2023-2024学年辽宁省鞍山市高二下学期4月月考（B）物理试卷（解析版）

这是一份2023-2024学年辽宁省鞍山市高二下学期4月月考（B）物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 分数：100分
考试范围：选择性必一第二章机械振动和第三章机械波结束
一、选择题。本题共46分，其中1~7题单选，每题4分，8-10题多选题，每题6分，全部选对得6分，部分对得3分，有错选不得分。
1. 关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
B. 一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象
C. 只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D. 对于发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率和振幅一定相同
【答案】B
【解析】A．明显的衍射现象必须是波的波长障碍物的尺寸大得多或相差不大，故A错误；
B．干涉和衍射是波特有的现象，一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象，故B正确；
C．要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C错误；
D．产生干涉的条件是两列波的频率相等，与振幅无关，故D错误。
2. 图为某一单摆的简化模型，其摆角α小于5°，单摆的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 把摆球质量减小一半，其他条件不变，则单摆的周期变大
B. 把摆角α变大（仍小于5°），其他条件不变，则单摆的周期变大
C. 将单摆摆长增加为原来的2倍，其他条件不变，则单摆的周期将变为2T
D. 将此单摆从两极移到地球赤道上，其他条件不变，则单摆的周期将变大
【答案】D
【解析】AB．根据单摆周期公式可知，单摆周期与摆球质量无关，与摆角无关，故AB错误；
C．其他条件不变，将摆长增加为原来的2倍，则单摆的周期将变为，故C错误；
D．其他条件不变，因为在赤道上的比在两极的小，则单摆的周期将变大，故D正确。
故选D。
3. 在地震中，建筑物共振会放大地震的影响。设钢混结构建筑物的固有频率与其高度的平方成正比，比例系数为0.5。若某次地震波到达地面的频率为12Hz，下列哪种高度的钢混建筑物因共振所受的影响最大（ ）
A. 5mB. 10mC. 15mD. 20m
【答案】A
【解析】设建筑物高为，其固有频率为，钢混建筑物发生共振时有
解得
地震波到达地面的频率与钢混结构建筑物的固有频率越接近，钢混建筑物因共振所受的影响越大，故的钢混建筑物因共振所受的影响最大。
故选A。
4. 湖面上停着A、B两只小船，相距，从水波传播到小船A开始计时，在20s内A完成10次全振动，B完成8次全振动，两只小船都视为质点。则水波的传播速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由于从水波传播到小船A开始计时，在20s内A完成10次全振动，则周期为
而此时间间隔内，B完成8次全振动，表明波从A传播到B经历时间为
根据
解得波传播速度为
故选A。
5. 手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，时刻Q点恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后未画出），则（ ）
A. t=0时O点运动方向向上
B. 时刻P点运动方向向上
C. P点的起振方向向下
D. 时刻P点刚好完成3次全振动
【答案】A
【解析】A．因为至时刻点已完成两次全振动，此时的状态与刚起振时相同，由于波的传播方向是从到，因此点的起振方向向上，即时点运动方向向上，故A正确；
B．从图可知，此时点的运动方向向下，故B错误；
C．点的起振方向与波源起振方向相同，向上起振，故C错误；
D．根据图像可知，点与点间隔半个波长，因此时刻点还未完成3次全振动，故错误。
故选A。
6. 两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（ ）
A. P、M连线中点振动减弱
B. P、M连线中点速度为0
C. P、M、Q、N四点速度均为0
D. 再经过半个周期，Q、N两点振动加强
【答案】C
【解析】AB．此时M点波峰与波峰相遇，而P点是波谷与波谷相遇，是振动加强点，则P、M两点是振动加强点，且P、M连线上也是振动加强的， P、M两点连线中点未达到波峰或波谷，故速度不为0，故AB错误；
C．P处于波谷，速度为零；M处于波峰，速度为零；Q、N两点振动减弱，则速度为零，即四点的速度均为0，故C正确；
D．Q、N两点处于波谷与波峰相遇处，再经过半个周期，Q、N两点振动仍然减弱，故D错误。
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点A第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ）
A. 简谐横波的波速大小为30m／s
B. 波源振动的周期为0.8s
C. 时，平衡位置为的质点处于波谷
D. 从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为1.8m
【答案】D
【解析】AB．时，平衡位置为的质点A在波谷，第一次到达波峰，可知周期为
从波形图中可知波长为
可知，波速为
AB均错误；
C．时，平衡位置为的质点位于平衡位置，且速度沿y轴正方向，且
所以时，平衡位置为的质点处于平衡位置，且速度沿y轴负方向，C错误；
D．波从处传到处需要的时间为
平衡位置在的质点振动时间为
所以从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为
D正确。
故选D。
8. 同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两单摆的摆长之比为
B. 单摆甲比单摆乙在平衡位置的速度大
C. 0-1s内，单摆甲、乙的加速度方向始终相反
D. 1s-2s内，单摆甲、乙的速度方向始终相反
【答案】AC
【解析】A．由图可知，单摆甲与乙的周期之比为，由可知：单摆甲与乙的摆长之比为，故A正确；
B．单摆甲比乙的摆长短，单摆甲比乙的振幅小，故单摆甲的最高点距离平衡为位置的高度差h比乙小，设单摆在最低点的速度为v，对单摆从最高点至最低点的过程，由动能定理
解得
故单摆甲比单摆乙在平衡位置的速度小,故B错误；
C．由图可知，0-1s内，单摆甲、乙分别沿正方向和负方向远离平衡位置，二者位移方向始终相反，由可知，二者的加速度方向始终相反,故C正确；
D．1s-2s内，图中甲、乙图像的切线斜率代表甲、乙的速度，显然，甲的图像切线斜率始终为负，代表其速度方向始终沿x轴负方向，乙的图像切线斜率先为负后为正，代表其速度方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向。即1s-2s内，单摆甲、乙的速度方向并不始终相反，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐振动，O为平衡位置，，若振子从B第一次运动到O的时间是，则下列说法正确的是（ ）
A. 振幅是
B. 振动周期是
C. 经过一次全振动，振子通过的路程是
D. 从B开始经过，振子通过的路程是
【答案】BC
【解析】A．弹簧振子在B、C间做简谐振动，O为平衡位置，振幅是，故A错误；
B．振子从B第一次运动到O时间是，则
解得
故B正确；
C．经过一次全振动，振子通过的路程是
故C正确；
D．从B开始经过，即，振子通过的路程是
故D错误。
故选BC。
10. 据中国地震台网测定，2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。若地震局刚好记录下了这一组简谐波的图像，图甲为该简谐波t=0.4s时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于1.4km处，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该列波沿x轴负向传播
B. 质点M在4s内通过的路程为4m
C. 该列波的传播速度为3.5m/s
D. 质点M在0.8s内沿x轴运动了2.8km
【答案】AB
【解析】A．根据波动图像以及M点的振动图像，t=0.4s时质点M在沿y轴正向振动，由同侧法可以知道波沿x轴负向传播，故A正确；
B．由图乙可知周期
那么4s时有五个周期，一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，所以5个周期内质点通过的路程为
故B正确；
C．由图甲得波长为
周期为，由
故C错误；
D．机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。
故选AB。
二、非选择题。本题共54分。
11. 如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。
（1）图中可观察到波的________
A.干涉 B.衍射 C.折射 D.反射
（2）水面各点的振动均为_________
A.自由振动，频率由水体自身性质决定 B.自由振动，频率由驱动力决定
C.受迫振动，频率由水体自身性质决定 D.受迫振动，频率由驱动力决定
（3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的___________增大（选填“频率”、“波长”“波速”）。
【答案】（1）B （2）D （3）频率
【解析】（1）[1]图中可观察到水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播，是波的衍射。
故选B。
（2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定，与水体自身性质无关。
故选D
（3）[3]若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，根据多普勒效应可知，相比于波源静止，狭缝右侧水波的频率变大，波速不变，由公式可知，波长减小。
12. 寒假期间，小华在家帮忙做家务时，发现了一锁头，他利用锁头代替摆球做了一个如图所示的单摆，来测量当地的重力加速度g。具体操作如下：
（1）静止时，锁头位于最低B处，用刻度尺测量细线的有效长度l，将锁头移至A处，使细线拉开一个小角度。
（2）静止释放锁头，待锁头摆动稳定后，用智能手机测量周期T，为了减小测量误差，当锁头运动到___________处（填“A”或“B”）开始计时，并此时记为0次，当锁头第N次通过该处时，停止计时，显示时间为t，则周期T=___________。
（3）改变细线的有效长度先后做两次实验，记录细线的有效长度及单摆对应的周期分别为l1、T1和l2、T2，则重力加速度为g=___________。（用l1、l2、T1、T2表示）
（4）小华未测量锁头的重心位置，这对上述实验结果___________（填“有”或“无”）影响。
【答案】（2）B （3） （4）无
【解析】（2）[1]由于锁头运动至最低点B处速度最大，此时计时较精确，误差小。
[2] 每个周期经过最低点两次，则
解得
（3）[3] 设摆线末端与锁头重心间的距离为r，由周期公式可得
解得
（4）由（3）可知，未测量锁头的重心位置，这对实验结果重力加速度的测量无影响。
13. 朝鲜族是爱好体育运动的民族，荡秋千更是入选了国家级遗产名录。将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行，如图甲所示，手机质量为m，让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a-t关系图如图乙所示，图中各量均为已知量。求：
（1）当地的重力加速度；
（2）当秋千摆至最低点时，手机对秋千的压力（重力加速度用g表示）。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下
【解析】（1）由图乙可知，单摆的周期为
由单摆的周期公式
解得
（2）由牛顿第二定律可得
可得
由牛顿第三定律可知，手机对秋千的压力为
方向竖直向下
14. 如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：
（1）O、M两点间的距离；
（2）弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式；
（3）该振子在0-5s总路程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）O、M两点间的距离即位弹簧振子的振幅A，由图乙可知
（2）振子的振动周期为
简谐运动的位移与时间的关系式为
由图乙可知，时
代入位移与时间关系式得
故
（3）时
0-4s的路程为
4s-5s的路程为，故0-5s的总路程为
15. 如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源。Q是平衡位置为0.5m处的质点。求：
（1）这列波的波速多大？
（2）若波向右传播，从该时刻计时经多长时间Q第一次达到波谷。
（3）若波向右传播，当Q第一次达到波谷时P点已经通过了多少路程。
【答案】（1）1 m/s；（2）0.35 s；（3）45cm
【解析】（1）由振动图像可知周期T＝0.2s，由波动图像可知波长λ＝0.2m则由波速公式，可得
（2）乙图时刻到Q第一次到达波谷的时间

（3）当Q第一次达到波谷时P点一共振动了
t+=0.45s
可得P点经过的路程为
×4A＝45cm