2022-2023学年四川省绵阳市南山中学高二上学期10月月考物理试题含解析

阳南山中学高2021级高二上期10月月考

物理试题

第I卷（选择题，共56分）

注意事项：

1.答第I卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号（座位号）用铅笔涂写在答题卡上。

2.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上。

一、本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1. 单摆在振动过程中，当摆球的重力势能增大时，摆球的（　　）

A. 位移一定减小 B. 速度一定减小

C. 回复力一定减小 D. 加速度一定减小

【答案】B

【解析】

【详解】单摆在振动过程中，当摆球的重力势能增大时，远离平衡位置，摆球的位移变大，回复力变大，加速度变大，加速度方向与速度方向相反，速度减小。

故选B。

2. 在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（　　）

A. 因为“随波逐流”木块将被推至远处

B. 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况

C. 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动

D. 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关

【答案】C

【解析】

【详解】波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，所以无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动，故ABD错误，C正确；

故选C．

3. 一物体做简谐运动，周期为T，振幅为A，现使其振幅变为2A，其它条件不变，则物体振动的（　　）

A. 周期将变为原来的2倍 B. 周期将变为原来的二分之一

C. 周期不变 D. 一个周期内通过的路程不变

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．做简谐振动的物体，其周期是由振动系统的性质决定的，与振动的振幅无关，所以使其振幅变为2A，其它条件不变，则物体振动的周期不变，故A、B错误，C正确；

D．做简谐振动的物体，一个周期内通过的路程是4倍振幅，使其振幅变为2A，其它条件不变，则物体一个周期内通过的路程是原来的2倍，故D错误。

故选C。

4. 一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是（      ）

A. 增大障碍物尺寸，同时增大波频率

B. 增大障碍物尺寸，同时减小波的频率

C. 缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率

D. 缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率

【答案】D

【解析】

【详解】根据波的衍射条件可知，要想发生明显的衍射现象，则波长大于障碍物的尺寸或者差不多，则要使衍射现象更明显，则需缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率，从而增大波长，故选D。

5. 如图所示，置于地面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为T0，下列说法中正确的是（　　）

A. 单摆摆动过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力

B. 单摆摆动的过程，绳子的拉力始终小于摆球的重力

C. 将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，其摆动周期变大

D. 小球所受重力和绳的拉力的合力提供单摆做简谐运动的回复力

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球摆到最高点时，绳子的拉力等于摆球重力沿绳子方向的分力，此时拉力小于重力，故A错误；

B．小球摆到最低点时，绳子拉力于重力的合力提供向心力，则绳子的拉力大于摆球的重力，故B错误；

C．将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，此处的重力加速度g更小，则根据单摆的周期公式可知，其摆动周期变大，故C正确；

D．小球所受重力沿垂直于绳子方向的分力提供单摆做简谐运动的回复力，沿绳子方向的分力与绳子拉力的合力提供向心力，故D错误。

故选C。

6. 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则（　　）

A. 此波向x轴正方向传播

B. 质点C将比质点B先回到平衡位置

C. 质点C此时向y轴正方向运动

D. 质点E的振幅为零

【答案】B

【解析】

【详解】A．此时质点F向y轴负方向振动，根据波形平移法可知，此波向x轴负方向传播，故A错误；

B．由于波向x轴负方向传播，可知此时质点B向上振动，则质点C将比质点B先回到平衡位置，故B正确；

C．此时质点C处于正的最大位移，可知质点C此时向y轴负方向运动，故C错误；

D．此时质点E的位移为零，但质点E的振幅不为零，故D错误。

故选B。

7. 中央电视台有这样一个节目：让父母手拉手站在绝缘台上，父亲手扶一装置来回答问题，当在规定的时间内回答不完所给的问题，工作人员经过操作使回答问题的父母“怒发冲冠”（头发直立而散开），从物理学原理分析产生这一现象的原因是：（ ）

A. 空气对头发的作用结果

B. 一种魔术现象

C. 同种电荷相互排斥原理，使带同种电荷的头发相斥而散开

D. 以上说法都不对

【答案】C

【解析】

【详解】头发比较轻，当带有同种电荷时，相互排斥，头发便分散开来，形成“怒发冲冠”的现象，故选项C正确．

8. 相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是（　　）

A. －q，在A左侧距A为L处

B. －2q，在A左侧距A为处

C. ＋2q，在B右侧距B为处

D. ＋4q，在B右侧距B为L处

【答案】D

【解析】

【详解】因为点电荷A、B带异种电荷，如第三个点电荷放在中间位置，受到电场力同向，不可能为零，所以不符。又因为点电荷A所带电量大，根据库仑力公式

可知第三个点电荷应放在靠近带电量小的一侧，设在B右侧距B为，对第三个点电荷进行受力分析有

解得

再对点电荷B进行受力分析有

解得

点电荷B受到A的库仑力向左，所以第三个点电荷对点电荷B库仑力向右，所以带正电。

故选D。

9. 劲度系数为k的轻弹簧一端固定在倾角30°的足够长光滑斜面底端，另一端与质量为m的物块A相连，跨过定滑轮O的轻绳一端系住A，另一端与质量为m的球B相连，细线OA平行于斜面（如图所示），用手托住球B，使轻绳刚好伸直。现松手使球B从静止开始下落，物块A将在斜面上做简谐运动，下列说法正确的是（　　）

A. 物块A获得的最大速度v＝

B. 物块A获得的最大速度v＝

C. 球B下落最大高度h＝

D. 球B下落最大高度h＝

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由题知，开始位置弹簧处于压缩状态，根据胡克定律有

 解得

挂上球B后，平衡时弹簧处于伸长状态，根据平衡条件得

解得

故物块A在斜面上做简谐运动的振幅为

到达平衡位置时，物块A获得最大速度，又A、B及弹簧系统机械能守恒，故有

 联立解得：

故A正确，B错误；

CD．因为物块A在斜面上做简谐运动，振幅A为，故球B下降的最大高度为2A，即，故CD错误；

故选A。

二．本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

10. 下列说法中正确的是（　　）

A. 点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的

B. 点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

C. 两带电量分别为Q1、Q2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式计算

D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计

【答案】AD

【解析】

【详解】ABD．点电荷不是客观存在的，是理想模型；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，则点电荷不一定是体积和带电荷量都很小的带电体，选项AD正确，B错误；

C．库仑定律适用于真空中的点电荷之间的相互作用，选项C错误。

故选AD。

11. 某振动系统的固有频率为，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是（　　）

A. 当时，该振动系统的振幅可能随f增大而减小

B. 当时，该振动系统的振幅一定随f减小而增大

C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于

D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

【答案】BD

【解析】

【详解】A．当时，系统达到共振，振幅最大，故时，随f的增大，振幅振大，故A错误；

B．当时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，故该振动系统的振幅增大，故B正确；

CD．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率f，故C错误，D正确。

故选BD。

12. 如图所示，甲图为一列简谐波在t＝3.0 s时刻波的图像，Q为x＝4 m的质点，乙图为甲图中P质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 此波沿x轴负方向传播

B. t＝8.0 s时，P点位移为2 cm

C. 若障碍物的尺寸为11 m，则该波不能发生明显衍射现象

D. 该波能与另一列频率为4 Hz的简谐波发生稳定的干涉现象

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据乙图可知，时，质点P向正轴方向振动，根据甲图结合波形平移法可知，此波沿x轴负方向传播，故A正确；

B．根据乙图可知，质点P振动的周期为，则时的位移等于时刻的位移，可知P点位移为2 cm，故B正确；

C．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多；根据甲图可知此波的波长为，若障碍物的尺寸为11 m，则该波能发生明显衍射现象，故C错误；

D．此波的频率为

可知该波与另一列频率为4 Hz的简谐波不能发生稳定的干涉现象，故D错误。

故选AB。

13. 如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是(　　)

A. 弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用

B. 弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用

C. 振子由A向O运动过程中，回复力逐渐增大

D. 振子由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．在水平方向上振动的弹簧振子所受力有重力、支持力、弹簧的弹力，故A正确，B错误；

C．根据公式，由于振子由A向O运动过程中，位移x减小，故回复力减小，故C错误；

D．振子由O向B运动过程中，回复力的方向与位移方向相反，故指向平衡位置，故D正确。

故选AD

14. 一列自右向左传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1，0）的质点刚好开始运动，在t=0.3s时刻，质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置，质点Q的坐标是（，0），则下列说法正确的是（　　）

A. 在t=0时刻，质点P的速度方向沿y轴负方向

B. 这列波的传播速度为0.15m/s

C. 在0~0.3s时间内，x=1.5cm处质点运动的路程为cm

D. 在t=0.6s时刻，质点Q首次到达波峰位置

【答案】AC

【解析】

【详解】A．该波右向左传播，根据t=0时刻的波形图可知，质点P的速度方向沿y轴负方向，故A正确；

B．由图可知，该波的波长为。在t=0.3s时刻，质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置，说明该波的周期为，则这列波的传播速度为

故B错误；

C．由图可知，t=0时，x=1.5cm处质点的位移为，t=3s时，x=1.5cm处质点的位移为，则在0~0.3s时间内，即时间内，x=1.5cm处质点运动的路程为

故C正确；

D．由图可知t=0时，波峰在x=2cm处，则波峰传到Q处需要传播5cm，则质点Q首次到达波峰位置时

故D错误。

故选C。

第Ⅱ卷（非选择题，共54分）

三．本大题3小题，每空2分，共20分。

15. 如图所示,一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm．从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为___s,该简谐运动的表达式为x=___cm． 

【答案】    ① 0.8    ②. 4cost

【解析】

【详解】[1]．由题意可知，振子的振幅A=4cm，振子的运动周期T=0.2s×4=0.8s；

[2]．，t=0s时，振子在最大位移处，因此振动方程的表达式为：

．

16. 如图甲所示，O为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波，图乙为从t=0时刻开始描绘的P点的振动图象，由图可知该波的频率为___________，波长为___________，波源O点开始振动的方向是___________。

【答案】    ①.     ②.     ③. 向上

【解析】

【详解】[1]由图乙可知振动周期

T=t2-t1

所以频率

则波的频率为

[2]由题意和图像可知波从波源经过时间t1传播到P点，所以波速为

带入可得

[3] 波源O点开始振动的方向是P点起振方向，由乙图知向上。

17. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：

（1）用游标卡尺测得小球的直径d=_______mm

（2）在该实验中，若完成n 次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得的摆线长（悬点到摆球上端的距离）为 L，用刻度尺测得摆球的直径为d。 用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式 g=________。

（3）实验中某同学发现测得的重力加速度的值总是偏大，下列原因中可能的是_________。

A.实验室处在高山上，距离海面太高

B.单摆所用的摆球质量太大了

C.实际测出 n 次全振动的时间 t，误作为（n＋l）次全振动的时间

D.以摆线长作为摆长来计算

（4）甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2—L图像中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=________。

 （5）乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学做出的T2—L图像为________

A.虚线①，不平行OM      

B.虚线②，平行OM

C.虚线③，平行OM       

D.虚线④，不平行OM

【答案】    ①. 19.90    ②.     ③. C    ④.     ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]主尺读数为19mm，游标尺读数为18×0.05mm=0.90mm，则小球的直径为

d=19mm+0.90mm=19.90mm

（2）[2]单摆的周期为

摆长为

单摆的周期公式为

联立可得重力加速度的一般表达式为

（3）[3] A．海拔越高，重力加速度越小，故A错误；

B．根据单摆周期公式

可得重力加速度

因为摆球的周期和质量无关，因此测得的加速度也和摆球的质量无关，故B错误；

C．根据单摆周期公式

可得重力加速度为

测量时实际出n次全振的时间，误作（n+1）次全振动的时间，则周期测量值小，则计算出的重力加速度大，故C正确；

D．根据单摆周期公式

可得重力加速度为

可知以摆线长作摆长来计算，摆长计算偏小，测得的重力加速度偏小，故D错误。

故选C。

（4）[4]根据单摆周期公式

可得

可知，做出T2-L图象，有

解得

（5）[5]根据单摆周期公式

可得

可知，实验后发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，摆长L=0时，纵轴截距不为零，加上摆球半径后图像应到正确位置，即M位置，由于重力加速不变，则图线的率不变，所以图像应该为②，故选B。

四．本大题3小题，共34分，要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。

18. 如图所示，两光滑绝缘导轨与水平面均成角，两个质量为m，带等量同种电荷的小球A、B，带电量均为q，静止于导轨的同一水平高度处，静电力常量为k，求两球之间的距离x等于多少？

【答案】

【解析】

【详解】设两球之间的距离为x，相互作用的库仑力为F，

由平衡条件得

由以上各式解得

19. 如图甲所示，一列简谐波沿x轴传播，A、B为平衡位置相距4m的两个质点，它们的振动图像如图乙所示。求该波的波速。

【答案】（n=0，1，2，3）或（n=0，1，2，3）

【解析】

【分析】

【详解】根据图乙知，该列波周期：

由A、B振动图像可知，若简谐波沿x轴正方向传播，振动由质点A传播到质点B所需的时间为

（n=1，2，3……）

根据波速定义式有

联立解得

（n=0，1，2，3）

由A、B振动图像可知，若简谐波沿x轴负方向传播，振动由质点B传播到质点A所需的时间为

（n=0，1，2，3）

根据波速定义式有：

联立解得

（n=0，1，2，3）

20. 如图所示，水平传送带逆时针匀速转动，速度大小为v=8m/s，B、C为两轮圆心正上方的点，左右两端分别与传送带表面无缝对接，弹簧右端固定，自然长度时左端恰好位于B点。现将质量为m=0.5kg的小物块（可视为质点）与弹簧接触（不拴结），并压缩到位置A点静止释放（A点的位置可以改变）。已知B点右边部分平台光滑，小物块与其余各接触面间动摩擦因数均为μ=0.2，BC=L1=6m，CP=L2=5m，小物块与轨道左端挡板P碰撞无机械能损失，最后小物块都能恰好返回到B点，（取g=10m/s2，π=3.14，弹簧振子的振动周期为）。求：

（1）若弹簧劲度系数k=200N/m，A、B间距离x=0.5m，则小物块从A运动到B的时间t为多少？

（2）小物块第一次到C点时的速度vC为多大？

（3）弹簧被压缩到位置A点时的弹性势能满足的条件？

【答案】（1）0.0785s；（2）8m/s；（3）

【解析】

【详解】（1）小物块在A、B间运动为简谐运动，周期为

小物块从A运动到B的时间t为

（2）设小物块到挡板P处的速度为vP，反弹后一直作减速运动到B点速度为零，由动能定理

得

由C到P，由动能定理

得

设小物块离开弹簧的速度为v0，若离开弹簧的速度较大，则小物块在传送带上一直减速，则

解得

弹簧的最大弹性势能为

若离开弹簧的速度较小，则小物块在传送带上一直加速，则

解得

弹簧的最大弹性势能为

弹簧被压缩到位置A点时的弹性势能满足的条件