白银市白银区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
（考生注意：本卷满分100分，考试时间75分钟）
一、单选题（共9小题，共45分，每题5分）
1. 下列不属于理想化模型的是（ ）
A. 点电荷 B. 重心 C. 弹簧振子 D. 电流元
2. 在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就会抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索，发现在飞机机翼前缘处安装一个配重杆，就可以解决这一问题。在飞机机翼前缘处安装配重杆的目的主要是（ ）
A. 加大飞机的惯性 B. 改变机翼的固有频率
C. 使机翼更加牢固 D. 使机体更加平衡
3. 某简谐运动的振动图像如图所示，a、b、c、d是曲线上的四个点。下列选项中，表示振子动能最大的是（ ）
A. a B. b C. c D. d
4. 下列关于机械波的说法，其中正确的是（ ）
A. 波不但传递能量，而且可以传递信息
B. 在一个周期内，介质中的质点所通过的路程等于振幅
C. 在一个周期内，介质中质点向前运动了一个波长的距离
D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
5. 如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为。下列说法不正确的是（ ）
A. 间距离为10 cm B. 振子的运动周期是0.2s
C. 时，振子位于N点 D. 时，振子具有最大速度
6. 如图所示，当A振动起来后，通过绷紧水平绳迫使B、C振动起来，经过一段时间，系统稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. A、B、C三个单摆的周期均相同 B. 只有A、C两个单摆周期相同
C. A、B、C三个单摆的振幅相同 D. B的振幅比C的振幅大
7. 关于横波和纵波，下列说法不正确的是（ ）
A. 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B. 质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C 横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D. 地震波是横波，声波是纵波
8. 某气象雷达发出的电磁波，频率是6.0×108Hz ，该电磁波在真空中的波长是（ ）
A. 1.8×1018m B. 20m C. 0.50m D. 0.05m
9. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 有机械振动必有机械波
B. 声音在空气中传播时是横波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移
D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上
二、多选题（共3小题，共18分，每题6分。少选得3分，错选多选不得分）
10. 如图甲为一列简谐横波在t=4s时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m、xb=6m，如图乙为质点b从t=0时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播，波速为1m/s B. t=4s时该质点b的速度沿y轴负方向
C. 质点a在t=8s时速度为最大 D. 质点a在t=8s时传到质点b的位置
11. 如图甲所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，把玻璃管向下缓慢按压后放手，忽略空气阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得玻璃管振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅，对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A. 回复力等于玻璃管所受浮力
B. 在时间内，玻璃管加速度减小，速度增大
C. 在时刻玻璃管速度为零，加速度为正向最大
D. 振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒
12. 在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 该列波的周期为0.4s
B. 图中此时P、Q两点运动方向相反
C. 该列波很容易通过直径为2m的障碍物继续传播
D. 从图示时刻再经过0.7s质点N刚好在（-5m，-20cm）的位置
三、实验题（共2小题，共12分，每空2分）
13. 某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆在垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置．
①在图2中，从_____纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致．
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：_________、
________________（写出2个即可）．
14. 居家防疫期间，小明在家做“用单摆测定重力加速度”的实验。他使用一块外形不规则的小石块代替摆球，如图甲所示。设计的实验步骤是：
A．将小石块用不可伸长的细线系好，结点为N，细线的上端固定于O点；
B．用刻度尺测量ON间细线的长度l作为摆长；
C．将石块拉开一个大约=5°的角度，然后由静止释放；
D．从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间t，由得出周期；
E．改变ON间细线的长度再做几次实验，记下相应的l和T；
F．根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值即可作为重力加速度的测量结果。
（1）为减小实验误差，应从石块摆到___________（选填“最低点”或“最高点”）位置开始计时。
（2）小明用ON的长l为摆长，利用公式求出的重力加速度的测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）小明利用测出的多组摆长l和周期T的数值，作出T2-l图像如图乙所示，若图像的斜率为k，则重力加速度的表达式是g=___________。
四、计算题（共2小题，共25分）
15. 如图是一个弹簧振子的振动图像，试完成以下问题。
（1）写出该小球位移随时间变化的关系式。
（2）该小球在第时位移是多少？路程是多少？
16. 一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，求：
（1）该简谐运动的振幅和周期；
（2）从0时刻开始，10秒内质点通过的路程。
白银市白银区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理 答案解析
（考生注意：本卷满分100分，考试时间75分钟）
一、单选题（共9小题，共45分，每题5分）
1. 下列不属于理想化模型的是（ ）
A. 点电荷 B. 重心 C. 弹簧振子 D. 电流元
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】点电荷、弹簧振子、电流元都属于理想化模型，重心运用了等效的思想方法，故B正确。
故选B。
2. 在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就会抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索，发现在飞机机翼前缘处安装一个配重杆，就可以解决这一问题。在飞机机翼前缘处安装配重杆的目的主要是（ ）
A. 加大飞机的惯性 B. 改变机翼的固有频率
C. 使机翼更加牢固 D. 使机体更加平衡
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，在飞机机翼前装置配重杆，是为了改变机翼的固有频率，使驱动力的频率远离固有频率。故B正确。
故选B。
3. 某简谐运动的振动图像如图所示，a、b、c、d是曲线上的四个点。下列选项中，表示振子动能最大的是（ ）
A. a B. b C. c D. d
【答案】C
【解析】
【详解】振子在平衡位置速度最大、动能最大，C正确。
故选C
4. 下列关于机械波的说法，其中正确的是（ ）
A. 波不但传递能量，而且可以传递信息
B. 在一个周期内，介质中的质点所通过的路程等于振幅
C. 在一个周期内，介质中的质点向前运动了一个波长的距离
D. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．机械波是振动在介质中的传播，它可以传递能量，也可以传递信息。故A正确；
B．介质中振动的质点在一个周期内所通过的路程等于四倍振幅，故B错误；
C．介质中振动的质点只在自己的平衡位置两侧振动，不随波向前传播。故C错误；
D．机械波中各质点的振动频率与波源频率相同，与介质无关。故D错误。
故选A。
5. 如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为。下列说法不正确的是（ ）
A. 间距离为10 cm B. 振子的运动周期是0.2s
C. 时，振子位于N点 D. 时，振子具有最大速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．由振子的振动方程可知振子的振幅为5cm，则间距离为10 cm，故A正确；
B．根据振子的振动方程可知振子的周期
故B正确；
CD．将代入振动方程可得
振子位于正向位移最大处，即N点，此时振子速度为零，故C正确，D错误。
本题选不正确项，故选D。
6. 如图所示，当A振动起来后，通过绷紧水平绳迫使B、C振动起来，经过一段时间，系统稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. A、B、C三个单摆的周期均相同 B. 只有A、C两个单摆周期相同
C. A、B、C三个单摆的振幅相同 D. B的振幅比C的振幅大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB．由题意，摆A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而摆B、摆C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等；故A正确，B错误；
CD．由于摆C和摆A的摆长相等，则摆C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比摆B大。故C错误，D错误。
故选A。
7. 关于横波和纵波，下列说法不正确的是（ ）
A. 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B. 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C. 横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D. 地震波横波，声波是纵波
【答案】D
【解析】
【详解】A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A正确，不符合题意；
B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，B正确，不符合题意；
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确，不符合题意；
D．地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误，符合题意。
故选D。
8. 某气象雷达发出的电磁波，频率是6.0×108Hz ，该电磁波在真空中的波长是（ ）
A. 1.8×1018m B. 20m C. 0.50m D. 0.05m
【答案】C
【解析】
【详解】电磁波在真空中的传播速度为
则由得波长为
故选C。
9. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 有机械振动必有机械波
B. 声音在空气中传播时横波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移
D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．有机械振动并不一定有机械波，如单个物体的振动，故A错误；
B．声音在空气中传播时是纵波，故B错误；
C．在机械波的传播中质点并不随波迁移，而是上下振动，故C正确；
D．质点的振动方向与波的传播方向总是垂直的，故D错误。
故选C。
二、多选题（共3小题，共18分，每题6分。少选得3分，错选多选不得分）
10. 如图甲为一列简谐横波在t=4s时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m、xb=6m，如图乙为质点b从t=0时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播，波速为1m/s B. t=4s时该质点b的速度沿y轴负方向
C. 质点a在t=8s时速度为最大 D. 质点a在t=8s时传到质点b的位置
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．由图乙可知时，质点b向轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播；由甲图可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为
故AB正确；
C．由图甲可知，时，质点a位于平衡位置向上振动，由于周期为，可知时，质点a位于平衡位置向下振动，质点a速度最大，故C正确；
D．质点a只是再平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故D错误。
故选ABC。
11. 如图甲所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，把玻璃管向下缓慢按压后放手，忽略空气阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得玻璃管振动周期为，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅，对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A. 回复力等于玻璃管所受的浮力
B. 在时间内，玻璃管加速度减小，速度增大
C. 在时刻玻璃管速度为零，加速度为正向最大
D. 振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】A．玻璃管（包括管内液体）只受到重力和水的浮力，所以玻璃管做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力：A错误；
BC．由图像可知，在时间内，玻璃管位移减小，则加速度减小，玻璃管向着平衡位置做加速运动，速度增大，时刻处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，BC正确；
D．玻璃管在做简谐运动的过程中，水的浮力对玻璃管做功，所以振动的过程中玻璃管的机械能不守恒，D错误。
故选BC。
12. 在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 该列波的周期为0.4s
B. 图中此时P、Q两点运动方向相反
C. 该列波很容易通过直径为2m的障碍物继续传播
D. 从图示时刻再经过0.7s质点N刚好在（-5m，-20cm）的位置
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知波长
根据
可得振动周期
A正确；
B．由于波向两边传播的对称性，P、Q两点振动情况始终相同，B错误；
C．由于波长与障碍物尺寸相同，能产生明显的衍射现象，因此很容易绕过该障碍物继续传播，C正确；
D．再经过0.7s，波向前传播的距离
N点恰好处于波谷位置，坐标为（-5m，-20cm），D正确。
故选ACD。
三、实验题（共2小题，共12分，每空2分）
13. 某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等．实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆在垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置．
①在图2中，从_____纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致．
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：_________、
________________（写出2个即可）．
【答案】 ①. B ②. 摆长变化 ③. 漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化等
【解析】
【详解】①[1]．A纸带做匀速直线运动，B纸带做加速，C纸带做减速，纸带B的滑块的加速度和速度方向一致，所以选B．
②[2][3]．摆长变化，漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化等．
14. 居家防疫期间，小明在家做“用单摆测定重力加速度”的实验。他使用一块外形不规则的小石块代替摆球，如图甲所示。设计的实验步骤是：
A．将小石块用不可伸长的细线系好，结点为N，细线的上端固定于O点；
B．用刻度尺测量ON间细线的长度l作为摆长；
C．将石块拉开一个大约=5°的角度，然后由静止释放；
D．从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间t，由得出周期；
E．改变ON间细线的长度再做几次实验，记下相应的l和T；
F．根据公式，分别计算出每组l和T对应的重力加速度g，然后取平均值即可作为重力加速度的测量结果。
（1）为减小实验误差，应从石块摆到___________（选填“最低点”或“最高点”）位置开始计时。
（2）小明用ON的长l为摆长，利用公式求出的重力加速度的测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。
（3）小明利用测出的多组摆长l和周期T的数值，作出T2-l图像如图乙所示，若图像的斜率为k，则重力加速度的表达式是g=___________。
【答案】 ①. 最低点 ②. 偏小 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]为减小实验误差，应从石块摆到最低点位置开始计时。
（2）[2]由单摆的周期公式
得
用ON的长l作为摆长，摆长偏短，则测得的重力加速度偏小；
（3）[3] 设石块质心到N点的距离为R，则实际摆长为，则可得
可知图像的斜率
可得重力加速度为
四、计算题（共2小题，共25分）
15. 如图是一个弹簧振子的振动图像，试完成以下问题。
（1）写出该小球位移随时间变化的关系式。
（2）该小球在第时的位移是多少？路程是多少？
【答案】（1）；（2）0，
【解析】
【详解】（1）由振动图象可得：振幅A=5cm，周期T=4s，初相φ=0，则圆频率
故该振子做简谐运动的表达式为
（2）振子经过一个周期位移为零，路程为
前100s时刚好经过了25个周期，所以第100s振子位移
振子路程
16. 一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，求：
（1）该简谐运动振幅和周期；
（2）从0时刻开始，10秒内质点通过的路程。
【答案】（1）4s，2cm；（2）20cm
【解析】
详解】（1）由图读出周期
T=4s
振幅为
A=2cm
（2）0~10s内，质点通过的路程为
