2022南宁三十六中高二下学期期中物理试题含答案

广西南宁第三十六中学2021-2022学年下学期高二期中卷物  理 

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．关于波的频率，下列说法中正确的是（　　）

A．波的频率与波速无关

B．波的频率由介质决定，与波源无关

C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大

D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小

2．如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，以向右为正方向建立x轴。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（　　）

3．如图，甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，则可知（　　）

A．甲加速度最小时，乙速度最小

B．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同

C．两个振子的振动频率之比f甲∶f乙＝2∶1

D．两个振子的振幅之比A甲∶A乙＝2∶1

4．如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则下列说法正确的是（　　）

A．B、C、D三摆振动周期跟A摆不同

B．其他各摆振动的振幅大小不完全相同，E摆的振幅最大

C．其他各摆振动的振幅大小相同

D．B、C、D三摆振动的振幅大小不同，D摆的振幅最大

5．图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2m和xb＝6m，质点b从t＝0时刻开始计时的振动图象为图乙。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s

B．质点a经4 s振动的路程为4 m

C．t＝4 s时刻质点b的速度沿－y方向

D．质点a在t＝2 s时速度为最大

6．小华利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点C时，摆线在点被一钉子挡住。对照片进行分析可知（　　）

A．摆球经过C点前后瞬间角速度大小不变

B．摆球经过C点前后瞬间绳中拉力大小不变

C．摆球在C点附近相邻位置的间隔大，说明在C点附近相邻位置间的运动时间长

D．若已知左侧摆长OA的长度，则可以求出右侧摆长O′B的长度

7．如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4 s的时间，与O1相距6 m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是（　　）

A．波源O1激发的横波波长为9 m B．波源O1激发的横波波长为18 m

C．O1与B之间的距离为12 m D．t＝12 s时C点开始振动

8．如图所示，在均匀介质中，位于x＝－10 m和x＝10 m处的两波源S1和S2沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4 cm、波速均为2 m/s的相向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图，下列说法正确的是（　　）

A．波源S1和S2的起振方向都沿y轴正方向

B．t＝5 s时，两列波的第一个波峰在x＝－1 m处相遇

C．0～5 s内，x＝－2 m处的质点运动的路程为8 cm

D．形成稳定干涉图样后，x轴上两波源间（不含波源）有9个振动加强点

9．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）

A．多普勒效应是由于波的干涉引起的

B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变

C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的

D．只有声波才有多普勒效应

10．一列简谐波在t时刻的波形如图中实线所示，此时刻质点M的运动方向向上，经过时间Δt的波形如图中虚线所示，若振动周期为T，则（　　）

A．可判定波可能沿x轴正方向传播

B．可判定波一定沿x轴负方向传播

C．Δt一定为

D．Δt可能为

11．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示为某种可以用来削弱高速气流产生的噪声的消声器。一列声波沿水平管道自左向右传播，到达a处时分成上下两束波，这两束声波沿虚线路径传播，在b处相遇时可削弱噪声。设在a处分开的两束波经上下方管道到达b处的波程差为δ，这一列声波的波长为λ。关于此消声器，下列说法正确的是（　　）

A．消除噪声利用了波的衍射原理

B．消除噪声利用了波的干涉原理

C．要尽量消除噪声，应满足δ＝nλ（n＝0，1，2，3……）

D．要尽量消除噪声，应满足δ＝＋nλ（n＝0，1，2，3……）

12．“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2 Hz的频率开始抖动绳端，t＝0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为cm。已知绳子长度为20 m，下列说法正确的是（　　）

A．a、b两质点振动的相位差为

B．t＝s时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下

C．健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点

D．健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间

二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(6分)如图所示，一名观察者站在桥上观察一列复兴号高铁列车鸣笛通过桥梁向远处驶去。已知复兴号高铁列车通过桥梁所在路段时的速度为280 km/h，列车发声器发出的笛声频率为500 Hz，声音在空气中传播的速度为340 m/s，则列车发声器发出的笛声的波长为___________m，在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长___________（填“大于”“等于”或“小于”）上述计算值。

14．(6分)如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v＝2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为________，频率为________，若将匀速转动把手的周期改为0.1 s，弹簧振子的振幅将________（填“变大”“变小”或“不变”）。

15．(8分)在探究单摆运动的实验中：

(1)右图是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，左图是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F－t图象，根据左图的信息可得，从t＝0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为______，摆长为______（取π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2）。

(2)单摆振动的回复力是______。

A．摆球所受的重力                          B．摆球重力在垂直摆线方向上的分力

C．摆线对摆球的拉力                      D．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力

(3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是______。

A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上

B．用米尺量得细线长度L，得摆长为L

C．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球

D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度

16．(10分)一列简谐横波沿x轴方向传播，A、B为x轴上两点，平衡位置坐标分别xA＝2 m、xB＝2 m，如图甲所示，A、B两处质点的振动图像如图乙所示。求：

(1)0.2～2 s内质点A通过的路程；

(2)该列简谐波的波速。

17．(10分)如图所示，在倾角为θ＝30°的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，他们的质量均为m＝2 kg，弹簧的劲度系数为k＝100 N/m，C为一固定挡板，现让一质量也为m＝2 kg的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B对C的最小弹力为F＝5 N，重力加速度g取10 m/s2.。求：

(1)BC间弹力最小时，弹簧的形变量是多少；

(2)简谐运动的振幅；

(3)若弹簧振子的周期为，m为振子质量，k为弹簧进度系数。以平衡位置为原点，沿斜面向下为正方向，振子在最低点作为0时刻，请写出振子的振动方程。

18．(12分)图甲所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，中间有一部分没有画出，已知该波的振幅为A＝2 cm，波速v＝2 m/s。

(1)求该波的波长和周期；

(2)若从图甲对应的时刻开始计时，求0～9 s内x＝0处的质点经过的路程，并在图乙中画出t＝9 s时0～13 m内的波形图。

答  案

一、选择题：本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．【答案】A

【解析】波的频率是由波源决定的，与波速无关，与介质无关，即波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，故A正确。

2．【答案】B

【解析】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像应是余弦曲线，故ACD错误，B正确。

3．【答案】D

【解析】甲在平衡位置时加速度最小，此时乙速度也可能最大，例如在t＝1.0s时刻，选项A错误；某时刻当两振子都在平衡位置时，回复力都为零，选项B错误；两个振子的周期之比为T甲∶T乙＝2∶1，振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2，选项C错误；两个振子的振幅之比A甲∶A乙＝10∶5＝2∶1，选项D正确。

4．【答案】B

【解析】B、C、D三摆做受迫振动，振动周期跟A摆相同，A错误；其他各摆做受迫振动，摆长与A摆越相近，固有频率与A摆振动频率越接近，振幅越大，E摆的固有频率等于A摆的固有频率，E摆发生共振，振幅最大，B正确，CD错误。

5．【答案】C

【解析】根据图乙可知在t＝0时刻，质点b向＋y方向振动，再根据图甲用同侧法可知，该波沿－x方向传播，由图甲可知波长，由图乙可知周期T＝8s，则波速为，故A错误；质点a从平衡位置－y方向开始振动，经过4s，振动半个周期，则通过的路程为2A＝1m，故B错误；t＝4s时刻质点b振动半个周期，在平衡位置，向－y方向振动，故C正确；质点a在t＝2s时，经历，振动至负向最大位移处，速度最小为零，故D错误。

6．【答案】D

【解析】摆球经过C点前后线速度不变，但半径发生了变化，根据，可知角速度发生了变化，故A错误；根据，可得绳上拉力，摆球经过C点前后运动半径改变，则绳中拉力改变，故B错误；频闪照相时，摆球在C点附近相邻位置的间隔大可说明C点附近的线速度大，在相邻两个位置间运动的时间是相同的，故C错误；由题图可计算摆球在不同摆长状态下对应的周期，根据，若已知左侧摆长，则可计算右侧摆长，故D正确。

7．【答案】A

【解析】波的传播速度，由题意得，振动的周期，波长，故A正确，B错误；当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，所以O1与B之间的距离，故C错误；O1与C之间的距离，波传到C点用时，故D错误。

8．【答案】D

【解析】通过观察图像，根据上、下坡法，的起振方向沿y轴正方向，的起振方向沿y轴负方向，A错误；由图知波长，用周期，时刻，两波的第一个波峰距离，两列波的第一个波峰相遇的时间为，相遇位置在处，B错误；的振动在时传播到处，的振动经时传播到处，在0～3.5s内，的质点不动，3.5～4.5s内，该质点运动半个周期，只参与的振动，运动的路程，在4.5～5s内，两列波分别在处的振动情况恰好相同，振动增强，运动的路程，则处质点运动的总路程，C错误；两波源振动同步，振动加强点满足波程差，其中0、1、2、3、4，即两波源间（不含波源）有9个振动加强点，如图坐标－8、－6、－4、－2、0、2、4、6、8（单：m）共9个点，D正确。

9．【答案】BC

【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，A错误，BC正确；一切波都能发生多普勒效应，D错误。

10．【答案】BD

【解析】由M点的运动方向向上可判定波沿x轴负向传播，故A错误，B正确；可认为图中的虚线是由实线向左平移个波形得到的，故t可能是，当然也可能是nT＋，故C错误，D正确。

11．【答案】BD

【解析】消除噪声利用了波的干涉原理，A错误，B正确；要尽量消除噪声，a、b两列波相遇时波程差等于半波长的奇数倍，振动减弱，应满足δ＝＋nλ（n＝0，1，2，3……，C错误，D正确。

12．【答案】AB

【解析】a、b两质点平衡位置间距离为波长的，一个周期波前进一个波长的距离，一个周期前后的相位差为，所以两质点振动的相位差为，故A正确；质点振动周期为，，t＝0时质点a的位移为cm，根据甲图可知a此刻在平衡位置上方，向上振动；根据乙图图线可知a的振动方程为，将t＝s＝带入可得，由振动规律知s时刻a在平衡位置上方，振动方向向下，故B正确；由乙图可知a、b间平衡间距大于5m，小于波长，所以波长>5m，所以波从健身者传到P点所用的时间，故C错误；波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，与抖动频率无关，故D错误。

二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(6分)

【答案】0.68m     大于

【解析】由波长、波速和频率的关系式可得，在列车远去时，观察者听到笛声的波长，因此在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长大于笛声的原波长。

14．(6分)

【答案】5cm     2Hz     增大

【解析】弹簧振子振动的振幅为5cm，弹簧振子振动的周期为，弹簧振子振动的频率为。若将匀速转动把手的周期改为0.1 s，其振动频率为10 Hz，恰好等于弹簧振子的固有频率，弹簧振子发生共振，振幅最大，所以弹簧振子的振幅将增大。

15．(8分)

【答案】(1)0.5s     0.64m     (2)B     (3)AC

【解析】(1)摆到最低点时速度最大，绳上拉力最大，故从t＝0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s。两次拉力最大的时间间隔为半个周期，可知T＝1.6 s，单摆的周期公式，代入数据可解得摆长为L＝0.64 m。

(2)单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力，B正确。

(3)取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上，A正确；摆长L为细线长l再加上摆球半径r，B错误；在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，小球摆动可看成简谐运动，C正确；让小球在水平面内做圆周运动，该过程为圆锥摆，不是简谐运动，通过测得的周期利用单摆的周期公式计算重力加速度会产生较大误差，D错误。

16．(10分)

【解析】(1)根据题图乙可知，振幅，，0.2~2s内恰好为4.5个周期，质点A通过的路程为

(2)若波沿x轴正方向传播，振动由质点A传播到B所需的时间为

波速为

若波沿x轴负方向传播，振动由质点B传播到A所需的时间为

波速为。

17．(10分)

【解析】(1)当AD在最高点时，挡板弹力最小，此时弹簧处于伸长状态，设伸长量为x2，则有

代入数据得。

(2)AD粘在一起后，设运动到平衡位置时形变量为x1，则有

代入数据得x1＝20cm

故简谐运动的振幅为A＝x1＋x2＝25cm。

(3)简谐振动的周期为（s）

故角频率为

设振动方程为x＝Asin(ωt＋φ)

当t＝0时，x＝25cm，代入方程得

故振动方程为（cm）＝ 25cos5t （cm）。

18．(12分)

【解析】(1)由图甲波形图可知

则

由至段的波形图可知，该波的波长满足

则，

由解得周期.

(2)由(1)可知

初始时处的质点对应的位移为，时间后其位移为，则9s内该质点经过的路程为

根据简谐运动的规律可知，经，处的质点刚好到达波峰，故此时的波形图如图所示。