江苏省徐州市第三中学2023-2024学年高二上学期9月考试物理试题（解析版）

这是一份江苏省徐州市第三中学2023-2024学年高二上学期9月考试物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题等内容，欢迎下载使用。

满分：80
一、单选题（每题4分，共80分）
1. 如图弹簧振子围绕平衡位置O在A、B间振动，下列能反映小球从O运动到A点的图像是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球在O点的速度最大，从O运动到A点运动时，速度逐渐减小，回复力变大，加速度变大，则v-t图像的斜率逐渐变大。
故选A。
2. 如图所示为一弹簧振子的振动图像，（ ）

A. 该振子简谐运动的表达式为
B. 该振子简谐运动的周期为
C. 该振子在前路程是
D. 该振子简谐运动的振幅为
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．由图可知
，
可知，该振子简谐运动的表达式
其中
代入解得
A正确，BD错误；
C．该振子在前的周期数为
所以，该振子在前路程是
C错误。
故选A。
3. 如图，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内左右振动的周期为0.4s，图中是小球振动到的最左侧位置。在周期为0.1s的频闪光源照射下观察到的图像可能是（ ）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意，由于频闪光源的照射周期为小球左右振动的周期的四分之一，所以小球在平衡位置及最大振幅处均能被拍摄到，其他位置不能被拍摄到，结合选项图像。
故选D。
4. 如图甲所示，光滑水平面上有一以O点为平衡位置在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，以水平向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A. 从到的时间内，弹簧振子经历了一次全振动
B. 从到的时间内， 振子经过的路程是4.0cm
C. 在与两个时刻， 振子的速度相同
D. 在与两个时刻， 振子的加速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，弹簧振子的周期为1.6s，可知从t=0到t=0.8s的时间内，弹簧没有完成一次全振动，故A错误；
B．由图乙可知从到的时间内，振子经过的路程是
故B错误；
C．根据x-t图像斜率和对称性可知在t=0.6s与t=1.0s两个时刻，振子的速度相同，故C正确；
D．根据和对称性可知在t=0.6s与t=1.0s两个时刻，振子的加速度大小相等，方向相反，故D错误。
故选C。
5. 如图所示为甲乙两个质点做简谐运动的振动图像，实线为甲的振动图像，虚线为乙的振动图像，其中甲的振动方程x = 3asin(5πt)。下列说法中正确的是（ ）

A. 它的振幅是3
B. 它的频率是5π
C. t = 0时，甲乙的相位差是
D. t = 0时，甲乙的相位差是
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据甲的振动方程可知它的振幅是3a，故A错误；
B．根据振动图像可看出简谐运动的周期均为T = 0.4s，则它的频率是0.25Hz，故B错误；
CD．已知甲的振动方程x = 3asin(5πt)，根据图像可知乙的振动方程，则t = 0时，甲乙的相位差是，故C正确、故D错误。
故选C。
6. 一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T，则（ ）
A. 若t时刻和时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则一定等于T的整数倍
B. 若t时刻和时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则一定等于的整数倍
C. 若，则在t时刻和时刻振子振动的速度一定相等
D. 若，则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图所示

图中的a、b、c三点位移大小相等、方向相同，显然不一定等于T的整数倍，A错误；
B．图中a、d两点的位移大小相等、方向相反，，B错误；
C．在相隔一个周期T的两个时刻，振子只能位于同一位置，其位移相同，速度也相等，C正确；
D．相隔的两个时刻，振子的位移大小相等，方向相反，其位置关于平衡位置对称，弹簧分别处于压缩和拉伸状态，弹簧的长度并不相等，D错误。
故选C。
7. 一个做简谐运动的质点，它的振幅是，频率是，该质点从平衡位置开始经过后，位移的大小和经过的路程为（ ）
A. 、B. 、C. 、D. 、
【答案】A
【解析】
【详解】质点做简谐运动的周期为
该质点从平衡位置开始经过，经历了，此时质点的位移最大，为
经过的路程为
故选A。
8. 下列关于简谐运动，说法正确的是（ ）
A. 位移的方向总是指向平衡位置
B. 位移总是由平衡位置指向物体所在位置
C. 位移的方向总是跟速度的方向相反
D. 速度的方向总是跟位移的方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】AB．质点的回复力方向总是指向平衡位置，根据牛顿第二定律分析得知，加速度方向总是指向平衡位置，而位移方向总是离开平衡位置，由平衡位置指向物体所在位置，故A错误，B正确；
CD．质点的位移方向总是离开平衡位置，而速度方向有时离开平衡位置，有时靠近平衡位置。所以速度的方向有时跟位移的方向相同，有时跟位移的方向相反，故CD错误。
故选B。
9. 如图所示为质点P在0～4s内的振动图像，下列叙述正确的是（ ）

A. 再过1s，该质点的位移是正方向最大
B. 再过1s，该质点的速度方向为正方向
C. 再过1s，该质点的速度方向为负方向
D. 再过1s，该质点的速度最大
【答案】A
【解析】
【详解】由振动图像可知，再过1s即第5s时，质点在正方向最大位移处，速度为零。
故选A。
10. 某质点的简谐运动公式为，则下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐运动的振幅为10cm
B. 该简谐运动的周期为0．02s
C. 该简谐运动质点从平衡位置开始运动
D. 时质点离平衡位置最远
【答案】B
【解析】
【详解】A．由公式可知该简谐运动的振幅为20cm，故A错误；
B．该简谐运动的周期为
故B正确；
C．时
该简谐运动质点从最大位移处开始运动。故C错误；
D．时
此时质点处于平衡位置。故D错误。
故选B。
11. 如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放，振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则（ ）

A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．从题图可知，振子振动的振幅为
A=
故A错误；
B．由于
所以
故B错误；
C．弹簧振子的振幅
振子在1个周期内通过的路程为4A，故在（）内通过的路程为
故C错误；
D．10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴的正方向．若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确．
13. 如图所示为弹簧振子的振动图像，关于振子的运动，下列描述正确的是（ ）

A. 振子按如图所示的曲线运动
B. 图像描述的是振子的位移随时间变化的规律
C. 从0.5 s到1.5 s振子先加速运动后减速运动
D. 从1 s到2 s振子先减速运动后加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．振子在平衡位置附近做往复直线运动，不按如图所示曲线运动。故A错误；
B．弹簧振子的振动图像描述的是振子的位移随时间变化的规律，故B正确；
CD．振子在最大位移处速度为零，平衡位置处速度最大，由图像可知，0.5 s和1.5 s振子在平衡位置，1 s和2 s振子分别在负的最大位移处和正的最大位移处；从0.5 s到1.5 s振子先减速运动后加速运动；从1 s到2 s振子先加速运动后减速运动；故CD错误。
故选B。
14. 弹簧振子做简谐运动，其位移随时间的变化规律为x =2sin50（cm），则下列说法正确的是（ ）
A. 它的振幅为4cm
B. 它的周期为0.02s
C. 它在2个周期内通过的路程是16cm
D. 它的初相位是
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．根据题意，简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为
对照简谐运动的一般表达式
可知
初相位为
解得周期
故ABD错误；
C．弹簧振子在一个周期内运动的路程是，所以2个周期内的路程为，故C正确。
故选C。
15. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，，振动周期为1.6s。当时，振子由平衡位置开始向右运动，则（ ）

A. 时，振子的加速度方向向左
B. 时，振子的速度方向向右
C. 到的时间内，振子的动能逐渐减小
D. 到的时间内，振子通过的路程是80cm
【答案】A
【解析】
【详解】A．振动周期为，可知当时，振子到达B点，此时振子受到弹簧水平向左的弹力即加速度方向向左，故A正确；
B．时，此时振子处于BO间的某个位置向平衡位置运动，速度方向向左，故B错误；
C．同理可知到的时间内，振子从B点向平衡位置O点运动，速度在增大，即动能逐渐增大，故C错误；
D．到的时间内，振子运动的时间为，故可知振子通过的路程是
故D错误。
故选A。
16. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点振动周期为T=4sB. 该质点振幅A=10cm
C. 第1s末和第5s末质点的位移相同D. 4s内质点通过的路程为40cm
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据位移随时间变化的关系式刻度
该质点振动周期为
故A错误，B正确；
C．第1s末和第5s末质点的位移分别为
故C错误；
D．因为
所以4s内质点通过的路程为
故D错误。
故选B。
17. 电风扇匀速转动时，扇叶上某点做（ ）
A. 匀速运动B. 匀变速运动C. 变加速运动D. 简谐运动
【答案】C
【解析】
【详解】电风扇匀速转动时，扇叶上某点做匀速圆周运动，其速度的大小不变，方向变化，加速度大小不变，方向变化，即做变加速运动。
故选C。
18. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系式为x=Asinωt，图像如图所示，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 弹簧在第ls末与第5s末的长度相同
B. 简谐运动的圆频率
C. 第3s末弹簧振子的位移大小为
D. 第3s末至第5s末弹簧振子的速度方向都相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．由振动图像看出，振子在第1s末与第5s末的位移大小相等，方向相反，说明弹簧分别处于伸长状态和压缩两个不同状态，弹簧的长度不同，A错误，符合题意；
B．由图读出周期为
T=8s
则圆频率为
B正确，不符合题意；
C．将t=3s代入振动方程得
C正确，不符合题意；
D．由图看出第3s末至第5s末，弹簧振子一直向负方向运动，D正确，不符合题意。
故选A。
19. 物体A做简谐运动的振动方程是，物体B做简谐运动的振动方程是。比较A、B的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m
B. 周期是标量，A、B周期相等，都为100 s
C. A振动的频率fA等于B振动的频率fB
D. A的相位始终滞后B的相位
【答案】C
【解析】
【详解】A．振幅是标量，A、B的振幅分别为3m、5m，故A错误；
B．周期是标量，A、B的周期均为
故B错误；
C．因为TA＝TB，故fA＝fB，故C正确；
D．A的相位始终超前B的相位
故D错误。
故选C。
20. P、Q两个质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A. P、Q的振幅之比是2∶1
B. P、Q的振动周期之比是2∶1
C. P、Q在0~1.2s内经过的路程之比是1∶1
D. 时刻，P、Q的位移大小之比是4∶5
【答案】D
【解析】
【详解】A．由振动图像可知P振幅为10cm，Q的振幅为5cm，则P、Q的振幅之比是2∶1，故A正确；
B．由振动图像可知P的周期为1.2s，Q的周期为0.6s，则P、Q的周期之比是2∶1，故B正确；
C．在0~1.2s内P完成一个周期的振动，则路程为40cm，Q完成两个周期的振动，则路程也为40cm，故路程之比是1∶1，故C正确；
D．P和Q离开平衡位置的位移方程为
，
则时刻，P、Q的位移分别为
，
则P、Q的位移大小之比是，故D错误。
本题选错误的，故选D。