人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第二章質(zhì)量評(píng)估含答案 試卷

這是一份人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第二章質(zhì)量評(píng)估含答案，共12頁(yè)。
第二章質(zhì)量評(píng)估(時(shí)間:75分鐘　滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.在實(shí)驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn).用手指輕彈一只玻璃酒杯,可以聽(tīng)到清脆的聲音,測(cè)得這聲音的頻率為500 Hz.將這只酒杯放在一個(gè)大功率的聲波發(fā)生器前,操作人員通過(guò)調(diào)整其發(fā)出的聲波,就能使酒杯碎掉.下列說(shuō)法正確的是????????????? (　　) A.操作人員必須把聲波發(fā)生器輸出的功率調(diào)到很大B.操作人員必須使聲波發(fā)生器發(fā)出頻率很高的超聲波C.操作人員必須同時(shí)增大聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率D.操作人員必須將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz,且適當(dāng)增大其輸出功率 解析:由題意知,酒杯的固有頻率為500 Hz,操作人員需要將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz,使酒杯產(chǎn)生共振,且適當(dāng)增大發(fā)生器的輸出功率,才能使酒杯碎掉,選項(xiàng)D正確. 答案:D2.一個(gè)物體在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系是x=5sin 5πt(cm),則下列判斷正確的是 (　　) A.該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.2 s B.前1 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的路程是100 cm C.0.4~0.5 s內(nèi)物體的速度在逐漸減小 D.t=0.6 s時(shí)物體的動(dòng)能為0 解析:由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式x=5sin 5πt(cm)知角速度ω=5π,周期T==0.4 s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.==2.5,1個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為4A=20 cm,所以前1 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的路程是s=2.5×20 cm=50 cm,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.0.4~0.5 s物體由平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng),速度減小,選項(xiàng)C正確.t=0.6 s 時(shí)物體位移x=5sin (5π×0.6) cm=0,物體在平衡位置,動(dòng)能最大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:C3.如圖所示,光滑槽半徑遠(yuǎn)大于小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng),今有兩個(gè)小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))同時(shí)由圖示位置A、B從靜止釋放,O點(diǎn)為槽的最低點(diǎn),則它們第一次相遇的地點(diǎn)是????????????? (　　) A.O點(diǎn)　　　　　　　      B.O點(diǎn)左側(cè) C.O點(diǎn)右側(cè)               D.無(wú)法確定解析:兩球釋放后到槽最低點(diǎn)前的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)且可視為等效單擺模型,其周期T=2π.從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)O的時(shí)間相同,均為t=,所以在O點(diǎn)相遇.答案:A4.如圖所示,輕質(zhì)彈簧下掛重為300 N的物體A時(shí)伸長(zhǎng)了3 cm,再掛上重為200 N的物體B時(shí)又伸長(zhǎng)了 2 cm.現(xiàn)將A、B間的細(xì)線燒斷,使A在豎直平面內(nèi)振動(dòng),則(彈簧始終在彈性限度內(nèi))????????????? (　　) A.最大回復(fù)力為500 N,振幅為5 cm B.最大回復(fù)力為200 N,振幅為2 cm C.只減小A的質(zhì)量,振動(dòng)的振幅不變,周期變小D.只減小B的質(zhì)量,振動(dòng)的振幅不變,周期變小解析: 由題意知,振動(dòng)時(shí)的平衡位置為彈簧伸長(zhǎng) 3 cm處,再掛上重為200 N的物體B時(shí),彈簧又伸長(zhǎng)了2 cm,此時(shí)連接A、B的細(xì)線拉力大小為200 N,把該細(xì)線燒斷瞬間,A的速度為0,具有向上的最大加速度,此時(shí)回復(fù)力最大,為200 N,A距平衡位置的位移最大,為2 cm,即振幅為2 cm,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.只減小A的質(zhì)量,振動(dòng)的幅度不變,而周期與振幅無(wú)關(guān),所以周期不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.只減小B的質(zhì)量,振動(dòng)的幅度變小,而周期與振幅無(wú)關(guān),所以周期不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B5.一物體在某行星表面受到的萬(wàn)有引力是它在地球表面受到的萬(wàn)有引力的,在地球上走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘(設(shè)擺鐘的周期與單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相同)搬到此行星上,此鐘分針走一整圈所經(jīng)歷的時(shí)間實(shí)際上是????????????? (　　) A. h 　　　B. h　　　C.2 h　　　D.4 h 解析:行星表面重力加速度為g,根據(jù)T=2π,擺鐘搬到此行星上,周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則分針走一圈經(jīng)歷的時(shí)間實(shí)際上是2 h,故選項(xiàng)C正確. 答案:C6.某同學(xué)在研究單擺的受迫振動(dòng)時(shí)得到如圖所示的共振曲線.橫軸表示驅(qū)動(dòng)力的頻率,縱軸表示穩(wěn)定時(shí)單擺振動(dòng)的振幅.已知重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是????????????? (　　) A.由圖中數(shù)據(jù)可以估算出擺球的擺長(zhǎng)B.由圖中數(shù)據(jù)可以估算出擺球的質(zhì)量C.由圖中數(shù)據(jù)可以估算出擺球的最大動(dòng)能D.若增大該單擺的擺長(zhǎng),則曲線的峰將向右移動(dòng)解析:從單擺的共振曲線可以得出單擺的固有頻率,單擺的固有頻率等于振幅最大時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率,根據(jù)單擺的固有頻率可以計(jì)算出單擺的周期,根據(jù)單擺的周期公式可以算出單擺的擺長(zhǎng),選項(xiàng)A正確.從單擺的周期無(wú)法計(jì)算出擺球質(zhì)量和擺球的最大動(dòng)能,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.若增大單擺的擺長(zhǎng),單擺的周期增大,固有頻率減小,則曲線的峰將向左移動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A7.如圖所示的單擺,擺球A向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的小球B發(fā)生碰撞,并粘在一起,且擺動(dòng)平面不變.已知碰撞前A球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h,擺動(dòng)的周期為T,A球質(zhì)量是B球質(zhì)量的5倍,碰撞前A球在最低點(diǎn)的速度是B球速度的一半.則碰撞后????????????? (　　) A.擺動(dòng)的周期為T B.擺動(dòng)的周期為TC.擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.3h D.擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.25h解析:單擺的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān),只取決于擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>,所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.在A球向下擺的過(guò)程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,有mAgh= mA,A、B兩球碰撞過(guò)程時(shí)間極短,兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,所以有mAv1-mB·2v1=(mA+mB)v2,碰撞后擺動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒,所以有(mA+mB)gh'=(mA+mB),整理得v2=v1,所以h'=0.25h.選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分.8.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,當(dāng)它經(jīng)過(guò)點(diǎn)O時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)0.3 s第一次到達(dá)點(diǎn)M,再經(jīng)過(guò) 0.2 s第二次到達(dá)點(diǎn)M,則彈簧振子的周期不可能為????????????? (　　) A.0.53 s B.1.4 s  C.1.6 s      D.2 s 解析:由題意知,彈簧振子的運(yùn)動(dòng)可分兩種情況討論.第1種情況如圖甲所示,設(shè)O為平衡位置,OB(OC)代表振幅,彈簧振子從點(diǎn)O到點(diǎn)C所需時(shí)間為,因?yàn)楹?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性,所以彈簧振子從點(diǎn)M到點(diǎn)C和從點(diǎn)C到點(diǎn)M所用時(shí)間相等,故=0.3 s+=0.4 s,解得T=1.6 s.第2種情況如圖乙所示,彈簧振子一開(kāi)始從平衡位置向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)M'與點(diǎn)M關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱,則彈簧振子從點(diǎn)M'經(jīng)過(guò)點(diǎn)B回到點(diǎn)M'所用的時(shí)間與彈簧振子從點(diǎn)M經(jīng)過(guò)點(diǎn)C回到點(diǎn)M所需時(shí)間相等,即0.2 s,彈簧振子從點(diǎn)O到點(diǎn)M'、從點(diǎn)M'到點(diǎn)O及從點(diǎn)O到點(diǎn)M所需時(shí)間相等,為= s,故周期為T=0.5 s+ s=0.53 s.所以選項(xiàng)B、D符合題意. 甲乙答案:BD9.一個(gè)彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其中有兩個(gè)時(shí)刻彈簧對(duì)振動(dòng)物體的彈力大小相等,但方向相反,那么這兩個(gè)時(shí)刻振動(dòng)物體的????????????? (　　) A.速度一定大小相等,方向相反 B.加速度一定大小相等,方向相反C.位移一定大小相等,方向相反 D.速度一定大小相等,方向相同解析:由彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知,當(dāng)彈簧彈力大小相等、方向相反時(shí),振動(dòng)物體的位移大小相等、方向相反,加速度大小相等、方向相反,選項(xiàng)B、C正確.物體的運(yùn)動(dòng)方向在兩時(shí)刻可能相同,也可能相反,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.答案:BC10.下圖是甲、乙兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,則下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.甲、乙兩擺的振幅之比為2∶1B.t=2 s時(shí),甲擺的重力勢(shì)能最小,乙擺的動(dòng)能為0 C.甲、乙兩擺的擺長(zhǎng)之比為4∶1D.甲、乙兩擺擺球在最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能一定相等解析:由題圖知甲、乙兩擺的振幅分別為2 cm、1 cm,故選項(xiàng)A正確.t=2 s時(shí),甲擺在平衡位置處,乙擺在振動(dòng)的最大位移處,故選項(xiàng)B正確.由單擺的周期公式T=2π得到甲、乙兩擺的擺長(zhǎng)之比為=1∶4,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.因?yàn)閿[球的質(zhì)量未知,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:AB三、非選擇題:共54分.11.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組利用擺長(zhǎng)約為1 m的單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>. (1)周期測(cè)量環(huán)節(jié)進(jìn)行了下列振動(dòng)圖像所描述的四種操作過(guò)程,A、B、C、D均為30次全振動(dòng)圖像,已知sin 5°=0.087,sin 15°=0.259,這四種操作過(guò)程符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是　　　　　(填字母代號(hào)).       A                          B      C                          D(2)改變擺長(zhǎng),利用測(cè)出的多組周期T、擺長(zhǎng)l數(shù)據(jù),作出T2-l圖像,可以更準(zhǔn)確地求出重力加速度g.已知三位同學(xué)作出的T2-l圖線分別如圖中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過(guò)原點(diǎn),圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?/span>.則相對(duì)于圖線b,出現(xiàn)圖線a的原因可能是擺長(zhǎng)l的測(cè)量值　　　　(選填“偏大”或“偏小”),出現(xiàn)圖線c的原因可能是周期T的測(cè)量值　　　　(選填“偏大”或“偏小”). 解析:(1) 當(dāng)擺角小于或等于5°時(shí),可以認(rèn)為小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所以振幅約為A=lsin 5°=1×0.087 m=8.7 cm.從小球擺到最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),誤差較小,測(cè)量周期時(shí)要讓小球做30~50次全振動(dòng),求平均值,所以B符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小. (2)根據(jù)單擺的周期公式T=2π得T2=,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知,T2-l圖線的斜率k=,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=.設(shè)擺球半徑為r,擺線的長(zhǎng)度為l0,則有T2===+,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)知,對(duì)T2-l圖像來(lái)說(shuō),T2=+,與b線 T2=斜率相等,二者應(yīng)該平行,是截距,故作出T2-l圖像中a線的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng)l,導(dǎo)致擺長(zhǎng)偏小.對(duì)于圖中的c線,若周期的測(cè)量值T偏小,根據(jù)單擺的周期公式T= 2π得g=,導(dǎo)致重力加速度的測(cè)量值偏大,圖線的斜率k偏小. 答案:(1)B　(2)偏小　偏小 12.(8分)在用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中:(1)組裝單擺時(shí),應(yīng)在下列器材中選用　　　　(選填選項(xiàng)前的字母). A.長(zhǎng)度為1 m左右的細(xì)線  B.長(zhǎng)度為30 cm左右的細(xì)線 C.直徑為1.8 cm的塑料球  D.直徑為1.8 cm的鐵球 (2)下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分計(jì)算處理. 組次123擺長(zhǎng)l/cm80.0090.00100.0050次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5振動(dòng)周期T/s1.801.91 重力加速度g/(m·s-2)9.749.73  請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T=　　　　s, g=　　　　m/s2. (3)某同學(xué)進(jìn)行測(cè)量時(shí),由于只有一把量程為30 cm的刻度尺,于是他在距懸掛點(diǎn)O點(diǎn)小于30 cm的A處做了一個(gè)標(biāo)記,保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變,通過(guò)改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí),測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2.由此可得重力加速度g=　　　　(用l1、l2、T1、T2表示). 解析:(1)組裝單擺可用長(zhǎng)度為1 m左右的細(xì)線以及直徑為1.8 cm的鐵球,選項(xiàng)A、D正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤. (2)第3組實(shí)驗(yàn)中的T= s=2.01 s, 根據(jù)T=2π,可得g==9.76 m/s2. (3)設(shè)A點(diǎn)以下部分的長(zhǎng)度為l',根據(jù)單擺的周期公式T=2π,可得T1=2π, T2=2π, 聯(lián)立解得g=.答案:(1)AD　(2)2.01　9.76　(3) 13.(12分)彈簧振子以O點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),B、C相距20 cm.某時(shí)刻振動(dòng)小球處于B點(diǎn),經(jīng)過(guò)0.5 s,小球首次到達(dá)C點(diǎn),從小球在B點(diǎn)處開(kāi)始計(jì)時(shí),求: (1)振動(dòng)的周期和頻率;(2)小球在5 s內(nèi)通過(guò)的路程及5 s末的位移大小; (3)小球在B點(diǎn)的加速度大小跟它距O點(diǎn)4 cm處P點(diǎn)的加速度大小的比值. 解析:(1)由題意可知,小球由B→C經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,即=0.5 s,故T=1.0 s,f==1 Hz. (2)小球經(jīng)過(guò)1個(gè)周期通過(guò)的路程s1=0.4 m, 5 s內(nèi)完成了5次全振動(dòng),回到B點(diǎn). 通過(guò)的路程s=5s1=2 m, 位移大小x=10 cm=0.1 m. (3)由F=-kx可知在B點(diǎn)時(shí)FB=-k×0.1 N,在P點(diǎn)時(shí)FP=-k×0.04 N, 故==5∶2.答案:(1)1.0 s　1 Hz　(2)2 m　0.1 m　(3)5∶2 14.(12分)如圖所示,擺長(zhǎng)為l的單擺豎直懸掛后擺球在最低點(diǎn)O時(shí)距離地面高度為h,現(xiàn)將擺球拉至A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,最大擺角為θ(θ<5°).當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí),擺線突然斷裂.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,求擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落地經(jīng)歷的時(shí)間.解析:單擺的周期T=2π,擺線斷裂后,由h=gt2得下落時(shí)間t=,所以t總=t+=+.答案:+15.(16分)如圖所示,在傾角為30°的固定斜面(斜面光滑且足夠長(zhǎng))上端用原長(zhǎng)l0=20 cm、勁度系數(shù)為k=100 N/m 的輕彈簧連接物體B,A放在B上,兩物體質(zhì)量均為1 kg,將物體從彈簧長(zhǎng)度為25 cm處由靜止釋放,A、B兩物體在以后的運(yùn)動(dòng)中一直沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).g取10 m/s2. (1)求物體處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度;(2)從動(dòng)力學(xué)角度證明物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);(3)求當(dāng)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到彈簧長(zhǎng)度為28 cm時(shí)物體A所受摩擦力的大小和方向; (4)求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體A所受摩擦力的最大值.解析:(1)物體處于平衡位置時(shí)所受合力為0,則有2mgsin 30°=k(l-l0), 代入數(shù)據(jù)解得l=0.3 m. (2)設(shè)A、B整體在斜面上平衡時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為Δl,有2mgsin 30°-kΔl=0, 解得Δl=,當(dāng)物體的位移為x時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為x+Δl,整體所受合力為F合=2mgsin 30°-k(x+Δl), 聯(lián)立以上各式可得F合=-kx,可知物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).(3)當(dāng)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到彈簧長(zhǎng)度為l1=28 cm時(shí),取沿斜面向下為正方向,由牛頓第二定律得 對(duì)整體,2mgsin 30°-k(l1-l0)=2ma, 對(duì)A有mgsin 30°+Ff=ma, 聯(lián)立解得Ff=-4 N,負(fù)號(hào)表示A所受摩擦力方向沿接觸面向上. (4)當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得對(duì)整體,kA=2mam,對(duì)A,Ffm-mgsin 30°=mam, 其中振幅A=0.3 m-0.25 m=0.05 m, 聯(lián)立解得物體A所受摩擦力的最大值Ffm=7.5 N. 答案:(1)0.3 m　(2)見(jiàn)解析.　(3)4 N　方向沿接觸面向上　(4)7.5 N