安徽省六安市金寨县青山中学2022-2023学年高二下学期第三次月考物理 Word版含解析

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青中2023年春学期高二月考（三）物理试卷分值：100分；考试时间：75分钟；第I卷（选择题）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.关于简谐运动，下列说法错误的是A.简谐运动是最简单、最基本的机械振动B.做简谐运动的物体的运动轨迹是正弦（或余弦）曲线C.简谐运动的回复力大小跟其振动位移大小一定成正比D.波上各点做简谐运动时形成的波叫简谐波【答案】B【解析】【详解】A．简谐运动是最简单、最基本的机械振动，选项A正确，不符合题意；B．做简谐运动的物体的运动轨迹是直线，简谐振动的图线是正弦（或余弦）曲线，选项B错误，符合题意；C．根据F=-kx可知简谐运动的回复力大小跟其振动位移大小一定成正比，选项C正确，不符合题意；D．波上各点做简谐运动时形成的波叫简谐波，选项D正确，不符合题意；故选B.2.如图，小球通过弹簧悬挂于天花板上，平衡时，小球停在O点．P点位于O点正下方，OP＝5cm．现将小球拉至P点并由静止释放，经0.5秒到O点，此后以O点为对称中心，小球在竖直方向上做机械振动，则小球的振动周期T和振幅A分别为A.T＝1s，A＝5cmB.T＝1s，A＝10cmC.T＝2s，A＝5cmD.T＝2s，A＝10cm【答案】C【解析】【详解】将小球拉至P点并由静止释放，则小球离开平衡位置O的最大距离，即振幅A=0P=5cm

1，从最大位置处到平衡位置的时间为，所以周期为2s，ABD错误C正确．3.关于机械振动相关的描述，下列说法正确的是（　　）A.单摆的周期随摆球质量的增大而减小B.水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能C.单摆运动到平衡位置时，速度最大，回复力为零，合力也为零D.只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率【答案】B【解析】【详解】A．根据单摆周期公式可知单摆周期和摆球质量无关，A错误；B．水平放置的弹簧振子做简谐振动时的平衡位置位于弹簧原长，此位置弹性势能为零，动能最大，弹簧振子做简谐振动时机械能守恒，所以水平放置的弹簧振子做简谐振动时的能量等于在平衡位置时振子的动能，B正确；C．单摆运动到平衡位置时，速度最大，回复力为零，由于单摆做圆周运动，径向的合力提供向心力，所以合力不为零，C错误；D．根据受迫振动的特征，受迫振动的频率一定等于外界驱动力的频率，D错误。故选B。4.弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过时，振子第一次经过P点，又经过了，振子第二次经过P点，则该振子第三次经过P点是所需的时间为　　A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】若从O点开始向右振子按下面路线振动，作出示意图如图则振子的振动周期为： ，则该质点再时间，经第三次经过P点；若振子从O点开始向左振动，则按下面路线振动，作出示意图如图：

2设从P到O的时间为t，则：解得：则周期则该质点再时间，经第三次经过P点故D正确，ABC错误．点睛：本题关键画出质点的运动轨迹，分析时间与周期的关系，一定注意振动方向的不定性，据此分类分析振动方向．5.关于机械振动，下列说法正确的是（　　）A.简谐运动一种匀变速直线运动B.物体做机械振动时的振动图像都满足正弦规律C.物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力频率D.只要驱动力频率超过物体的固有频率，就会发生共振现象【答案】C【解析】【详解】A．简谐运动的加速度时刻在变，故是一种非匀变速直线运动，A错误；B．物体做机械振动时的振动图像不一定都满足正弦规律，只有简谐运动才满足正弦规律，B错误；C．根据受迫振动的特征可知，物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于外界驱动力频率，C正确；D．只有驱动力频率等于物体的固有频率，才会发生共振现象，D错误。故选C。6.如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为，振子的质量为，白纸移动速度为，弹簧弹性势能的表达式，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是（　　）

3A.该弹簧振子的振幅为B.该弹簧振子的周期为C.该弹簧振子的最大加速度为D.该弹簧振子的最大速度为【答案】C【解析】【详解】A．振幅为振子偏离平衡位置的最大距离，故该弹簧振子的振幅为，A错误；B．一个周期内白纸移动距离，白纸移动速度为，该弹簧振子的周期为B错误；C．该弹簧振子的最大加速度为C正确；D．由能量关系可得可得弹簧振子的最大速度为D错误。故选C。7.做机械振动的弹簧振子，每次通过某一个相同位置时，不一定相同的物理量是（　　）A.位移B.加速度C.速度D.回复力【答案】C

4【解析】【详解】弹簧振子每次通过某一相同位置时，相对于平衡位置的位移x相同，回复力相同，根据可知其加速度也相同。弹簧振子振动过程中机械能守恒，每次经过同一位置时动能相同，因为速度有两种可能的方向，故速度不一定相同。故选C。二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）8.下列关于简谐运动的说法中正确的是（）A.伽利略首先发现单摆摆动的等时性，惠更斯制作了第一台摆钟B.平衡位置就是物体不振动所处的位置，物体在平衡位置时回复力为零但合力不一定为零C.回复力与位移满足F=-kx这个方程的机械振动就是简谐运动，其中k是指弹簧劲度系数D.做受迫振动时，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大【答案】AB【解析】【详解】A．伽利略首先发现单摆摆动的等时性，惠更斯制作了第一台摆钟，A正确；B．平衡位置就是物体不振动所处的位置，物体在平衡位置时回复力为零但合力不一定为零，比如单摆到达平衡位置时，合力指向圆心，做为圆周运动的向心力，B正确；C．回复力与位移满足F=-kx这个方程的机械振动就是简谐运动，其中k是一个比例系数，不一定是指弹簧劲度系数，C错误；D．做受迫振动时，驱动力的频率越接近固有频率，振幅越大，当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，D错误。故选AB。9.下列关于机械振动的有关说法正确的是（　　）A.简谐运动的回复力是按效果命名的力B.振动图像描述的是振动质点的轨迹C.弹簧振子每次经过平衡位置时的动能最大，弹性势能为零，一定是运动过程的中心位置D.当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时，振幅最大【答案】AD【解析】【详解】A．简谐运动的回复力与向心力一样，均是按效果命名的力，A正确；B

5．振动图像描述的是振动质点在不同时刻相对平衡位置的位移或者说描述质点相对平衡位置的位移随时间的变化关系，而不是其实际的运动轨迹，振动质点的运动轨迹是一段往复的线段（或圆弧），而不是正弦或余弦曲线，B错误；C．弹簧振子在竖直方向上做简谐振动时，振子在平衡位置时，其动能最大，弹簧处于拉伸状态，弹性势能不为零，C错误；D．受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，当系统的固有频率等于外界驱动力的频率时，系统达到共振，振幅最大，D正确。故选AD。10.弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2s，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间(　　)A.1.2sB.sC.0.4sD.1.4s【答案】BD【解析】【详解】假设振子从平衡位置开始向右运动，当P点在右侧时，由题意可知该振子第三次经过P点还需要的时间为当P点在左侧时，由题意可知可得该振子第三次经过P点还需要的时间为故选BD。第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共24.0分）11.小郑同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小约为

63cm、外形不规则的大理石块代替小球．他设计的实验步骤的是：A.将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点(如图所示)B.用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长C.将石块拉开一个约为5°的偏角，然后由静止释放D.从摆球摆到最低点时开始计时，测出石块经过最低点30次的总时间t，由得出周期(1)则该同学以上实验步骤中有错误的是_________(填写序号)．(2)根据单摆周期公式推导可得重力加速度的表达式为_____________；若该同学用OM的长作为摆长代入上述公式(其他错误已纠正)，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值．【答案】①.(1)BD②.(2)③.小于【解析】【详解】(1)[1]．A、将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点，安装实验器材，实验步骤正确，故A正确；B、悬点到石块重心的距离是摆长，用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长，摆长测量错误，故B错误；C、单摆在小摆角下的运动是简谐运动，将石块拉开一个约的偏角，然后由静止释放，故C正确；D、从摆球摆到最低点时开始计时，测出石块经过最低点30次的总时间t，周期故D错误；有错误的故AD．(2)[2][3]．由单摆周期公式

7可得重力加速度用OM的长作为摆长，所测摆长l偏小，由可以知道所测g偏小；12.某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内做摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示，且从最低点开始为计时起点由图乙中所给的数据结合力学规律可得（1）该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为______cm；（2）由图像得该单摆的运动周期T=______s；（3）摆球的质量m=_______kg（g=10m/s2）【答案】①.1.570②.2③.0.05【解析】【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为(2)[2]由图乙结合单摆运动规律可知，该单摆的振动周期为2s；(3)[3]设最大摆角，则有从最高点到最低点由动能定理得联立解得

8四、计算题（本大题共3小题，共36.0分）13.如图所示，已知该单摆的摆长为，摆球的质量为，摆动时最大偏角为5°。已知，，。求：（1）振动的周期；（2）摆球的最大回复力；（3）摆球运动的最大动能。【答案】（1）；（2）0.087N；（3）0.008J【解析】【详解】（1）根据单摆周期公式解得（2）当摆球位于A位置时回复力最大，根据受力分析可知解得（3）从过程中，根据机械能守恒有解得

914.如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距40cm，当振子经过B点时开始计时，经过1s，振子首次到达C点。求：（1）振子的振幅和频率；（2）振子在5s内通过路程。【答案】（1）20cm；0.5Hz；（2）200cm【解析】【详解】（1）振子的振幅为平衡位置到B或者C的距离，即弹簧振子的振幅为弹簧振子从B到C经历了半个周期用时，即解得弹簧振子的频率为（2）弹簧振子每半个周期走过路程为，则在内通过的路程为15.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ，θ小于5°且是未知量。图乙表示由计算机得到的小球对摆线的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取10m/s2）（1）单摆的振动周期和摆长；（2）摆球的质量；（3）摆球运动过程中的最大速度。

10【答案】(1)0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s【解析】【分析】【详解】(1)摆球受力分析如图所示小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律，可知由单摆的周期公式为解得(2)(3)在最高点A，有在最低点B，有从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得联立三式并代入数据得

11，

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