于C的摆动周期，故CD错误；故选A．
6.答案：B
7.答案：A 解析：波从A向B传播，AB间的距离Δx＝(n＋)λ，n＝0,1,2，…由题，波长大于1m，则n只能取0，即有Δx＝λ，波长λ＝m，波速为v＝＝m/s，故A正确，B错误；3s末A、B两质点的位移分别为yA＝－2cm，yB＝0，位移不同，故C错误；由振动图象读出，1s末A质点的位移yA＝2cm，处于波峰，速度最小，B质点的位移yB＝0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末A质点的速度小于B质点的速度，故D错误。
8.答案:D 解析：由题图可知λ实=4 m,λ虚=6 m，又v实=v虚,由v=λf,得f实f虚=λ虚λ实=32,选项B错误；因两列波的频率不同，则在相遇区域不会发生干涉现象,选项A错误；由题图可知平衡位置为x=6 m处的
质点此刻具有向上的最大速度，选项C错误；v实=v虚=λ实f实=8 m/s，经0.25 s波传播的距离s=8×0.25 m=2 m,再结合题图分析可知,选项D正确。
9.答案：BCD 解析：由单摆周期公式知单摆周期只和摆长、重力加速度相关,故改变单摆的振幅,振动周期不变,故A错误;声音在不同介质中传播,频率不变,波速和波长会发生变化,故B正确;次声波频率接近人体器官的固有频率,当次声波作用于人体时,人体器官容易发生共振,从而对人体产生危害,故C正确;根据血液流动,可得到血液相对于外界测试点的相对速度,从而由多普勒效应得到超声波频率变化,根据频率变化和血液流速的对应关系可反过来应用于测量血液流速,故D正确.
10.答案：AB 解析：由(乙)图读出t=0.6 s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向,由(甲)图判断出波的传播方向为沿x轴正方向,故A正确;由(甲)图读出该波的波长为λ=20 m,由(乙)图得周期为T=1.2 s,则波速为v==m/s,故B正确.Δt=0.6 s=0.5T,质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅,则经过Δt=0.6 s,A质点通过的路程是s=2A=2×2 cm=4 cm,故C错误;图示时刻质点P沿y轴正方向运动,质点Q沿y轴负方向运动,所以质点P将比质点Q早回到平衡位置.将此图像与正弦曲线进行对比可知:P点的横坐标为xP= m,Q点的横坐标为xQ=m,根据波形的平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为Δt= =0.4 s,故D错误.
11.答案：CD 解析：A、C两点是振动减弱点，A错误；直线BD上的所有点都是振动加强点，B错，C对；B点是波谷与波谷相遇，D点是波峰与波峰相遇，所以B、D两点该时刻竖直高度相差8cm，D正确。
12.答案：AB 解析：由题分析可知，t＝0.2s波传到x＝8m质点处，则周期为T＝0.2s，振幅为A＝10cm，波长λ＝8m，波速为v＝＝40m/s，故A、B正确。波传到x＝10m处的时间为t＝＝s＝0.25s,0.7s末x＝10m处的质点已振动了0.45s＝2T，此质点起振方向沿y轴负方向，则t＝0.7s末，x＝10m处质点到达波谷，坐标为(10m，－10cm)，故C错误。波传到x＝24m处的时间为t＝＝0.6s,0.7s末24m处的质点已振动了0.1s＝T，此质点起振方向沿y轴负方向，则t＝0.7s末，x＝24m处质点经平衡位置向上，加速度为零，故D错误。
13.答案 (1)AD (2) (3)2.01 9.76 (4)B (5)
解析 (1)本实验应选1m左右的细线，小球选密度较大的铁球，故应选A、D.
(2)由T＝，T＝2π 得g＝
(3)T＝＝s＝2.01s， g＝＝m/s2≈9.76 m/s2
(4)a图线与b图线相比，测量的周期相同时，摆长短，说明测量摆长偏小，A错；c图线与b图线相比，测量摆长相同时，周期偏小，可能出现的原因是多记了全振动次数，B对；由T＝2π得T2＝L，图线斜率小，说明g偏大，C错.
(5)设A到铁锁重心的距离为l，有T1＝2π，T2＝2π
联立解得g＝.
14.答案： (1)－10cm (2)0 (3)4cm (4)x= （m）
解析： (1)由图2知刚开始计时时，即t=0时刻，振子处在左边最大位移处位置处，位移为−10cm；周期为T=4s，而，根据振子的周期性可知t=17s时振子经过平衡位置，相对平衡位置的位移是0；
(2)振动图线上1、3两点时间间隔为半个周期，即t=2s，则振动图线上1、3两点间的距离为： ；
(3)弹簧振子的周期为T=4s，则：；振幅：A=0.1m；开始时振子处在左边最大位移处位置处，位移为−10cm，所以该振子简谐运动的表达式为：
15.答案：
解析：由图象可知，振子在一个周期内沿x方向的位移为2x0，水平速度为v，故由题意知，振子的周期T＝；又由图象知2A＝y1－y2，由题意知，振子的振幅A＝。
16.答案：(1)50 m/s (2)y=10cos 2.5πt(cm)
解析：(1)经过Δt=0.6 s,波前从P传播到Q,故波的传播距离Δx=30 m,
故波速v==50 m/s;
(2)由图可知，A=10 cm,又ω== rad/s=2.5π rad/s，
b点的振动方程为y=10cos 2.5πt(cm)；
(3)由波形图可得y=Asin,故a点平衡位置的横坐标xa= m；
故根据波的传播可得:a点第N次经过平衡位置时,实线波向右传播(N-1)λ+xa，故所经历的时间t== s.
17.答案：(1)L+ (2)见解析
(3)+.
解析：(1)设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为ΔL,有
mgsin α-kΔL=0,得到ΔL=,
此时弹簧的长度为L+ΔL=L+.
(2)当物块位移为x时,弹簧伸长量为x+ΔL,物块所受合力为F合=mgsin α-k(x+ΔL)
联立以上各式解得F合=-kx,可知物块做简谐运动.
(3)物块做简谐振动的振幅为A=+
由对称性可知,最大伸长量为+.
18.答案：(1)若波沿x正向传播 v＝40(4n＋1)m/s (n＝0,1,2，…)
若波沿x负向传播v＝40(4n＋3)m/s (n＝0,1,2，…)
(2)5Hz (3)会发生
解析：(1)若波沿x轴正方向传播，则波向前传播的距离d＝(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，
v＝＝＝40(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)．
若波沿x轴负方向传播，则波向前传播的距离d＝(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，
v＝＝40(4n＋3)m/s(n＝0,1,2，…)．
(2)由v＝＝λf，得f＝，
若波沿x轴正方向传播,则f＝＝(20n＋5)Hz(n＝0,1,2，…)，即fmin＝5Hz;
若波沿x轴负方向传播，则f＝＝(20n＋15)Hz(n＝0,1,2，)，即fmin＝15Hz。
综合得出另一列波的最小频率为5Hz。
(3)由于该波波长λ＝8m，大于电线杆竖直的尺寸，所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。