河南省南阳市邓州市春雨国文学校2022-2023高二下学期3月考试物理试题（答案）考试试卷

参考答案：
1．C
【详解】根据题意可知，波向右传播，根据同侧法可知，此时，P点的振动方向向上，根据
同侧法，图中质点 Q开始向下振动，即 Q点的起振方向向下，由于所有质点的起振方向均
与波源的起振方向相同，则 P点起振方向向下，可知 P点起振方向和此时 P点的振动方向
分别为向下、向上。
故选 C。
2．D
【详解】A．在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，传播
方向与振动方向可以垂直（横波），也可以平行（纵波），故 A错误；
B．机械波不仅能传播质点的振动能量，还能传播信息和波的形式，故 B错误；
C．机械波传播的是振动这种运动形式且质点不会随波迁移，故 C错误；
D．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，故 D正确。
故选 D。
3．B
【详解】平衡后剪断 A、B间细线，A将做简谐运动，设弹簧劲度系数为 k，在平衡位置有
kx1=mg
在平衡之前的初位置有
kx2=2mg
故振幅为
mg
A=x2-x1= k
根据简谐运动的对称性，A运动到最高点时，弹簧恰好处于原长，故此时木箱只受重力和支
持力，二力平衡，故支持力等于木箱重力 mg，结合牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力
为 mg，B正确，ACD错误。
故选 B。
4．B
【详解】AD．根据周期的意义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状
态，故 AD正确；
BC．当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量（不为零时）都变得大小相等，方向相反，动
能与速度的平方成正比，故 B错误，C正确。
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故选 B。
5．C
【详解】做简谐运动的质点，先后以相同的速度通过 M、N两点，可判定 M、N两点关于平
衡位置 O对称，所以质点由 M到 O所用的时间与由 O到 N所用的时间相等，则质点由平
衡位置 O到 N点所用的时间 t1=0.5s；因通过 N点后再经过 t=1s质点以方向相反、大小相等
的速度再次通过 N点，则知质点从 N点到最大位移处所用的时间 t2=0.5s，因此，质点振动
的周期是
T 4 t1 t2 4s
题中 2s内质点通过的总路程为振幅的 2倍，所以振幅
A 12 cm 6cm
2
故选 C。
6．C
【详解】物体振动的频率 f=25Hz，则周期
T 1 0.04s
f
简谐运动中，越衡位置，物体运动速度越大，如果经过两点时速度方向相同，物体从
T
一侧最大位移的中点运动到平衡位置的时间小于 ，从平衡位置运动到另一侧最大位移的
8
T T
中点所用的时间也小于 ，则总时间小于 ，即小于 0.01s；如果经过两点时速度方向相反，
8 4
则由简谐运动的对称性知，物体恰好运动了半个周期，运动时间为
t T 0.02s
2
故 C正确，ABD错误。
故选 C。
7．D
【详解】A．由题图可知，0.5s内波传播的最短距离为 0.5cm，最小速度为
v xmin 1.0cm/st
故 A错误；
B．若波向 x轴正方向传播，波速为
v 0.5 1.2n cm/s (1.0 2.4n)cm/s(n 0,1, 2, )
0.5
答案第 2页，共 10页
若波向 x轴负方向传播，波速为
v 0.7 1.2n cm/s (1.4 2.4n)cm/s(n 0,1, 2, )
0.5
故 B错误；
C．若波向 x轴正方向传播，t 0时刻后质点 P远离平衡位置运动，质点 Q衡位置运
动，故质点 P比质点 Q后回到平衡位置，故 C错误；
D．若波向 x轴负方向传播，质点 P向平衡位置运动，0.5s时质点 P向上振动，0s时质点 P
7
向下振动，0.5s时质点 P至少运动了 T，所以最短路程为 25cm，故 D正确。
12
故选 D。
8．D
【详解】A．物体 B从 P向 O运动的过程中，弹簧的压缩量逐渐减小，所以弹性势能逐渐
变小，故 A正确；
T
B．物体 B处于 PO之间某位置时开始计时，经 时间，由运动的对称性可知，物体 B一定
2
运动到 OQ之间，故 B正确；
C．物体 B和 A整体做简谐运动，根据对称性，当物体 B的速度为 v时开始计时，每经过 T
时间，物体 B的速度仍为 v，故 C正确；
kx
D．整体的加速度大小 a= ，A、B间摩擦力的大小
M m
m
Ff=ma= kx
M m
故 D错误。
本题选错误的，故选 D。
9．AD
【详解】A．由图乙可知质点 N的起振方向向下，由波的上坡下下坡上法则可得知波沿 x轴
正方向传播，故 A正确；
B．由甲图结合 A选项可知，0时刻质点在平衡位置开始向上振动，由乙图可知，振动的周
3T
期 T为 4s，所以在 t=6s时，刚好经过 ,回到平衡位置，在 6s~6.5s时间内，在远离平衡位
2
置，有速度减小，加速度增大，故 B错误；
C．横波中质点只会上下振动，不会随波移动，故 C错误；
D．由
答案第 3页，共 10页
v
T
带入数据计算可得波速
v 1m / s
波从 M传到 Q点需要 7s，此后 Q上下振动，所以 Q在 t=10s内振动的路程为
s= 3T A 24cm
4
故 D正确。
故选 AD。
10．BD
【详解】A．阻尼振动不是一种受迫振动，故 A错误；
B．摆球在 P与 N时刻位移大小相等即摆球所处高度相同，则重力势能相同，故 B正确；
CD．由于阻力影响，单摆要克服阻力做功，在运动过程中机械能一直减小，故摆球在 N时
刻的机械能小于在 P时刻的机械能，而重力势能相等，则摆球在 N时刻的动能小于在 P时
刻的动能，故 C错误，D正确。
故选 BD。
11．AD
【详解】A．棉线烧断前，将 AB看做一个整体，弹簧的弹力为
F 2mg
烧断瞬间弹簧来不及恢复形变，弹力仍为 2mg，方向向上；物体 A还受竖直向下的重力 mg，
则 A的加速度为
a 2mg mgA gm
方向向上，A正确；
B．烧断棉线后，物体 A在弹力和重力的作用下向上运动，弹力先大于重力，后小于重力，
所以物体 A向上先加速后减速，B错误；
C．烧断棉线后，A还受弹簧弹力作用，故 A的机械能不守恒，不过 A和弹簧组成的系统机
械能守恒，C错误；
D．烧断棉线后，A在重力和弹力的作用下做简谐运动，在最低点回复力
F 2mg mg mg
方向向上；根据对称性可知，在最高点回复力应为
F ' mg
答案第 4页，共 10页
方向向下
即
mg F mg
弹
解得
F 0
弹
则在最高点，速度为零时，弹簧弹力为零，即弹簧恢复原长，D正确。
故选 AD。
12．AB
【详解】A．设鱼漂的横截面积为 S，O点以下的长度为 h。当鱼漂静止时，水位恰好在 O
点，此时鱼漂所受浮力等于重力，即
mg=ρgSh
可取 O点所在位置为平衡位置，取竖直向下为正方向，当鱼漂被向下按 x时，水位在 O点
上方 x处，此时合力为
F合 mg gS(h x) gSx
同理可得水位在 O点下方时也满足此式。因为ρ、g、S都是确定量，所以上述关系式满足简
谐运动的条件（F 合=-kx），鱼漂做的是简谐运动，故 A正确；
B．水位在 O点时，鱼漂处于平衡位置，速度最大，故 B正确；
C．水位到达 M点时，鱼漂具有向上的加速度，故 C错误；
D．鱼漂由上往下运动时，可能加速也可能减速，故 D错误。
故选 AB。
13． AC 12.0 0.9930 A
【详解】（1）[1]在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁
夹将橡皮夹紧，是为了防止动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关
系时，方便调节摆长，故 AC正确．
（2）[2]游标卡尺示数为：
d 12mm 0 0.1mm 12.0mm
[3]单摆摆长为：
L l 1 d 0.9990m 0.0060m 0.9930m
2
答案第 5页，共 10页
（3）[4]当摆角小于等于 5°时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为：
A Lsin5 1 0.087m 8.7cm
当小球摆到最低点时速度较大，此时开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做 30-50 次
全振动，求平均值，所以 A合乎实验要求且误差最小，故选 A．
【点睛】掌握单摆的周期公式，从而求解加速度，摆长、周期等物理量之间的关系；摆长要
注意是悬点到球心的距离，一般可利用摆线长度加球的半径的方式得到，题目中的方式不是
特别常用；单摆的周期采用累积法测量可减小误差．对于测量误差可根据实验原理进行分析．
2 (2l d)
14． 10.30 BC
8t 20
【详解】（1）[1] 小球的直径
10mm 6 0.05mm 10.30mm
（2）[2] 根据
T 2 L
g
解得
g 4π
2L

T 2
A．把摆线长当作摆长，摆长测量值偏小，由上式知，测得的数值小于当地重力加速度的数
值，A错误；
B．把摆线长与球的直径之和作摆长，摆长测量值偏大，由上式知，测得的数值大于当地重
力加速度的数值，B正确；
C．将 n次全振动次数计为 n+1次，则单摆周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏
大；C正确；
D．误将 n次全振动次数计为 n-1次，测得的周期将偏大，由上式知，测得的数值小于当地
重力加速度的数值，D错误。
故选 BC。
（3）[3] 根据图像可知：单摆的周期为
T 4t0
根据周期公式得
答案第 6页，共 10页
T 2 L
g
解得
2
4 2L 4 (l
d
) 2
g 2 (2l d )
T 2 (4t 20 ) 8t
2
0
15 9． π2L sin α
2
【详解】球 A垂直于纸面做摆角小于 5°的摆动等效于一个单摆，摆长为
l=Lsin α
所以 A球振动周期
Lsin
T=2π
g
设 B球自由下落的时间为 t，则它击中 A球时下落的高度
h= 1 22 gt
则
2h
t=
g
A球经过平衡位置，接着返回到平衡位置的时间为半个周期，即
T Lsin
=π
2 g
T
从 B球开始下落至击中 A球，A球振动的时间为 的 3倍
2
T Lsin
t=3× =3π
2 g
则
3 L sin 2h
g g
解得
h= 9 π2L sin α
2
16．(1)x=Asinωt=5sin0.5πt cm。
答案第 7页，共 10页
(2)在第 2s末到第 3s末这段时间内，弹簧振子的速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速
度逐渐增大；
(3)该振子在第 100s时的位移是零，路程为 5m。
【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
2 ＝ rad/s
T 2
故该振子做简谐运动的表达式为
x 5sin t(cm)
2
(2)由图可知，在 t=2s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移
值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大，当
t=3s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。
(3)振子经过一个周期位移为零，路程为 5×4cm=20 cm，前 100s时刚好经过了 25个周期，
所以第 100 s振子位移 x=0，振子路程 s=20×25cm=500 cm=5 m。
17．（1）沿 x轴负方向传播；（2） fmin 4.2Hz；（3） v 45m/s
【详解】（1）波形为实线时 x 0.3m处的质点向 y轴负方向运动，则该波沿 x轴负方向传播
（2）由题图知该波的波长为
1.2m
波在0.06s时间内传播的距离
1
x n （ n 0，1，2，…）
4
则传播时间
t n 1 T （ n 0，1，2，…）
4
周期 T为
T 0.24 s（ n 0，1，2，…）
4n 1
波的频率
f 1
T
f 4n 1 Hz （ n 0，1，2，…）
0.24
当n 0时
答案第 8页，共 10页
f 1min Hz 4.2Hz0.24
（3）
2T t 3T
即
2T 0.06s 3T
解得
0.02s T 0.03s
即
0.02s 0.24 0.03s
4n 1
解得
1.75 n 2.75
故
n 0.24 2，T s
9
波的传播速度
v
T
解得
v 45m/s
18．（1） x 2sin(100 t

)cm；（2）-1.414 cm；（3）34 cm，2 cm
2
【详解】（1）由图像知

A=2 cm，T=2×10-2 s，φ=
2
则
2 =100π rad/s
T
则表达式为
x 2sin(100 t )cm
2
（2）把 t=0.25×10-2 s代入表达式得
x 2sin( )cm 1.414cm
4
（3）时间为
答案第 9页，共 10页
t 17 8.5 10 2s T
4
所以通过的路程为
s 17 4A 17A 17 2cm 34cm
4
把 t=8.5×10-2 s代入表达式得
x 2sin8 0
即此时质点在平衡位置，这段时间内的位移大小为
x x x0 2cm
答案第 10页，共 10页春雨国文学校2022-2023学年高二下学期3月考试物理 试 卷
考试类型：闭卷
第 I 卷（选择题）
4．(本题 4 分)关于简谐运动的周期，以下说法不正确的是（ ）
A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同
C．半个周期内物体的动能变化一定为零
D．一个周期内物体的势能变化一定为零
一、单选题(共 32 分)
1．(本题 4 分)一弹性细绳右端固定，左端 P 点从静止开始上下振动，当波沿细绳传到 Q 点时的波形 如图所示。则 P 点起振方向和此时 P 点的振动方向分别为（ ）
A．向上、向上 B．向上、向下
C．向下、向上 D．向下、向下
2．(本题 4 分)关于机械波，下列说法中正确的是（ ） A．机械波的传播方向就是波中质点的振动方向
B．机械波只能传播质点的振动能量
C．机械波传播的是振动这种运动形式且质点会随波迁移 D．机械波不但能传递能量，而且能传递信息
3．(本题 4 分)如图所示，在质量为 m 的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为 m 的 A、B 两物体， 箱子放在水平地面上。平衡后剪断 A、B 间细线，此后 A 将做简谐运动。当 A 运动到最高点时，木箱 对地面的压力为（重力加速度大小为 g）（ ）
A．0 B．mg C．2mg D．3mg
5．(本题 4 分)如图所示，一质点做简谐运动，O 点为平衡位置，质点先后以相同的速度依次通过 M、 N 两点，历时 1s，质点通过 N 点后再经过 1s 又第 2 次通过 N 点，在这 2s 内质点通过的总路程为 12cm。 则质点的振动周期和振幅分别为（ ）
A．3s，6cm B．4s，9cm
C．4s，6cm D．2s，8cm
6．(本题 4 分)一个做简谐运动的物体，频率为 25Hz，那么它从一侧最大位移的中点，振动到另一侧 最大位移的中点所用的时间（ ）
A．等于 0.01s B．一定小于 0.01s C．可能大于 0.01s D．无法确定
7．(本题 4 分)一列简谐横波沿 x 轴传播，在 t＝0 时刻的波形如图中实线所示，在 t＝0.5s 时刻的波形 如图中虚线所示，虚线恰好过质点 P 的平衡位置。已知质点 P 平衡位置的坐标为 x＝0.5cm。下列说 法正确的是（ ）
A．该简谐波传播的最小速度为 2.0cm/s
B．波传播的速度为 1.4 2.4n cm/s （n＝0，1，2，…） C．若波向 x 轴正方向传播，质点 P 比质点 Q 先回到平衡位置
D．若波向 x 轴负方向传播，质点 P 运动路程的最小值为 25cm
8．(本题 4 分)如图所示，物体 A 放置在物体 B 上，B 与一轻弹簧相连，它们一起在光滑水平面上以 O 点为平衡位置做简谐运动，所能到达相对于 O 点的最大位移处分别为 P 点和 Q 点，运动过程中 A、B 之间无相对运动。已知弹簧的劲度系数为 k，系统的振动周期为 T，弹簧始终处于弹性限度内。下列 说法中不正确的是（ ）
A．物体 B 从 P 向 O 运动的过程中，弹簧的弹性势能逐渐变小
B．物体 B 处于 PO 之间某位置时开始计时，经时间T /2，物体 B 一定运动到 OQ 之间
C．物体 B 的速度为 v 时开始计时，每经过 T 时间，物体 B 的速度仍为 v
D．当物体 B 相对平衡位置的位移为 x 时，A、B 间摩擦力的大小等于 kx
二、多选题(共16分)
9．(本题 4 分)一列沿 x 轴传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形如图甲所示，图乙是位于 x=1m 的质点 N
此后的振动图像，M、Q 分别是位于 x=3m、10m 处的质点.则下列说法正确的是（ ）
A．波沿 x 轴正方向传播
B．在 6~6.5s 时间内，质点 M 的速度在增大，加速度在减小
C．在 t=9s 时，质点 N 运动到 Q 点
D．在 0~10s 内，质点 Q 通过的路程为 24cm
10．(本题 4 分)如图是单摆做阻尼振动的位移-时间图像，下列说法正确的是（ ）
A．阻尼振动是一种受迫振动
B．摆球在 P 与 N 时刻的势能相等
C．摆球在 P 与 N 时刻的动能相等 D．摆球在 P 与 N 时刻的机械能不相等
11．(本题 4 分)如图所示，将一只轻弹簧上端悬挂在天花板上，下端连接物体 A，A 下面再用棉线挂 一物体 B，A、B 质量相等，g 为当地重力加速度，不计空气阻力。烧断棉线，下列说法中正确的是（ ）
A．烧断棉线瞬间，A 的加速度大小为 g B．烧断棉线之后，A 向上始终加速
C．烧断棉线之后，A 在运动中机械能守恒 D．当弹簧恢复原长时，A 的速度恰好减到零
12．(本题 4 分)如图为某鱼漂的示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在 O 点。用手将鱼漂往下按，使水 位到达 M 点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在 M、N 之间来回移动。不考虑阻力的影响，则（ ）
A．鱼漂的运动是简谐运动
B．水位在 O 点时，鱼漂的速度最大
C．水位到达 M 点时，鱼漂具有向下的加速度 D．鱼漂由上往下运动时，速度越来越大
第 II 卷（非选择题）
三、实验题(共 14 分)
13．(本题 8 分)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．
（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将 橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是 （填字母代号）．
A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度 L =
0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 mm，单摆摆长为
m．
（3）下列振动图象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，图中横作标原 点表示计时开始，A、B、C 均为 30 次全振动的图象，已知 sin 5 0.087 ，sin 15 0.26 ，这四种操作过 程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号）．
14．(本题 6 分)在利用单摆测定重力加速度的实验中
(1)用游标卡尺测量摆球的直径如图甲，则小球的直径为 mm。
(2)若某同学测得的重力加速度数值大于当地重力加速度的数值，则引起这一误差的原因可能是
。
A．误将摆线长当作摆长 B．误将摆线长与球的直径之和当作摆长
C．误将 n 次全振动次数计为 n+1 次 D．误将 n 次全振动次数计为 n-1 次
(3)另有一实验小组同学进行了实验创新，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力 F 大小随时间 t 变化图 像如图乙所示，并且测量了摆线的长度 l 和摆球直径 d，则测得当地重力加速度为 g= （用本 小题及图中的物理量表示，图丙的横轴 0 右侧依次为 t0、3t0、5t0）
四、解答题(共 48 分)
15．(本题 10 分)如图所示，用两根长度都为 L 的细绳悬挂一个小球 A，绳与水平方向的夹角为α。使
球 A 垂直于纸面做摆角小于 5°的摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一小球 B 从 A 球的正上方自由 下落，此后 A 球第 3 次经过最低点时 B 球恰击中 A 球，求 B 球下落的高度 h。
16．(本题 12 分)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)在第 2s 末到第3s 末这段时间内，小球的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
(3)该小球在第100s 时的位移是多少？路程是多少？
17．(本题 12 分)一列简谐横波沿 x 轴传播，某时刻其波形如图中实线所示，此时平衡位置位于 x 0.3m
处的质点向 y 轴负方向运动。 t 0.06s 后，其波形如图中虚线所示。
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的最小频率；
（3）若 t 大于该波周期的 2 倍、小于该波周期的 3 倍，求该波的波速。
18．(本题 14 分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移时间关系如图所示。求：
（1）写出该简谐运动的表达式；
（2）t=0.25×10-2 s 时的位移；
（3）从 t=0 到 t=8.5×10-2 s 的时间内，质点的路程、位移各为多大？