河北省2022-2023学年高二下学期3月联考物理试卷（含答案）

河北省2022-2023学年高二下学期3月联考物理试卷

学校：姓名：班级：考号：

一、单选题

1、早期工程师们发现飞机启动后飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，经过分析发现

是机翼发生了共振现象。为了解决该问题，工程师们创造性地在飞机机翼前缘处安装

一个配重杆。这样做的主要目的是（）

A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡

C.改变机翼的固有频率D.使机翼更加牢固

2、章老师在课堂做演示实验，把两枚几乎相同的鸡蛋A和8,从同一高度由静止释放

鸡蛋A直接落在地板砖上碎了；鸡蛋8装在有水的纸杯中随纸杯一起下落，落在地板

上完好无损。对这一结果，下列说法正确的是（）

A.与地板接触前的瞬间，鸡蛋A的动量小于鸡蛋B的末动量

B.与地板碰撞过程中，鸡蛋3的动量变化量小

C.与地板碰撞过程中，鸡蛋8的动量变化慢

D.与地板碰撞过程中，鸡蛋A的动量变化量小

3、如图所示，小球在光滑的圆槽内做简谐振动，小球的半径很小，可将小球视为质

点，为了使小球的振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（）

‘。

R

A.使小球的质量减小为原来的一半

B.使小球的振幅增大为原来的2倍

C.使小球通过平衡位置的速度增大为原来的2倍

D.将圆槽半径变为原来的4倍

4、绳波形成过程的示意图如图所示，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带

动各个质点依次振动，把振动形式从绳的左端传到右端，各质点间距相等。当”工

时，质点9刚要开始运动，下列说法正确的是（）

1-0

H-7典/13-15

AI=Z时，质点6向下运动

2

B"=工到r=工时间内，质点5的速度逐渐减小

42

C"=工时，质点2的速度大于质点3

4

D.从"工到,=工时间内，质点3的加速度先减小后增大

42

5、2021年9月17日13时30分，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。“神

舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图如图所示，其过程可简化为：打开降落伞一

段时间后，整个装置沿竖直方向匀速下降，为确保返回舱能安全着陆，在返回舱距地

面1m左右时，舱内宇航员主动切断与降落伞的连接（“切伞”），同时点燃返回舱的

缓冲火箭，在火箭向下喷气过程中返回舱减至安全速度。已知“切伞”瞬间返回舱的速

度大小W=10m/s,火箭喷出的气体速度大小彩=1082m/s,火箭“喷气”时间极短，喷

气完成后返回舱的速度大小匕=2m/s,则喷气完成前、后返回舱的质量比为（）

缓冲火箭

A.45:44B.100:99C.125:124D.135:134

6、如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，r=0时的波形图如图所示，此时波刚

好传到c点，这列波的周期T=0.（）8s，a、b、c、d均是介质中的质点，下列说法正确

的是（）

A.f=o时，质点a的振动方向沿y轴正方向

B.f=0.41s时，质点c的振动方向沿轴负方向

C./=Ols时，质点。的位移为5cm

D.波传播到质点d时，质点c通过的路程为5cm

7、如图甲所示，质量为0.2kg的物体静止在水平地面上，从/=（）时刻开始物体受到竖

直向上的拉力/作用，拉力尸随时间，变化的情况如图乙所示，取重力加速度大小

g=10m/s2,则物体5s末的速度大小为（）

A.OB，7.5m/sC.37.5m/sD，47.5m/s

二、多选题

8、如图所示，在空旷的广场上有一堵较高的墙MN，墙的一侧。点有一个播放器，

先后播放男中音和女高音歌唱家的作品，小枫同学站立在墙另一侧的8点。下列说法

正确的是（）

B・

M\\N

•O

A.由于声波的衍射，该同学可能听得到女高音但听不见男中音

B.由于声波的衍射，该同学可能听得到男中音但听不见女高音

C.该同学沿QB方向加速奔跑，会感觉听到的音调越来越高

D.该同学沿OB方向加速奔跑，会感觉听到音调越来越低

9、图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在/=0时刻的波形图，图乙为参与波动的

A.该波的传播速率为4m/s

B.该波沿x轴负方向传播

C.经过().5s，质点P沿波的传播方向向前传播2m

D.该波在传播过程中若遇到尺寸为4m的障碍物，能发生明显的衍射现象

10、如图所示，一轻质弹簧两端分别连着木块A和8,均静止于光滑的水平面上。木

块A被水平飞行的初速度为％的子弹射中并镶嵌在其中，已知子弹的质量为加，木块

A的质量为49m,木块8的质量为50m,下列说法正确的是()

cz>

A.子弹击中木块A后，与A的共同速度大小为-L

49

B.弹簧压缩到最短时木块A的速度大小为

50°

C.子弹击中木块的过程中产生的热量为里根片

100°

D.木块B在运动过程中的最大动能为—Lmvl

100°

三、实验题

11、小华同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。

(I)用游标卡尺测小球的直径时示数如图甲所示，则小球的直径cm。

(2)如图乙所示，搭建实验装置时，要用铁夹夹住摆线上端，这样做的主要目的是

A.便于测量单摆摆长B.便于测量单摆周期

C.确保摆动时摆长不变D.确保摆球在竖直平面内摆动

(3)小华同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和对应的周

期T，然后根据数据描绘图像，进一步计算得到图像的斜率为鼠可知当地的重

力加速度大小g=O

12、“春华”学习小组用“碰撞实验器”通过实验验证动量守恒定律，他们第一次实验使

用的装置如图甲所示，实验中，。是入射小球，匕是被碰小球，先将小球。从斜槽上某

一固定位置由静止释放，小球。从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点

痕迹，重复多次，描出小球。的平均落点位置P,再把小球人放在斜槽末端，让小球a

仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球匕碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕

迹，重复多次，描出碰后小球。、人的平均落点位置加、N如图乙所示，。点为轨道末

端在水平地面上的投影。

尸、尸、产、、

*0

-MP'」N

甲乙

(1)关于本实验，下列说法正确的是。

A.小球a的质量必须小于小球b的质量且两小球半径相同

B.斜槽越粗糙，实验误差就会越大

C.斜槽末端的切线必须水平，即小球人放在斜槽末端处，应恰好静止

D.必须测量斜槽末端到水平地面的高度

(2)实验中，小球碰撞前后的速度是不容易直接被测得的，同学们经过分析讨论，发

现小球平抛运动的时间相同，因此可以用间接地来代替小球碰撞前后时的速

度。

(3)同学们用托盘天平测出了小球a的质量记为叫，小球b的质量记为机2,用毫米

刻度尺测得。、M、P、N各点间的距离(图乙中已标出),则验证两小球碰撞过程中

动量守恒的表达式为。

(4)同学们在实验中正确操作、认真测量，发现%：々：£=4：9：2,若两球碰撞前后

的动量守恒，则叫：机2=°

四、计算题

13、一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示，请根据图像，求：

(1)该振子做简谐运动的圆频率0；

(2)用正弦函数表示的该振子的振动方程；

(3)该振子在075s内通过的路程。

14、一列沿x轴传播的简谐横波在r=0时刻的波形如图甲所示，M、N、P、。是介质

中的四个质点，M点位于平衡位置、P点和。点分别位于波谷和波峰，。两质点

平衡位置之间的距离为18m，M点的振动情况如图乙所示。求：

(1)该波的传播速度v；

(2)从/=0时刻开始，质点N回到平衡位置所需的最短时间与。

15、如图所示，质量0.4kg的“L”形平板8静置在光滑水平地面上，质量加=0.1kg

的小物块A(可视为质点)处于平板8上的。'点，0'点左侧粗糙，。'点右侧光滑且光

滑部分的长度d=2m。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在。'点正上方的。点，轻绳

处于水平拉直状态，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小

球的速度方向与碰前方向相同并开始做简谐运动(摆角小于5。)，A以％=2.5m/s的

速度沿平板滑动直至与8右侧的挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A第一次返回到。

点的正下方时，小球恰好第二次自右向左经过。点正下方并与A再次发生碰撞。已知

2

A与B粗糙部分的动摩擦因数〃=0.125,取重力加速度大小g=10m/s2，n=io»整

个过程中A始终在8上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求:

(1)A与8的挡板碰撞后瞬间，二者的速度大小以与以；

(2)此过程中8对A的摩擦力的冲量大小/；

(3)轻绳的长度X。

参考答案

I、答案：C

解析：飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率

发生共振，在飞机机翼前装置配重杆，是为了改变机翼的固有频率，使驱动力的频率

远离机翼的固有频率，避免机翼发生共振。故选C。

2、答案：C

解析：AD.由于鸡蛋质量相同，下落的高度也相同，下落过程所用时间相同，因此下

落过程中两个鸡蛋所受重力的冲量相同，两个鸡蛋的末动量也相同，AD错误；

BC.碰撞过程中，根据动量定理

-Ft—0-mv

可得

_mv

F=----

两个鸡蛋动量的减小量相同，鸡蛋8装在有水的纸杯中随纸杯一起下落，增长了落地

时间，动量变化慢，从而减小了地面对鸡蛋的冲力，故C正确，B错误。

故选C。

3、答案：D

解析：小球在光滑的圆槽内做简谐振动，可看作单摆，根据单摆的周期公式

可得小球在光滑的圆槽内做简谐振动时的周期为

…箱

由上式可得，小球的质量和振幅，以及通过平衡位置的速度均与周期无关，故ABC错

误；将圆槽半径变为原来的4倍，周期变为原来的2倍，故D正确。

故选D。

4、答案：B

解析：A.由同侧法可知，/=工时，质点6向上运动，故A错误；

2

B..=工波传到质点5,♦=二到/=工时间内，质点5从平衡位置往波峰振动，所以质

442

点5的速度逐渐减小，故B正确；

C1=1时，质点2和质点3都在往波峰振动，但质点3具有滞后性，所以质点2的速

4

度小于质点3,故C错误；

D.从公工到”工时间内，质点3先往波峰运动再往平衡位置运动，所以质点3的加

42

速度先增大后减小，故D错误。

故选Bo

5、答案：D

6、答案：A

解析：A.根据振动方向与传播方向位于曲线的同一侧，可知此时质点a的振动方向沿

y轴正方向。A正确；

B.因为T=O.O8S,/=0.41s时质点c的振动方向与f=o.ois的振动方向相同，沿y轴正

方向。B错误；

C.»=o时，b点初位移为

%=5V3cm

运动方向向下，设匕点振动方程

yb=Acos((vt+(p0)

其中

A=10cm

co=—=257rrad/s

T

以f=0代入得初相

71

例二

2O

则f=O.ls时，质点力的位移为

yh2=-5cm

以/=()代入得初相

n

Go

o

则/=0.1s时，质点人的位移为

yh2=-5cm

C错误；

D.波传到质点d时，经过工，质点c通过的路程为A=10cm。D错误;

4

故选Ao

7、答案：B

解析：从图中可以看出，物体从2s开始才离开地面，此前拉力小于重力，物体处于静

止状态，根据尸一图像与时间轴所围的面积表示尸的冲量，可得尸在2-5s内的冲量为

=3x2+3xlxi=7.5N-s

/2

取竖直向上为正方向，设物体5s末的速度为％由动量定理得

1F—mgt=mv

解得

I-mgt7.5-0.2x10x3_.

v=-F----=------------=7.5cm/s

m0.2

故B正确，故选B。

8、答案：BD

解析：AB、在同一介质中，男中音与女高音传播速度相等，由于男中音的频率低于女

高音，由丫=4/知男中音的波长长于女高音的波长，更容易发生衍射，所以由于声波

的衍射，该同学可能听得到男中音但听不见女高音，故A错误，B正确；

CD、该同学沿方向加速奔跑，产生多普勒效应，该同学听到的声音频率降低，会

感觉听到的音调越来越低，故C错误，D正确。

故选：BDo

9、答案：ABD

解析：由题图甲读出该波的波长为2=4m，由题图乙读出周期为T=ls，则波速

u=^=4m/s，故A正确；由题图乙可知/=0时刻P质点的振动方向沿丫轴负方向，

T

结合题图甲判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故B正确；质点P只在自己的平衡

位置附近上下振动，并不沿波的传播方向移动，故C错误；由于该波的波长为4m,

与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确。

10、答案：CD

解析：AC.由动量守恒定律可得

mv0=(〃?+49〃z)w

则子弹击中木块A后，与A的共同速度大小为

1

V.=­v

1500°

子弹击中木块的过程中产生的热量为

Q=gmv1-；(m+49m)v^=mv^

故A错误，C正确；

B.由动量守恒定律可得

mvQ=(〃z+49m+50/〃)%

弹簧压缩到最短时木块A的速度大小为

1

故B错误：

D.弹簧恢复原长时，B的速度最大，由动量守恒和能量守恒可得

{m+49m)Vj=5()mv3+(m+49m)v(

g(m+49m)Vj2=；•50加片+g(jn+49m)

可得

1

匕=%寸

则木块8的最大动能为

Ekm=，50加u=+机片

故D正确。

故选CDo

11、答案：(1)2.240

(2)C

⑶

k

解析：(1)游标卡尺的读数即小球的直径为

£）=22mm+8x0.05mm=22.40mm=2.240cm

（2）用铁夹夹牢摆线，是为了防止摆动过程中摆长的变化，如果需要改变摆长来探究

摆长于周期关系时，方便调节摆长，所以用铁夹夹住摆线上端主要目的是确保摆动时

摆长不变，故C正确，ABD错误。

（3）根据单摆周期公式

得

T2=47—

g

根据数学知识可知，产-L图像的斜率

,4兀2

k---

g

则

4兀2

g=T

12、答案：（1）C

（2）水平位移

（3）仍W=/（玉+w+F）

（4）5:3

解析：（1）A.由于实验要测量两球碰撞后的速度，所以需要主动球碰撞后也要水平抛

出，所以主动球的质量要大于被动球的质量，即小球。的质量必须大于小球人的质

量，同时为了保证小球碰撞为对心正碰，两小球半径须相同，故A错误；

B.“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度

的，只要离开斜槽末端后做平抛运动，斜槽是否光滑不影响实验误差，故B错误；

C.要保证每次小球都做平抛运动，则斜槽的末端必须水平，小球放在斜槽末端处，应

能静止，故C正确；

D.在实验中不需要测量斜槽末端到水平地面的高度，只要保证斜槽末端到水平地面的

高度相同，即可知道两小球的下落时间相同，故D错误；

故选C。

（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相

等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以间接地用水平位移来代替小球

碰撞前后时的速度；

(3)设小球。直接从轨道飞出做平抛运动的初速度为Z，小球a与小球人碰撞后从轨

道飞出做平抛运动的初速度为匕，小球〃被碰撞后从轨道飞出做平抛运动的初速度为

为,两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

町％=町％+加2y2

由于两球做平抛运动的时间，相等，方程两边同时乘以，得

叫％‘=叫卬+叫V2t

转化可得

(xf+%2)=，/石+/n,+x2+%,)

化简得

町々(玉+工2+七)

(4)根据题意可知

玉：马：X,=4：9:2

将其带入上式中的表达式可得

9ml=15吗

则

叫：加2=5：3

13、

(1)答案：兀

2

解析：简谐运动的周期为T=4s则圆频率2兀兀

co=——=—

T2

(2)答案：兀371

x=Asin(<w/+⑼=4sin(—t+—)(cm)

解析：简谐运动的振幅为A=4cm

;l=0时，x=Asine=-4cm

解得3兀

夕二万

用正弦函数表示该振子的振动方程。

713兀［