甘肃省兰州市教育局第四片区2022-2023学年高二下学期期中物理试题（ 含答案解析 ）

第1页/共1页2022——2023学年第二学期联片办学期中考试高二年级试卷高二年级物理（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们所受重力的冲量。有（）A.平抛过程最大 B.竖直下抛过程最大C.竖直上抛过程最大 D.三者一样大【答案】C【解析】【详解】三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长，而竖直下抛的物体运动时间最短，故它们重力的冲量为可知竖直上抛的冲量物体最大。故选C。2.如图所示，用一个与水平面成θ角的恒力F拉质量为m的木箱，木箱沿光滑水平面前进，在作用时间t内，下列说法正确的是（）A.F的冲量大小为Ftcosθ B.地面支持力的冲量大小必为0C.木箱的动量变化率大小为Ftsinθ D.木箱重力的冲量大小为mgt【答案】D【解析】【详解】A．恒力F的冲量大小为故A错误；B．地面支持力的大小为则支持力的冲量大小为故B错误。C．根据动量定理可知，动量变化率大小为合外力，故动量变化率为Fcosθ，故C错误；D．木箱重力的冲量大小为故D正确。故选D。3.如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动的v—t图象，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得（）A.木板的长度 B.物块与木板的质量C.物块与木板之间的动摩擦因数 D.从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能【答案】C【解析】【详解】A．系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出物块相对木板滑行的距离，木板的长度可能等于该长度、也可能大于该长度，根据题意无法求出木板的长度，A错误；B．物块与木板作出的系统动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0=(m+M)v1解得，物块与木板的质量之比，但无法计算他们的质量，B错误；C．对木板，由动量定理得﹣μmgt1=mv1﹣mv0v0与v1已知，解得μ=可以求出动摩擦因数，C正确；D．由于不知道木板的质量，无法求出从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能，D错误。故选C。4.一光滑水平地面上静止放着质量为m、半径为R的光滑圆弧轨道，质量也为m小球从轨道最左端的A点由静止滑下（AC为水平直径），重力加速度为g，下列正确的是（）A.小球不可能滑到圆弧轨道右端最高端CB.小球向右运动中轨道先向左加速运动，后向右加速运动C.轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为D.B小球通过最低点时速度【答案】D【解析】【详解】A．当小球滑到圆弧的最高点时，根据水平方向动量守恒得知，小球与圆弧的速度均为零，根据系统的机械能守恒得知，小球能滑到右端C，故A错误；B．小球向右运动的过程中，轨道先向左加速，后向左减速，当小球到达C点时，速度为零，故B错误；C．设小球滑到最低点时，轨道向左运动的距离为s，则小球相对于地水平位移大小为R-s，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得解得所以轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为2s=R，故C错误；D．设小球通过最低点时小球与轨道的速度分别为v和，以向右为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律联立解得故D正确。故选D。5.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知A.质点振动的频率是4Hz，振幅是2cmB.0～3s内，质点通过的路程为6cmC.1s末质点运动速度为0D.t＝3s时，质点的振幅为零【答案】B【解析】【详解】A．质点振动的周期为T=4s，则频率是f=1/T=0.25Hz，振幅是2cm，选项A错误；B．因3s=T，可知0～3s内，质点通过的路程为3A=6cm，选项B正确；C．1s末质点在平衡位置，此时质点的运动速度最大，选项C错误；D．t＝3s时，质点的位移为零，振幅是2cm，选项D错误．6.下列关于机械波的说法正确的是（）A.质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波B.虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播C.波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去D.波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程【答案】C【解析】【详解】A．质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作纵波，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波，A项错误；B．正是因为真空中质点间没有相互作用力，一个质点的振动不会带动周围质点的振动，从而不能形成机械波，B项错误；C．波在介质中传播，不仅传播振动形式，而且能将能量和信息传播出去，C项正确；D．介质中的质点只是在各自的平衡位置两侧做周期性振动，并不随波迁移，D项错误。故选C。7.如图所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半（即物体质量减少一半），此后振动系统的振幅的变化为（）A.振幅不变 B.振幅变大C振幅变小 D.条件不够，不能确定【答案】B【解析】【详解】设物体掉下前弹簧的劲度系数为k，质量为m，振幅为A，振子在平衡位置时有振子到达最低点时，弹簧的形变量为当物体掉下一半时，振子在平衡位置时有振子掉下一半时，设振幅为，最低点的位置没有变化，弹簧的形变量没有变化联立解得故B正确,ACD错误。故选B。8.波源位于O点的简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻波源开始振动，t=0.6s时刻的波形图如图所示，P为x=0.60m处的质点。下列说法正确的是（）A.简谐横波的波速为0.4m/sB.质点P开始振动时沿y轴正方向C.从t=0到t=1.6s，P点经过的路程为30cmD.波源的振动方程为y=5sin（5πt）cm【答案】C【解析】【详解】A．t=0.6s时刻传播了0.36m，则故A错误；B．质点P起振方向与波源起振方向相同，即沿y轴负方向，故B错误；C．质点P起振时刻为波的周期为从t=0到t=1.6s，P点振动时间为P点经过的路程为故C正确；D．波源的振动方程为故D错误。故选C。二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.向空中发射一炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂为质量相等的、两块。若的速度方向仍沿原来的方向，且速度小于炸裂前瞬间的速度，则（）A.的速度方向一定与炸裂前瞬间的速度方向相反B.炸裂的过程中，、动量的变化量大小一定相等C.、一定同时到达地面D.从炸裂到落地这段时间内，飞行水平距离一定比的大【答案】BC【解析】【详解】A．在炸裂过程中由于重力远小于内力系统的动量守恒，炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断出来的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系，故A错误；B．在炸裂过程中a、b受到爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等动量的变化量一定相等，故B正确；C．a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动由于高度相同，飞行时间一定相同a、b一定同时到达水平地面故C正确；D．a、b都做平抛运动，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大，故D错误。故选BC。10.一列简谐横波，在时的图像如图甲所示，波上质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.这列波沿轴负方向传播B.这列波的波速是C.从开始，在时间内，质点经过的路程为D.该波在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时不能发生明显的衍射现象【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向，故A错误；B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为T=1.2s，则波速为故B正确；C．△t=0.6s=0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0.6s时间，A质点通过的路程是S=2A=2×2m=4m故C正确；D．该波的波长为20m，根据发生明显衍射现象是障碍物的尺寸小于波长，或与波长差不多，知该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误；故选BC。11.关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是（）A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B.“闻其声而不见其人”，说明声波也能发生衍射C.频率不相同的两列波也能发生干涉D.声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．当障碍物的尺寸与波长相差不多或者比波长更小时才能观察到明显的衍射现象，A错误；B．声波波长在1.7cm～17m之间，所以声波可以绕过一般的障碍物，“闻其声而不见其人”，就是声波的衍射现象，B正确；C．只有频率相同的两列波才能发生干涉，C错误；D．干涉和衍射是波的特有现象，声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象，D正确。故选BD。12.如图，表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列横波的振幅均为A，b、c是a、d连线上的点，b为该连线中点，c在b、d之间。下列说法正确的是（）A.a、d处质点的振动加强，e处质点的振动减弱B.图示时刻，c处质点正处在平衡位置上方且向上运动C.图示时刻，b处质点正处在平衡位置且向下运动D.从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为A【答案】AC【解析】【详解】A．d为波峰和波峰相遇点，a为波谷和波谷相遇点，e为波峰和波谷相遇点，故a、d处质点的振动加强，e处质点的振动减弱，A正确；BC．因为a、d均为振动加强点，且b、c在a、d连线上，故b、c为振动加强点，由于b点为a、d连线中点，可得b点处于平衡位置，由传播方向可得b点向下运动，c点靠近波峰，所以c点处于平衡位置上方，由传播方向可得c点向下运动，故C正确，B错误；D．由以上分析可知b点为振动加强点，且处于平衡位置，正向下运动，故从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为s=A加强=2AD错误。故选AC。第Ⅱ卷（非选择题共60分）三、填空题：每空2分，共22分。13.小明同学在做“探究碰撞中的不变量”的实验，装置如图甲所示。（1）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。以下步骤必要的是（）（有多个选项符合题目要求）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，OP，ON（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______用（1）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______用（1）中测量的量表示）。（3）经测定，m1=45.0g、m2=7.5g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图乙所示。实验中若仅更换两个小球的材质，但保证小球质量和其它实验条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请分析计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm（此结果保留三位有效数字）。【答案】①.ADE②.③.或④.【解析】【详解】(1)[1]探究碰撞中的不变量，需要用到小球的质量，需测量质量，故A正确；BCDE．两球是水平正碰，只须让m1从同一位置释放，求出水平速度即可，所以需要找到两球落点的位置，测量碰前和碰后两球的水平位移，根据就能求出两球碰撞时的速度，所以不需要知道测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H，故DE正确，BC错误。故选ADE；(2)[2]动量守恒得表达式为即则可得[3]若碰撞是弹性碰撞，系统机械能也守恒，则有即(3)[4]根据以上动量守恒和机械能守恒可得所以m2平抛运动射程ON的最大值为14.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作∶（1）用游标尺测量摆球的直径，读数为_________cm；把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是_________s（结果保留三位有效数字）。（3）测量出多组周期下、摆长乙的数值后，画出图线如图丙，此图线斜率的物理意义是______A．gB．C．D．（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小______A．偏大B．偏小C．不变D．都有可能【答案】①.2.05②.3.41③.C④.C【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺长度为20mm，游标尺对齐格数为5个格，读数所以直径为（2）[2]由单摆全振动的次数为次，秒表读数为该单摆的周期是（3）[3]由单摆的周期公式可得可知图象的斜率为故选C。（4）[4]描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点即作出的图象，其斜率不变，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变。故选C。15.如图，x轴上x=0和x=14m处的O点和P点有两个振动情况完全一样的波源，两波源振动的振幅均为0.4m，波速大小均为v=10m/s。t=0时刻两波源的振动在O、P之间形成的波形如图中甲、乙所示，A、B、C、D、E、F、G、H是x轴上横坐标分别为3m、4m、5m、6m、7m.8m、9m、10m处的质点。由图可知两列波的周期为______s；在t=1s后的传播过程中，上述质点中振动减弱的质点有_______，质点A振动的振幅为________。【答案】①.0.4②.B、D、F、H③.0.8【解析】【详解】[1]两列波的周期为[2]上述质点中，B、D、F、H到两个波源的路程差等于半波长的奇数倍，是振动减弱点，[3]A点到两个波源的路程差为A点是振动加强点，其振幅为四、计算题：共38分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16.如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1s，g取求：（1）人从跌落到安全带最长时重力对人的冲量。（2）人从跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力是多少？【答案】（1）1200N·s，方向竖直向下；（2）1200N，方向竖直向下【解析】【详解】（1）工人下落至安全带伸直之前，有解得重力的冲量大小为方向竖直向下（2）在整个下落过程中，取向下为正方向，由动量定理得解得由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力大小为方向竖直向下。17.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）在第末到第末这段时间内，小球的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？（3）该小球在第时的位移是多少？路程是多少？【答案】（1）；（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）0，5m【解析】【详解】（1）由振动图象可得：振幅周期初相位则圆频率故该振子做简谐运动的表达式为（2）由图可知，在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，路程为前100s时刚好经过了25个周期，所以第100s振子位移振子路程18.如图所示，均匀