河南省南阳市唐河县2022-2023高二下学期2月月考物理试题（答案）考试试卷

唐河县2022-2023学年高二下学期2月月考
物理试卷
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5．本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分110分，考试时间90分钟。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1－8题只有一个选项正确，9－12题有多个选项正确。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分）
1．一个质点做简谐运动，振幅为0.8cm，周期为0.25s，计时开始时具有正向最大速度，它的位移公式是（　　）
A．x＝8×10﹣3sin（8πt）m B．x＝8×10﹣3cos（8πt）m
C． D．
2．（4分）如图所示，竖直圆盘可绕水平中心轴O转动，固定在圆盘边缘上的小圆柱带动一个T型支架在竖直方向振动，T型支架下端连着一个弹簧振子，小球始终在水中当圆盘静止时，小球阻尼振动的频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速转动，当小球振动达到稳定后（　　）
A．小球的振动频率约为3Hz
B．T型支架的运动是简谐运动
C．小球的振幅与圆盘转速无关
D．若圆盘匀速转动的周期变为2s，稳定后小球的振幅将减小
3．（4分）一个质点以O点为平衡位置，在A、B间做简谐运动，如图（a）所示，它的振动图象如图（b）所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．该质点的振动方程为x＝0.05sin2.5πt（m）
B．0.2s末质点的速度方向向右
C．0.2～0.3s质点做加速运动
D．0.7s时质点的位置在O与B之间
4．（4分）如图所示，轻质弹簧下挂重力为500N的物体A，轻质弹簧伸长了5cm，再在物体A的下端用细线挂上重力为200N的物体B，弹簧均在弹性限度内。A、B两物体均静止后，将连接A、B两物体的细线剪断，则A在竖直面内做简谐运动，A运动到最高点时弹簧相对于原长的形变量的大小为（　　）
A．1cm B．2cm C．3cm D．4cm
5．（4分）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动：与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图（a）所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图（b）所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法错误的是（　　）
A．x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能先增大后减小
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小
C．x＝0.35m和x＝0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反
D．木棒在竖直方向做简谱运动的振幅为
6．（4分）在用单摆测量当地重力加速度的实验中，下列4幅振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图像中横坐标原点表示计时起点，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，则这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（　　）
A．
B．
C．
D．
7．（4分）长度不同的钢片具有不同的固有频率，把一些长度不同的钢片安装在同一个支架上，可以制作转速计，把这样的转速计与开动着的机器紧密接触，机器的振动引起转速计的轻微振动，此时各个钢片的振幅与它们的固有频率之间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．固有频率为f0的钢片是最长的
B．此时机器转动的角速度是点
C．此时所有钢片的振动频率均为f0
D．若机器做阻尼振动，图线的峰值将向左移动
8．（4分）如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有5个单摆，其中b摆球质量最大，其余4个摆球质量相等，摆长关系为Lc＞Lb＝Ld＞La＞Le，现将b摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是（　　）
A．4个单摆的周期Tc＞Td＞Ta＞Te
B．4个单摆的频率fa＝fc＝fd＝fe
C．4个单摆的振幅Aa＝Ac＝Ad＝Ae
D．4个单摆中c摆的振幅最大
9．如图所示，光滑斜面上放置一轻质弹簧，弹簧的下端固定在挡板上，上端与一物块相连，把物块沿斜面向上拉一段距离，使得物块做简谐运动，物块由最高点向平衡位置运动的过程中，下列物理量一直减小的是（　　）
A．回复力 B．弹簧弹力
C．物块动量 D．物块重力势能
（多选）10．如图所示，劲度系数k＝10N/m的轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端连接一个质量M＝1.5kg的木板。开始时弹簧处于原长，木板左端静止在光滑的水平桌面上的A点，一质量为m＝1kg的物块（可视为质点）从木板左端以初速度2m/s滑上木板，木板的左端最远到达B点，O点为AB的中点，2s时物块恰好停在木板的右端，此时木板左端回到A点，物块的v﹣t图线如图所示，已知重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．0﹣2s内木板的运动为简谐运动，振幅A＝0.1m
B．2s后物块与木板的运动也是简谐运动，振幅仍然为0.1m
C．2s后物块与木板一起处于静止状态，物块与木板之间的摩擦力为静摩擦力
D．木板在O点的速度最大
E．弹簧的最大弹性势能为0.2J
（多选）11．某同学利用单摆测量当地重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．组装单摆须选用密度大和直径较小的摆球，轻且不易伸长的细线
B．实验时须使摆球在同一水平面内摆动，摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
C．如果图（1）摆长约为1m，这种操作过程合乎实验要求
D．图（2）测出了摆线长度L和摆动周期T的图像，也可以准确得到重力加速度，还可以得到小球重心到线与球连结点的距离为1.0cm
E．如果测量时悬点松动，其他操作正确，则测得的重力加速度值偏小
（多选）12．某同学在实验室用单摆测定当地的重力加速度，实验中用游标卡尺测出摆球的直径d，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l′；让单摆在竖直平面内做小角度摆动，通过最低点开始计时并计数为零，用秒表测出摆球N次通过最低点的时间t；利用单摆的周期公式计算重力加速度g，变更摆长重做几次，得到g的平均值。该同学发现g的平均值比当地公布的重力加速度的值偏大，分析其原因可能是（　　）
A．计算摆长时，取l＝l′+d
B．计算摆长时，取l＝l′
C．计算周期时，取T＝
D．实验中，摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动
E．实验室的地下有重金属矿物质
二、实验题（本题共3小题，共15分。把答案填在答题卡上对应位置）
13．（3分）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中
①为尽可能减小测量误差，应取摆球经过 　 　（填“最高点”或“最低点”）时为计时零点；
②在周期测量的过程中，秒表指针如图甲所示，其读数为 　 　s；
③实验中，甲、乙两位同学一起做实验，在记录数据前各自设计了如图乙的表格，其中合理的是表 　 　。（填“A”或“B”）
14．（6分）在用单摆测量重力加速度的实验中，
（1）下面叙述中正确的是 　 　。
A．摆线应细些、伸缩性小些、适当长些；摆球应质量大些、体积小些
B．为了使摆的周期大一些，以方便测量，拉开摆球时，使摆角大些
C．用刻度尺测量摆线的长度l，即为摆长
D．释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球50次全振动所用的时间t，则单摆周期
（2）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图1，读出小球的直径d为 　 　cm。
（3）实验时，改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出L﹣T2图像（图2），则利用A、B两点的坐标求得的重力加速度的表达式为 　 　。
15．（6分）某同学利用单摆测定当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是 　 　。
A．测摆线长度时，尽量将摆线拉紧
B．选直径约为2cm的木球作为摆球
C．摆球经过最低点的位置时开始计时
D．用天平测出摆球的质量
（2）该同学测出了摆线的长度和摆动周期。通过改变摆线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以L为纵轴、以T2为横轴，画出L﹣T2关系图像如图所示。由图像可知，当地的重力加速度g＝　 　m/s2（取π2＝10，结果保留两位小数）。
（3）该同学做的图像不过原点，其他操作均规范，则重力加速度的测量值 　 　重力加速度的实际值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、计算题（本题共4小题，共47分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）
16．（10分）一同学在探究单摆的运动规律时，绘制了M、N两个摆球的振动图像如图所示，求：
（1）两单摆摆长之比；
（2）在t＝1.5s时，N球相对平衡位置位移的大小。
17．（10分）如图甲是一个单摆振动的情形，0是它的平衡位置，B，C是摆球所能到达的最远位置，设向右为正方向.图乙是这个单摆的振动图象，根据图象回答：
（1）单摆振动的周期是多大？
（2）开始时摆球在何位置？
（3）若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？（计算结果保留两位有效数字）
18．（13分）如图所示，ABCD是一长为L的水平放置光滑弧形槽，弧形槽半径R，R远大于AB的弧长，弧形槽的左端有一微小凹槽APB，P为最低点．现有一物理兴趣小组进行闯关比赛，比赛选手从E点（为圆弧DEC的最低点）沿EP方向给质量为m的小球甲一个冲量I，同时从A点由静止释放小球乙，甲、乙两小球在P点相碰可视为比赛选手过关，两小球均视为质点．求：
（1）甲、乙两球第1次到达P点时所用时间之比；
（2）要想比赛过关，比赛选手在E点给小球甲的冲量大小需满足的条件．
19．（14分）秋千、钟摆等运动都是我们熟悉的摆动现象。它们形状各异，却遵循着相似的规律。如图1所示，一个摆的摆长为L，小球质量为m，拉起小球使摆线与竖直方向夹角为θ时将小球由静止释放，忽略空气阻力。
（1）求小球运动到最低点时的角速度大小。
（2）如果只把小球的质量改为2m，还是从相同的位置由静止释放，则小球从静止到最低点的时间与原来相比是否会发生变化？简要说明理由。
（3）如果把摆线换成长仍为L的轻杆，如图2所示，一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距O点为和L处分别固定一个质量均为m、可看作质点的小球，忽略轻杆的质量和空气阻力。
a．将杆与小球组成的系统仍拉到与竖直方向成θ角的位置由静止释放，当系统向下运动到最低点时，求此时系统的角速度大小。
b．当θ角较大时，单摆的运动将不能看作简谐运动，周期公式也不能使用。如果通过实验测得上面（2）中的运动周期为T，能否推算出此时轻杆系统的运动周期？如果不能，请说明理由；如果能，请写出推导过程并算出结果。
参考答案
一．选择题（共8小题，满分28分）
1．A； 2．B； 3．D； 4．C； 5．C； 6．B； 7．C； 8．B；
二．多选题（共4小题）
9．AD； 10．ADE； 11．ADE； 12．AE；
三．实验题（共3小题）
13．最低点；57.80；B； 14．AD；1.52；； 15．C；9.59；等于；
四．计算题（共4小题）
16．（1）两单摆摆长之比为；
（2）在t＝1.5s时，N球相对平衡位置位移的大小为。； 17．（1）单摆振动的频率是1.25Hz；
（2）开始时刻摆球在B位置；
（3）若当地的重力加速度为10m/s2，这个摆的摆长是0.16m。； 18．（1）甲、乙两球第1次到达P点时所用时间之比为；
（2）要想比赛过关，比赛选手在E点给小球甲的冲量大小需满足的条件为（n＝0，1，2，3……）．； 19．（1）小球运动到最低点时的角速度大小为。
（2）小球做简谐运动的周期不变；
（3）此时系统的角速度大小为；不能倠测出系统的周期。；