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2021-2022学年浙江省温州市平阳县万全综合高级中学高二（下）第一次测试物理试题含解析
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这是一份2021-2022学年浙江省温州市平阳县万全综合高级中学高二（下）第一次测试物理试题含解析，共28页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022年万全综合高中第一次月考物理试卷
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 单位为J/m的物理量是（ ）
A 力 B. 功 C. 动能 D. 电场强度
【答案】A
【解析】
【详解】根据功的定义式可知
则有
因N是力的单位，故单位为J/m的物理量是力。
故选A。
2. 从同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地面上易碎，而掉在软垫上不易碎。这是因为玻璃杯跟水泥地面相碰时（ ）
A. 碰撞时受到的冲力较大
B. 碰撞时间较长
C. 动量改变量较大
D. 受到的冲量较大
【答案】A
【解析】
【详解】C．杯子从同一高度下落，故到达地面时的速度一定相等，着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，选项C错误；
D．动量的变化相同，由动量定理可知I=△P可知，受到的冲量也相等，选项D错误；
AB．由于在水泥地上，接触时间较短，故受到的冲力较大；而在软垫上时，由于软垫的缓冲使时间变长，受到的冲力较小。选项A正确，B错误。
故选A。
3. 下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（ ）
A. 在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长
B. 波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定
C. 波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化
D. 波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期
【答案】D
【解析】
【详解】A．波长是在波的传播过程中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，A项错误；
B．波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定，B项错误；
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，但波长和波速会发生变化，C项错误
D．波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期，故D正确。
故选D。
4. 单摆在摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 回复力由重力和细线拉力合力提供
B. 摆动到最低点时回复力为零
C. 动能变化的周期等于振动周期
D. 小球质量越大，周期越长
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力沿运动轨迹切线方向的分力提供单摆做简谐运动的回复力，故A错误；
B．单摆摆动到最低点时回复力为零，故B正确；
C．小球从最高点开始摆动过程中，小球的动能先增大后减小，到达另一侧最高点时动能为零，然后再重复，故其动能的周期为单摆振动周期的一半，C错误；
D．单摆的周期，与小球的质量无关，故D错误。
故选B。
5. 下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（ ）
A. 简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置
B. 横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定
C. 当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了
D. 当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．简谐振动经过平衡位置时物体所受合外力不一定为零，如单摆运动过程经过平衡位置时合外力不为零，指向圆心作为向心力，A错误；
B．机械波传播的速度由介质决定与波源无关，B错误；
C．由多普勒效应可知，当人向一个固定的声源跑去，两者相对靠近，人听到的音调（频率）变高了，C错误；
D．频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，而波速增大，由
可知波长变长，D正确。
故选D。
6. 图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中的小球将保持静止
B. 甲图中的小球仍将来回振动
C. 乙图中的小球仍将来回摆动
D. 乙图中的小球将做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确；
CD．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D错误。
故选B。
7. 下列现象属于波的衍射的是（ ）
A. “闻其声而不见其人”
B. 闪电过后雷声轰鸣不绝
C. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D. 鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．“闻其声而不见其人”，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象。A正确；
B．闪电过后雷声轰鸣不绝，属于声音的反射。B错误；
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于声波的干涉现象。C错误；
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于声波的多普勒效应。D错误。
故选A。
8. 如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，以下说法中正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿轴负方向传播
B. 该简谐横波传播的速度为
C. 质点在内沿轴移动的距离为
D. 质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的正方向
【答案】D
【解析】
【详解】B．由图甲和乙可分别看出该列波的波长和周期分别为
λ = 1m，T = 2s
根据波长与波速关系有
B错误；
A．由于该波的周期为2s，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，则说明P动了半个周期，则说明在该时刻P往下振，则该简谐横波沿轴正方向传播，A错误；
C．波传播的是质点的振动形式，质点只能在平衡位置附近振动，C错误；
D．甲图计时前1s的波形图，乙图为这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，则甲图再振动1s就到达t = 0时刻，甲图振动1s质点Q到达波谷，则质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的正方向，D正确。
故选D。
9. 在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们所受重力的冲量。有（ ）
A. 平抛过程最大 B. 竖直下抛过程最大
C. 竖直上抛过程最大 D. 三者一样大
【答案】C
【解析】
【详解】三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长，而竖直下抛的物体运动时间最短，故它们重力的冲量为
可知竖直上抛的冲量物体最大。
故选C。
10. 两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（ ）
A. 质点K为振动减弱的点
B. 质点N的振幅为2cm
C. 经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等
D. 由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．质点K为波谷与波谷的相遇点，为振动加强点，故A错误；
B．图中N点实线与虚线相遇，为振动减弱点，振幅为
故B正确；
C．M点是振动加强点，N点是振动减弱点，此时M点的位移为12cm，N点的位移为2cm，由于M、N一直在振动，所以经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等，故C错误；
D．图中时刻M点在波峰，经过周期，质点M回到平衡位置，位移为零，故D错误。
故选B。
11. 一质点沿水平方向的振动方程为，取水平向右为位移的正方向，则在时下列说法正确的是（ ）
A. 质点在平衡位置右方，水平向左运动 B. 质点在平衡位置的右方，水平向右运动
C. 质点在平衡位置的左方，水平向右运动 D. 质点在平衡位置的左方水平向左运动
【答案】B
【解析】
【详解】由振动方程可知，时
则质点在平衡位置的右方，周期为
则此时质点向右运动
故选B。
12. 如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】以为摆长的运动时间为
以为摆长的运动时间为
则这个摆的周期为
故选D。
13. 如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为 ， ，速度分别是 （设为正方向）， 。则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】由题意得，向右为正方向，碰前系统动量为
碰前系统总动能为
A．若，即碰后A仍向右运动，B仍向左运动，则不符合实际，选项A错误；
B. 若 ，，则总动量向左，不符合动量守恒，选项B错误；
C．若，，碰后B球速度为0，不符合事实，C错误；
D．若，可求得末动量和动能为
此时系统动量守恒，动能不增加，符合实际，D正确；
故选D。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得2分，选对但不选全得1分，有选错的得0分）
14. 图甲为一列简谐横波在t=2s时的波动图像，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像．则下列说法中正确的是（ ）
A. 该波的波速大小为1m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. t=1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大
D. 在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度的方向均为发生改变
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图可知，周期T＝4.0s，波长λ＝4m，则波速，故A正确；
B.x＝2m处的质点P在t＝2s时刻向下振动，根据“同侧法”知，波沿x轴负方向传播，故B正确；
C.由图2可知，当t＝1s时，质点P在最大位移处，此时的加速度最大，速度等于0，故C正确；
D.由图可知，在0−2s内质点的位移为正加速度的方向始终向下；在0−1s内质点向正最大位移处运动，速度方向为正；而1−2s内质点从最大位移处向平衡位置处移动，所以速度的方向为负．故D错误．
15. 两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（ ）
A. 时，波形如图2甲所示
B. 时，波形如图2乙所示
C. 时，波形如图2丙所示
D. 时，波形如图2丁所示
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据波长和波速的关系式为
则时，两列波各种向前传播的距离为
故两列波的波前还未相遇，故A错误；
B．时，两列波各种向前传播的距离为
故两列波的波前刚好相遇，故B正确；
C．时，两列波各种向前传播的距离为
根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，故C错误；
D．时，两列波各种向前传播的距离为
两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确；
故选BD。
16. 如图所示，光滑水平面上有一质量为2M、半径为R（R足够大）的圆弧曲面C，质量为M的小球B置于其底端，另一个小球A质量为，小球A以v0＝6m/s的速度向右运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均视为质点，则（ ）
A. 小球B的最大速率为4m/s
B. 小球B运动到最高点时的速率为m/s
C. 小球B能与A再次发生碰撞
D. 小球B不再与C分离
【答案】AB
【解析】
【详解】A．A与B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后A的速度为vA，B的速度为vB，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒得
解得
负号表示速度方向向左，故B的最大速率为4 m/s，故A正确；
B．B冲上C并运动到最高点时二者共速，设为v，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
解得
故B正确；
CD．设B、C分离时B、C的速度分别为vB′、vC′，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律和能量守恒得
解得
负号表示速度方向向左，小球B与C分离，由于，则B不能与A再次发生碰撞，故CD错误。
故选AB。
非选择题部分
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17. 某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，每五个点选一个计数点，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是___________，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是___________，碰后两小车的总动量是___________。（结果保留4位有效数字）
【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. 0.6848kg·m/s ③. 0.6840kg·m/s
【解析】
【详解】（1）[1]实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）[2][3]由题知，推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后以相同速度做匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。打点计时器的频率为50Hz，每五个点选一个计数点，则相邻计数点的时间为
碰前小车A的速度为
故碰前两小车的总动量为
p=mAv1=0.4×1.712kg•m/s=0.6848kg•m/s
碰后小车A、B的共同速度为
故碰后两小车的动量为
（0.4+0.2）×1.140kg•m/s=0.6840kg•m/s
18. 实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为___________（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；
（2）在实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为___________cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图象可知重力加速度g=________；（结果保留3位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的图线分别如图6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a和c，下列分析正确的是________（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
【答案】 ①. 图3 ②. 2.240 ③. 9.87 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]图2中的悬点未固定，在摆动过程中，悬点会移动，导致摆长变化，出现误差。而图3中悬点固定的，摆长不会出现变化，误差更小，故选图3。
（2）[2]游标卡尺读数规则是主尺读数加精确度乘游标尺上对齐刻度数值，不估读。所以
（3）[3]舍弃误差较大点4，将余下的4个点拟合一条直线，得到它的斜率。单摆的周期公式
得到
所以直线的斜率k可得
代入数据得到
（4）[4]
A．摆长周期公式
若L测量时误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则
明显与图像不符，A错误；
B．若误将49次全振动记为50次，则T偏小，T2也偏小，符合图线c，B正确；
C．图线c的斜率小，根据
图线c对应的g值大于图线b对应的g值，C错误；
估选B。
19. 如图所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处，t=0时两波源开始振动，波源S1的振动方程为y=3sin5πtcm，波源S2的振动方程为y=5sin5πtcm，质点P位于x轴上xP=4m处，已知质点P在t=0.4s时开始振动，求：
（1）这两列波在均匀介质中的波长；
（2）t=0至t=1.5s内质点P通过的路程。
【答案】（1）4m；（2）28cm
【解析】
【详解】（1）波源S1的振动先传到P，由波源S1的振动方程可知，该波的周期
波速
根据
λ=vT
解得
m
（2）波源S2的振动传到P所用的时间为
1.0s
故质点P在0～0.4s内静止不动，在0.4～1.0s内仅参与波源S1的振动，时间为，路程为
s1=6A1=18cm
1.0～1.5s内质点P同时参与两列波的振动，两列波频率相同，发生干涉，由于
|dS2P－dS1P|=6m=λ
故质点P为振动减弱点，其振幅为
AP=|A1－A2|=2cm
则1.0～1.5s内质点P振动的时间为0.5s=T，路程为
s2=5AP=10cm
故质点P在t=0至t=1.5s内通过的路程为
sP=s1＋s2=28cm
20. 如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。设A以速度向B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：求：
（1）B、C粘在一起瞬间的速度大小。
（2）整个系统损失的机械能。
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当A、B速度相等时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得
此时B与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得
联立解得
（2）与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由能量守恒定律得
损失的机械能为
（3）由（1）可知，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同时，弹簧被压缩至最短，由动量守恒和能量守恒定律得
联立解得
21. 如图示，半径R＝10m、弧长l＝0.9m的光滑圆弧面固定在水平地面上，其右侧有一质量M＝4kg的木板A静置于光滑水平面上，木板A的上表面与圆弧面的Q点在同一水平面上。可视为质点、质量m＝1kg的小滑块B以v0＝3m/s的速度沿木板A的上表面从右端滑到A上，A、B间的滑动摩擦因数为μ＝0.72，A刚要撞到圆弧体上时，A、B恰好达到共同速度，滑块B冲上光滑圆弧面且不会从P端冲出，木板A在圆弧体右侧竖直面上的防撞装置的作用下，在极短的时间内紧贴圆弧体右侧静止，且木板A与圆弧体没有粘结。重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）木板A的长度L；
（2）滑块B在圆弧面上运动的时间；
（3）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时经历的时间；
（4）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时，A运动的路程。
【答案】（1）0.5m；（2）3.14s；（3）3.54s；（4）0.104m
【解析】
【详解】（1）对A、B系统，A、B共速前，由动量守恒，设A、B的速度为v1，
mv0＝（m+M）v1
解得
v1=0.6m/s
由能量守恒定律
解得
L=0.5m
（2）l＝Rθ，θ≈5°，B在圆弧上做单摆运动
由
滑块在圆弧上运动的时间
＝3.14s
（3）B向左在A上运动的时间t1，
对B：由动量定理
解得
s
B以v1=0.6m/s的速度从左侧滑上A后，与A共速时速度为v2
对A、B系统
解得
v2=0.12m/s
B与A向右运动达到共速用时t2
解得
s
总共用时
t＝t1+Δt+t2＝3.54s
（4）开始A静止时左端离圆弧体的距离x1
对A
解得
x1=0.1m
B向右运动与A达到共速时A左端向右运动的距离x2
解得
x2=0.004m
所以
Δx＝x1+x2＝0.104m
22. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。
(1)求单摆的振动周期和摆长。
(2)求摆球的质量。
(3)求摆球运动过程中的最大速度。
【答案】(1)0.4πs， 0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s。
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律
T=0.4πs
由单摆的周期公式为
解得
(2)(3)摆球受力分析如图所示：
在最高点A，有
Fmin=mgcosθ=0.495N
在最低点B，有
从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得
mgR（1-cosθ)=mv2
联立三式并代入数据得
m=0.05kg
v=m/s≈0.283m/s
23. 如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1s，g取
求：（1）人从跌落到安全带最长时重力对人的冲量。
（2）人从跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力是多少？
【答案】（1）1200N·s，方向竖直向下；（2）1200N，方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）工人下落至安全带伸直之前，有
解得
重力的冲量大小为
方向竖直向下
（2）在整个下落过程中，取向下为正方向，由动量定理得
解得
由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力大小为
方向竖直向下。
2022年万全综合高中第一次月考物理试卷
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 单位为J/m的物理量是（ ）
A 力 B. 功 C. 动能 D. 电场强度
【答案】A
【解析】
【详解】根据功的定义式可知
则有
因N是力的单位，故单位为J/m的物理量是力。
故选A。
2. 从同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地面上易碎，而掉在软垫上不易碎。这是因为玻璃杯跟水泥地面相碰时（ ）
A. 碰撞时受到的冲力较大
B. 碰撞时间较长
C. 动量改变量较大
D. 受到的冲量较大
【答案】A
【解析】
【详解】C．杯子从同一高度下落，故到达地面时的速度一定相等，着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，选项C错误；
D．动量的变化相同，由动量定理可知I=△P可知，受到的冲量也相等，选项D错误；
AB．由于在水泥地上，接触时间较短，故受到的冲力较大；而在软垫上时，由于软垫的缓冲使时间变长，受到的冲力较小。选项A正确，B错误。
故选A。
3. 下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（ ）
A. 在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长
B. 波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定
C. 波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化
D. 波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期
【答案】D
【解析】
【详解】A．波长是在波的传播过程中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，A项错误；
B．波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定，B项错误；
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，但波长和波速会发生变化，C项错误
D．波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期，故D正确。
故选D。
4. 单摆在摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 回复力由重力和细线拉力合力提供
B. 摆动到最低点时回复力为零
C. 动能变化的周期等于振动周期
D. 小球质量越大，周期越长
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力沿运动轨迹切线方向的分力提供单摆做简谐运动的回复力，故A错误；
B．单摆摆动到最低点时回复力为零，故B正确；
C．小球从最高点开始摆动过程中，小球的动能先增大后减小，到达另一侧最高点时动能为零，然后再重复，故其动能的周期为单摆振动周期的一半，C错误；
D．单摆的周期，与小球的质量无关，故D错误。
故选B。
5. 下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（ ）
A. 简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置
B. 横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定
C. 当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了
D. 当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．简谐振动经过平衡位置时物体所受合外力不一定为零，如单摆运动过程经过平衡位置时合外力不为零，指向圆心作为向心力，A错误；
B．机械波传播的速度由介质决定与波源无关，B错误；
C．由多普勒效应可知，当人向一个固定的声源跑去，两者相对靠近，人听到的音调（频率）变高了，C错误；
D．频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，而波速增大，由
可知波长变长，D正确。
故选D。
6. 图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中的小球将保持静止
B. 甲图中的小球仍将来回振动
C. 乙图中的小球仍将来回摆动
D. 乙图中的小球将做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确；
CD．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D错误。
故选B。
7. 下列现象属于波的衍射的是（ ）
A. “闻其声而不见其人”
B. 闪电过后雷声轰鸣不绝
C. 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D. 鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．“闻其声而不见其人”，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象。A正确；
B．闪电过后雷声轰鸣不绝，属于声音的反射。B错误；
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于声波的干涉现象。C错误；
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于声波的多普勒效应。D错误。
故选A。
8. 如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，以下说法中正确的是（ ）
A. 该简谐横波沿轴负方向传播
B. 该简谐横波传播的速度为
C. 质点在内沿轴移动的距离为
D. 质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的正方向
【答案】D
【解析】
【详解】B．由图甲和乙可分别看出该列波的波长和周期分别为
λ = 1m，T = 2s
根据波长与波速关系有
B错误；
A．由于该波的周期为2s，图乙是这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，则说明P动了半个周期，则说明在该时刻P往下振，则该简谐横波沿轴正方向传播，A错误；
C．波传播的是质点的振动形式，质点只能在平衡位置附近振动，C错误；
D．甲图计时前1s的波形图，乙图为这列波中处的质点再经过开始计时的振动图线，则甲图再振动1s就到达t = 0时刻，甲图振动1s质点Q到达波谷，则质点在时刻有最大的加速度，且加速度沿轴的正方向，D正确。
故选D。
9. 在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们所受重力的冲量。有（ ）
A. 平抛过程最大 B. 竖直下抛过程最大
C. 竖直上抛过程最大 D. 三者一样大
【答案】C
【解析】
【详解】三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长，而竖直下抛的物体运动时间最短，故它们重力的冲量为
可知竖直上抛的冲量物体最大。
故选C。
10. 两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（ ）
A. 质点K为振动减弱的点
B. 质点N的振幅为2cm
C. 经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等
D. 由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．质点K为波谷与波谷的相遇点，为振动加强点，故A错误；
B．图中N点实线与虚线相遇，为振动减弱点，振幅为
故B正确；
C．M点是振动加强点，N点是振动减弱点，此时M点的位移为12cm，N点的位移为2cm，由于M、N一直在振动，所以经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等，故C错误；
D．图中时刻M点在波峰，经过周期，质点M回到平衡位置，位移为零，故D错误。
故选B。
11. 一质点沿水平方向的振动方程为，取水平向右为位移的正方向，则在时下列说法正确的是（ ）
A. 质点在平衡位置右方，水平向左运动 B. 质点在平衡位置的右方，水平向右运动
C. 质点在平衡位置的左方，水平向右运动 D. 质点在平衡位置的左方水平向左运动
【答案】B
【解析】
【详解】由振动方程可知，时
则质点在平衡位置的右方，周期为
则此时质点向右运动
故选B。
12. 如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】以为摆长的运动时间为
以为摆长的运动时间为
则这个摆的周期为
故选D。
13. 如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为 ， ，速度分别是 （设为正方向）， 。则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】由题意得，向右为正方向，碰前系统动量为
碰前系统总动能为
A．若，即碰后A仍向右运动，B仍向左运动，则不符合实际，选项A错误；
B. 若 ，，则总动量向左，不符合动量守恒，选项B错误；
C．若，，碰后B球速度为0，不符合事实，C错误；
D．若，可求得末动量和动能为
此时系统动量守恒，动能不增加，符合实际，D正确；
故选D。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得2分，选对但不选全得1分，有选错的得0分）
14. 图甲为一列简谐横波在t=2s时的波动图像，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像．则下列说法中正确的是（ ）
A. 该波的波速大小为1m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. t=1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大
D. 在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度的方向均为发生改变
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图可知，周期T＝4.0s，波长λ＝4m，则波速，故A正确；
B.x＝2m处的质点P在t＝2s时刻向下振动，根据“同侧法”知，波沿x轴负方向传播，故B正确；
C.由图2可知，当t＝1s时，质点P在最大位移处，此时的加速度最大，速度等于0，故C正确；
D.由图可知，在0−2s内质点的位移为正加速度的方向始终向下；在0−1s内质点向正最大位移处运动，速度方向为正；而1−2s内质点从最大位移处向平衡位置处移动，所以速度的方向为负．故D错误．
15. 两列振幅相等、波长均为、周期均为T的简谐横波沿同一绳子相向传播，若两列波均由一次全振动产生，t=0时刻的波形如图1所示，此时两列波相距，则（ ）
A. 时，波形如图2甲所示
B. 时，波形如图2乙所示
C. 时，波形如图2丙所示
D. 时，波形如图2丁所示
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据波长和波速的关系式为
则时，两列波各种向前传播的距离为
故两列波的波前还未相遇，故A错误；
B．时，两列波各种向前传播的距离为
故两列波的波前刚好相遇，故B正确；
C．时，两列波各种向前传播的距离为
根据波的叠加原理可知，在两列波之间的区域为两列波的波形波谷相遇，振动加强，处的波谷质点的位移为2A，故C错误；
D．时，两列波各种向前传播的距离为
两列波的波峰与波谷叠加，位移为零，故D正确；
故选BD。
16. 如图所示，光滑水平面上有一质量为2M、半径为R（R足够大）的圆弧曲面C，质量为M的小球B置于其底端，另一个小球A质量为，小球A以v0＝6m/s的速度向右运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均视为质点，则（ ）
A. 小球B的最大速率为4m/s
B. 小球B运动到最高点时的速率为m/s
C. 小球B能与A再次发生碰撞
D. 小球B不再与C分离
【答案】AB
【解析】
【详解】A．A与B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后A的速度为vA，B的速度为vB，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒得
解得
负号表示速度方向向左，故B的最大速率为4 m/s，故A正确；
B．B冲上C并运动到最高点时二者共速，设为v，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得
解得
故B正确；
CD．设B、C分离时B、C的速度分别为vB′、vC′，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律和能量守恒得
解得
负号表示速度方向向左，小球B与C分离，由于，则B不能与A再次发生碰撞，故CD错误。
故选AB。
非选择题部分
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17. 某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，每五个点选一个计数点，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是___________，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是___________，碰后两小车的总动量是___________。（结果保留4位有效数字）
【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. 0.6848kg·m/s ③. 0.6840kg·m/s
【解析】
【详解】（1）[1]实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）[2][3]由题知，推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后以相同速度做匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。打点计时器的频率为50Hz，每五个点选一个计数点，则相邻计数点的时间为
碰前小车A的速度为
故碰前两小车的总动量为
p=mAv1=0.4×1.712kg•m/s=0.6848kg•m/s
碰后小车A、B的共同速度为
故碰后两小车的动量为
（0.4+0.2）×1.140kg•m/s=0.6840kg•m/s
18. 实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为___________（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；
（2）在实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为___________cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图象可知重力加速度g=________；（结果保留3位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的图线分别如图6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a和c，下列分析正确的是________（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
【答案】 ①. 图3 ②. 2.240 ③. 9.87 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]图2中的悬点未固定，在摆动过程中，悬点会移动，导致摆长变化，出现误差。而图3中悬点固定的，摆长不会出现变化，误差更小，故选图3。
（2）[2]游标卡尺读数规则是主尺读数加精确度乘游标尺上对齐刻度数值，不估读。所以
（3）[3]舍弃误差较大点4，将余下的4个点拟合一条直线，得到它的斜率。单摆的周期公式
得到
所以直线的斜率k可得
代入数据得到
（4）[4]
A．摆长周期公式
若L测量时误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则
明显与图像不符，A错误；
B．若误将49次全振动记为50次，则T偏小，T2也偏小，符合图线c，B正确；
C．图线c的斜率小，根据
图线c对应的g值大于图线b对应的g值，C错误；
估选B。
19. 如图所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处，t=0时两波源开始振动，波源S1的振动方程为y=3sin5πtcm，波源S2的振动方程为y=5sin5πtcm，质点P位于x轴上xP=4m处，已知质点P在t=0.4s时开始振动，求：
（1）这两列波在均匀介质中的波长；
（2）t=0至t=1.5s内质点P通过的路程。
【答案】（1）4m；（2）28cm
【解析】
【详解】（1）波源S1的振动先传到P，由波源S1的振动方程可知，该波的周期
波速
根据
λ=vT
解得
m
（2）波源S2的振动传到P所用的时间为
1.0s
故质点P在0～0.4s内静止不动，在0.4～1.0s内仅参与波源S1的振动，时间为，路程为
s1=6A1=18cm
1.0～1.5s内质点P同时参与两列波的振动，两列波频率相同，发生干涉，由于
|dS2P－dS1P|=6m=λ
故质点P为振动减弱点，其振幅为
AP=|A1－A2|=2cm
则1.0～1.5s内质点P振动的时间为0.5s=T，路程为
s2=5AP=10cm
故质点P在t=0至t=1.5s内通过的路程为
sP=s1＋s2=28cm
20. 如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。设A以速度向B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：求：
（1）B、C粘在一起瞬间的速度大小。
（2）整个系统损失的机械能。
（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当A、B速度相等时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得
此时B与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得
联立解得
（2）与C发生完全非弹性碰撞，对B、C组成的系统，由能量守恒定律得
损失的机械能为
（3）由（1）可知，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同时，弹簧被压缩至最短，由动量守恒和能量守恒定律得
联立解得
21. 如图示，半径R＝10m、弧长l＝0.9m的光滑圆弧面固定在水平地面上，其右侧有一质量M＝4kg的木板A静置于光滑水平面上，木板A的上表面与圆弧面的Q点在同一水平面上。可视为质点、质量m＝1kg的小滑块B以v0＝3m/s的速度沿木板A的上表面从右端滑到A上，A、B间的滑动摩擦因数为μ＝0.72，A刚要撞到圆弧体上时，A、B恰好达到共同速度，滑块B冲上光滑圆弧面且不会从P端冲出，木板A在圆弧体右侧竖直面上的防撞装置的作用下，在极短的时间内紧贴圆弧体右侧静止，且木板A与圆弧体没有粘结。重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）木板A的长度L；
（2）滑块B在圆弧面上运动的时间；
（3）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时经历的时间；
（4）滑块B从滑上A开始到最终相对A静止时，A运动的路程。
【答案】（1）0.5m；（2）3.14s；（3）3.54s；（4）0.104m
【解析】
【详解】（1）对A、B系统，A、B共速前，由动量守恒，设A、B的速度为v1，
mv0＝（m+M）v1
解得
v1=0.6m/s
由能量守恒定律
解得
L=0.5m
（2）l＝Rθ，θ≈5°，B在圆弧上做单摆运动
由
滑块在圆弧上运动的时间
＝3.14s
（3）B向左在A上运动的时间t1，
对B：由动量定理
解得
s
B以v1=0.6m/s的速度从左侧滑上A后，与A共速时速度为v2
对A、B系统
解得
v2=0.12m/s
B与A向右运动达到共速用时t2
解得
s
总共用时
t＝t1+Δt+t2＝3.54s
（4）开始A静止时左端离圆弧体的距离x1
对A
解得
x1=0.1m
B向右运动与A达到共速时A左端向右运动的距离x2
解得
x2=0.004m
所以
Δx＝x1+x2＝0.104m
22. 如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。
(1)求单摆的振动周期和摆长。
(2)求摆球的质量。
(3)求摆球运动过程中的最大速度。
【答案】(1)0.4πs， 0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s。
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律
T=0.4πs
由单摆的周期公式为
解得
(2)(3)摆球受力分析如图所示：
在最高点A，有
Fmin=mgcosθ=0.495N
在最低点B，有
从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得
mgR（1-cosθ)=mv2
联立三式并代入数据得
m=0.05kg
v=m/s≈0.283m/s
23. 如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1s，g取
求：（1）人从跌落到安全带最长时重力对人的冲量。
（2）人从跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力是多少？
【答案】（1）1200N·s，方向竖直向下；（2）1200N，方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）工人下落至安全带伸直之前，有
解得
重力的冲量大小为
方向竖直向下
（2）在整个下落过程中，取向下为正方向，由动量定理得
解得
由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力大小为
方向竖直向下。
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