北京育才学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷（原卷版+解析版）

2025年3月月考高二物理试卷本试卷共6页，100分。考试时长60分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。第一部分（选择题共48分）一、选择题（共12个小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1.关于单摆的运动，以下说法正确的是（）A.单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力B.单摆运动时，摆球所受到的合力为回复力C.摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零D.摆球运动到平衡位置时，所受到合力为零2.如图所示，长为l的细绳下方悬挂一小球a，绳的另一端固定在天花板上O点处。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（小于）后由静止释放，并从释放时开始计时。小球相对于平衡位置O的水平位移为x，向右为正，则小球在一个周期内的振动图像为（）A. B. C. D.3.如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器可在竖直面内摆动，且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水．沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板，摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线．注射器喷嘴到硬纸板的距离很小，且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计．若按图乙所示建立xOy坐标系，则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图象．关于图乙所示的图象，下列说法中正确的是（）A.x轴表示拖动硬纸板的速度B.y轴表示注射器振动的位移C.匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器振动的周期D.拖动硬纸板的速度增大，可使注射器振动的周期变短4.图甲为水平放置的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的频闪照片。拍摄时底片沿着垂直于小球振动的方向从下向上匀速运动。图乙中M为时刻拍摄的小球的像，N为时刻拍摄的小球的像，不计阻力。下列说法正确的是（）A.小球在、时刻的加速度方向相同B.增大底片匀速运动的速度，同样尺寸的底片上拍摄小球像的个数减少C.小球从时刻运动至平衡位置的时间大于从时刻运动至平衡位置的时间D.从时刻到时刻的过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，小球的动能逐渐增大5.甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，由图像可知（）A.任一时刻两振子的回复力方向都相同B.甲、乙两振子振动频率之比为2：1C.甲的加速度为零时，乙的加速度也为零D.甲的速度为零时，乙的速度也为零6.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（）A.此单摆的固有周期约为0.5s B.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大 D.若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动7.声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（）A.不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加B.高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象C.相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象D.不同频率声波在空气中相遇时频率均会发生改变8.一列简谐横波某时刻波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（）A.该简谐横波沿x轴负方向传播 B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小 D.此时K质点的加速度比L质点的小9.手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后未画出），则（）A.t1时刻之前Q点始终静止 B.t1时刻P点运动方向向上C.t1时刻P点刚好完成一次全振动 D.t=0时O点运动方向向上10.图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，图乙所示为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.此列波的传播速度为B.此列波沿主轴正方向传播C.时，质点P的运动速度为D.时，质点P相对平衡位置的位移为11.如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A.此时能观察到波明显的衍射现象B.挡板前后波纹间距不相等C.如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象12.水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是（）A.AC两处的质点是振动加强的点B.BD两处质点在该时刻的竖直高度差是4cmC.E处质点是振动减弱的点D.经0.02s，B处质点通过的路程是8cm第二部分（实验、论述和计算题共52分）二、实验题（共12分）13.实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（π取3.14）（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm塑料球E．米尺F．时钟G．停表实验时需要从上述器材中选择：______（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在摆角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小，其中有一处操作不妥当的______。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据作出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为______m/s2。（计算结果保留三位有效数字）（4）实验后同学们进行了反思，他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小，请你简要说明其中的原因______。三、论述和计算题（共4小题，共40分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。14.甲、乙两单摆振动图像如图所示，从时刻开始计时。（1）两个单摆的周期之比？振幅之比？（2）甲、乙两单摆的摆长之比是多少？（3）甲单摆第一次到达负的最大位移处时，乙单摆的位移为？15.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s。（1）在时，振子的运动速度为多少？（2）该振子在固有频率为的周期性驱动力的作用下做受迫振动时振幅最大，则为多少。16.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则（1）若波沿x轴正方向传播，此列波的传播速率可能是的多少？（2）若波沿x轴负方向传播，此列波的传播速率可能是的多少？17.小华同学在学习了单摆之后，她设想了一个问题：如果让摆球带上电荷在磁场中摆动（如图1所示），情况会怎样？与重力场中的单摆（如图2所示）相比，运动情况还相同吗？还是简谐运动吗？于是她试着对这些问题进行了一系列的比较和探究。如图1所示，把单摆放置在一垂直纸面向里的强磁场中，磁感应强度的大小为B。已知单摆摆长为L，摆球的质量为m，带电荷量为，摆球在竖直平面内来回摆动，摆角为，细线始终处于拉直状态，当地重力加速度为g，不计空气阻力的影响。（1）求摆球摆到最低点时的速度大小v。该速度与重力场中摆球摆到最低点的速度大小相等吗？（2）求摆动过程中细线拉力的最大值T。该拉力与重力场中细线拉力的最大值相等吗？（3）小芳进一步对该运动进行了多角度的分析后，推断该运动仍然是简谐运动。请你运用学过的知识论证小芳的推断是否正确。

2025年3月月考高二物理试卷本试卷共6页，100分。考试时长60分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。第一部分（选择题共48分）一、选择题（共12个小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1.关于单摆的运动，以下说法正确的是（）A.单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力B.单摆运动时，摆球所受到的合力为回复力C.摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零D.摆球运动到平衡位置时，所受到的合力为零【答案】C【解析】【详解】A．单摆运动时，速度大小不断变化，摆球要受到大小不断变化的向心力。故A错误；B．单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力。故B错误；CD．摆球运动到平衡位置时，回复力为0；合力不为零，合力方向竖直向上，故C正确，D错误。故选C。2.如图所示，长为l的细绳下方悬挂一小球a，绳的另一端固定在天花板上O点处。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（小于）后由静止释放，并从释放时开始计时。小球相对于平衡位置O的水平位移为x，向右为正，则小球在一个周期内的振动图像为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】从释放时开始计时，即t=0时小球的位移为正向最大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3.如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器可在竖直面内摆动，且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水．沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板，摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线．注射器喷嘴到硬纸板的距离很小，且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计．若按图乙所示建立xOy坐标系，则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图象．关于图乙所示的图象，下列说法中正确的是（）A.x轴表示拖动硬纸板的速度B.y轴表示注射器振动的位移C.匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器振动的周期D.拖动硬纸板的速度增大，可使注射器振动的周期变短【答案】B【解析】【详解】试题分析：注射器在白纸上沿垂直于的方向振动，白纸上轴上的坐标代表时间，与垂直的坐标代表位移，匀速拖动白纸是为了用相等的距离表示相等的时间．注射器振动周期与拖动白纸的速度无关．注射器振动周期一定，根据白纸上记录的完整振动图象的个数可确定出时间长短，所以白纸上轴上的坐标代表时间，A错误；白纸上与垂直的坐标是变化的，代表了注射器的位移，B正确；由原理可知，拖动硬纸板移动距离L的时间与注射器振动的周期无关，C错误；注射器振动周期与拖动白纸的速度无关．拖动白纸的速度增大，注射器振动周期不改变，D错误．4.图甲为水平放置的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的频闪照片。拍摄时底片沿着垂直于小球振动的方向从下向上匀速运动。图乙中M为时刻拍摄的小球的像，N为时刻拍摄的小球的像，不计阻力。下列说法正确的是（）A.小球在、时刻的加速度方向相同B.增大底片匀速运动的速度，同样尺寸的底片上拍摄小球像的个数减少C.小球从时刻运动至平衡位置的时间大于从时刻运动至平衡位置的时间D.从时刻到时刻的过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，小球的动能逐渐增大【答案】B【解析】【详解】A．小球做简谐振动，加速度方向指向平衡位置，由图可知小球在、时刻的加速度方向相反，A错误；B．小球做简谐振动的周期不变，增大增大底片匀速运动的速度，则底片运动的时间减少，拍摄小球像的个数减少，B正确；C．由图可知，点为振幅最大处向平衡位置振动，则小球从时刻运动至平衡位置的时间为,小球在位置先向最大振幅处振动，再向平衡位置运动，从时刻运动至平衡位置的时间大于,所以小球从时刻运动至平衡位置的时间小于从时刻运动至平衡位置的时间，C错误；D．从时刻到时刻的过程中，弹簧弹力对小球先做正功后做负功，弹簧的弹性势能先减小后增大，小球的动能先增大后减小，D错误。故选B。5.甲、乙两弹簧振子振动图像如图所示，由图像可知（）A.任一时刻两振子的回复力方向都相同B.甲、乙两振子振动频率之比为2：1C.甲的加速度为零时，乙的加速度也为零D.甲的速度为零时，乙的速度也为零【答案】C【解析】【分析】【详解】A．任一时刻两振子的回复力方向可能相同，也可能相反，所以A错误；B．由图像可知甲、乙两振子振动周期之比为2：1，根据可知，甲、乙两振子振动频率之比为1：2，所以B错误；C．由图像可知处于平衡位置时，加速度为0，所以甲的加速度为零时，乙的加速度也为零，则C正确；D．甲的速度为零时，乙的速度也最大，所以D错误；故选C。6.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（）A.此单摆的固有周期约为0.5s B.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大 D.若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动【答案】B【解析】【详解】A.驱动力频率为0.5Hz时共振，所以固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误；B.由单摆周期公式得摆长约为1m，故B正确；C.摆长变大，由单摆周期公式知固有周期变大，从而固有频率变小，故C错误；D.由C项分析知，若摆长增大，则固有频率变小，所以共振曲线峰值向左移动，故D错误；故选B。7.声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（）A.不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加B.高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象C.相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象D.不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变【答案】C【解析】分析】【详解】A．不同频率的声波在空气中相遇时也能叠加，只是不能产生干涉，选项A错误；B．高频声波和低频声波相遇时因频率不同，不能发生干涉现象，选项B错误；C．相同条件下，低频声波比高频声波波长较大，更容易发生衍射现象，选项C正确；D．不同频率的声波在空气中相遇时频率不会发生改变，选项D错误。故选C。8.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（）A.该简谐横波沿x轴负方向传播 B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小 D.此时K质点的加速度比L质点的小【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；C．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；D．由于质点在竖直方向做机械振动，根据F=-kyF=ma结合波图像可看出yL>yK则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。故选D。9.手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后未画出），则（）A.t1时刻之前Q点始终静止 B.t1时刻P点运动方向向上C.t1时刻P点刚好完成一次全振动 D.t=0时O点运动方向向上【答案】C【解析】【详解】A.因为至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故选项A错误；B.由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故选项B错误；C.因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故选项C正确；D.根据图像可知，t=0时O点运动方向向下，故选项D错误。故选C。10.图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，图乙所示为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.此列波的传播速度为B.此列波沿主轴正方向传播C.时，质点P的运动速度为D.时，质点P相对平衡位置的位移为【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，该波的周期为波长为则波速为故A错误；B．处的质点P在时刻向下振动，根据“上下坡法”知，波沿x轴负方向传播，故B错误；C．根据图乙可知，时，质点P处于波谷处，速度为0m/s，故C错误；D．根据图乙可知，时，质点P相对平衡位置的位移为，故D正确。故选D。11.如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A.此时能观察到波明显的衍射现象B.挡板前后波纹间距不相等C.如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象D.如果孔大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象【答案】A【解析】【详解】A．发生明显衍射现象的条件是：小孔尺寸要比波长小或者和波长相差不多，所以此时能观察到明显的衍射现象，故A正确；B．波穿过小孔后传播速度不变，频率不变，故波长不变，所以挡板前后波纹间距相等，故B错误；C．如果将孔AB扩大，衍射现象将不明显，故C错误；D．如果孔的大小不变，使波源振动频率增大，则波长变短，衍射现象不明显，故D错误。故选A。12.水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是（）A.AC两处的质点是振动加强的点B.BD两处的质点在该时刻的竖直高度差是4cmC.E处质点是振动减弱的点D.经0.02s，B处质点通过的路程是8cm【答案】D【解析】【详解】A．A、C处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动减弱，A错误；B．B、D两点都是振动加强的点，振幅都是4cm，此时B点处于波峰，B点处于波谷，则B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm，B错误；C．B、D两点都是振动加强的点，它们的连线上各点振动也加强，形成振动加强的区域，所以E点处质点是振动加强的点，C错误；D．由题可得时间t=0.02s为半个周期，则B点处质点通过的路程是S=2A=2×4cm=8cmD正确。故选D。第二部分（实验、论述和计算题共52分）二、实验题（共12分）13.实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（π取3.14）（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm塑料球E．米尺F．时钟G．停表实验时需要从上述器材中选择：______（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在摆角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小，其中有一处操作不妥当的______。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据作出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为______m/s2。（计算结果保留三位有效数字）（4）实验后同学们进行了反思，他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小，请你简要说明其中的原因______。【答案】①.ACEG②.②③.9.86④.见解析【解析】【详解】（1）[1]单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，应选用长约1m的细线、直径约2cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故选择ACEG。（2）[2]操作不妥当的是②，单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径。（3）[3]根据单摆的周期公式得解得由图像可知解得g=9.86m/s2（4）[4]公式是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。三、论述和计算题（共4小题，共40分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。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。14.甲、乙两单摆振动图像如图所示，从时刻开始计时。（1）两个单摆的周期之比？振幅之比？（2）甲、乙两单摆的摆长之比是多少？（3）甲单摆第一次到达负的最大位移处时，乙单摆的位移为？【答案】（1），（2）（3）【解析】【小问1详解】根据图像可知：，可得，可得小问2详解】由单摆周期公式可得：【小问3详解】甲单摆第一次到达负的最大位移处时的时刻为乙单摆的振动方程为，则此时乙单摆的位移为15.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s。（1）在时，振子的运动速度为多少？（2）该振子在固有频率为的周期性驱动力的作用下做受迫振动时振幅最大，则为多少。【答案】（1）0（2）【解析】【小问1详解】由弹簧振子的振动方程可知，该振子的周期为当时，振子从平衡位置开始，振动了四分之一周期，即此时振子在最大位移处，所以振子的运动速度为0。【小问2详解】做受迫振动时振幅最大，发生共振，则驱动力频率等于振子的固有频率为16.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上和处质点的振动图像分别如图1、图