河北省唐山市十县一中联盟2023-2024学年高二上学期期中物理试题（解析版）

第第页唐山市十县一中联盟2023-2024学年度第一学期期中考试高二物理本试卷共100分，考试时间75分钟，10道选择题，5道非选择题。注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于动量，以下说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体，其动量保持不变B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，每次经过最低点时的动量均相等C.动量相等的物体，其速度一定相等D.动量相等的物体，其速度方向一定相同【答案】D【解析】【详解】A．做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻发生变化，速度是变化的，物体的动量为故做匀速圆周运动的物体，其动量是变化的，故A错误；B．悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，相邻两次经过最低点时的速度方向相反，动量大小相等，方向相反，故B错误；C．动量相等的物体，物体质量不一定相等，其速度不一定相等，故C错误；D．动量方向与速度方向相同，动量相等的物体，其速度方向一定相同，故D正确。故选D。2.关于下列物理现象，说法正确的是（）A.一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于波的反射现象B.“闻其声而不见其人”属于波的干涉现象C.学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于波的多普勒效应D.当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于波的衍射现象【答案】A【解析】【详解】A．一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，属于波的反射现象，故A正确；B．“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象，故B错误；C．学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，属于波的干涉现象，故C错误；D．当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，即频率变高，属于多普勒效应，故D错误。故选A。3.质量为0.5kg的金属小球，从距地面3.2m的高处以6m/s的速度水平抛出，g取，小球落地的运动过程中（）A.物体的初动量大小B.物体的末动量大小C.重力的冲量大小D.重力的冲量大小【答案】D【解析】【详解】A．物体的初动量大小故A错误；B．竖直方向小球做自由落体运动，则小球落地时竖直方向的分速度小球落地时的合速度物体的末动量大小故B错误；CD．由得重力的冲量大小故C错误，D正确。故选D。4.某质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.在时，质点的加速度为正向最大B.在与两个时刻，质点的速度相同C.从到时间内，质点做加速度增大的减速运动D.从到时间内，质点的位移是2cm【答案】C【解析】【详解】A．在时，质点正方向位移最大，根据可知质点的加速度为负方向最大，故A错误；B．在与两个时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故B错误；C．从到时间内，质点向负方向运动，速度逐渐减小，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，故质点做加速度增大的减速运动，故C正确；D．质点振动的角速度为质点的振动方程为时质点为位置为从到时间内，质点的位移故D错误。故选C。5.一列简谐横波在同一均匀介质中传播，波速为v。位于平衡位置a、b的两质点相距为l，a、b之间只有一个波谷。则该波的周期可能为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】若波形图如下图则波长由得若波形图如下图之一则波长由得若波形图如下图则波长由得故选B。6.一物体P与静止在粗糙水平面上的物体Q发生弹性正碰，碰撞时间极短，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，碰撞前后物体P运动的图像如图所示，则（）A.物体P碰撞前后所走的位移大小之比是B.物体P和物体Q质量之比是C.物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是D.物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是【答案】B【解析】详解】B．物体P与物体Q发生弹性正碰，根据动量守恒有根据机械能守恒有解得，故物体P和物体Q质量之比是，故B正确；A．两物体与水平面间的动摩擦因数相同，设为，则两物体做减速运动的加速度为物体P碰撞前有物体P碰撞后有可得物体P碰撞前所走的位移物体P碰撞后所走的位移物体P碰撞前后所走的位移大小之比是故A错误；C．物体Q碰后运动的时间为物体Q碰后运动的位移为物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是故C错误；D．物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是故D错误。故选B。7.如图所示，两完全相同的波源a、b发出的波在介质中形成稳定的干涉图样。c是介质中的一点，a、b、c间的距离均为l。已知在a、c连线上除a、c两点外还存在其它振幅极大的点，其中距c点处的质点振幅极大，则该波的波长最大为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】设与c点最近的振幅极大点为d，a、b发出的波到d点的波程分别为x1和x2。则即根据干涉振幅极大点的波程关系|x1-x2|=nλ（n=0，1，2⋯）当n=1时可得最大波长故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.下列说法中正确的是（）A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波B.虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播C.波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快D.只要发生机械振动均可形成机械波【答案】AB【解析】【详解】A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波，故A正确；B．虽然横波、纵波振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播，故B正确；C．机械波传播速度由介质决定，与波源的频率无关，故C错误；D．要形成机械波除了有机械振动外、还需要传播介质，故D错误。故选AB。9.如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是在时刻的波形图，虚线是这列波经的波形图，。则下列说法正确的是（）A.这列波的波长是6cmB.这列波的周期是0.5sC.这列波的波速是10m/sD.从时刻开始，处的质点经0.35s振动到波峰【答案】AD【解析】【详解】A．波形图可知波长故A正确；B．由于波沿x轴正方向传播，且故由图像可知内，波传播的距离则故故B错误；C．这列波的波速故C错误；D．从时刻波峰位于处。从时刻开始，该波峰第一次传播到处，经历时间故D正确。故选AD。10.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，小球与盘碰撞后瞬间结为整体，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.圆盘和小球碰后会以碰撞瞬间的位置作为平衡位置做简谐运动B.圆盘做简谐运动的振幅大于C.振动过程中圆盘的最大速度为D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大【答案】BD【解析】【详解】A．以小球和圆盘组成的系统为研究对象，系统做简谐运动，平衡位置处合外力应为零，而碰后瞬间，系统合外力不为零，故A错误；B．上述分析可知，开始的位置不是最大位移处，开始时球粘在盘子上一起静止的位置满足所以从开始碰撞到平衡位置距离为故振幅应大于，故B正确；C．小球自h处静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，由动量守恒由匀变速直线运动，速度位移关系联立解得两者碰撞瞬间由牛顿第二定律即碰后两者做加速度减小的加速运动，当时，速度最大，之后做减速运动到最低点，故振动过程中，圆盘的速度应大于，故C错误；D．设小球和圆盘所具有的的总能量为E，则由能量守恒可知因为系统速度读先增大后减小，故小球的动能先增大后减小，所以小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大。故D正确。故选BD。三、非选择题：共54分。11-12题为实验题；13-15题为计算题，需要写出必要过程，只有结果，不给分。11.某同学设计了一个验证动量守恒定律的实验，实验步骤如下，请完成填空：（1）用游标卡尺测出遮光片宽度d，如图甲所示，则________mm；（2）如图乙，将遮光片固定在滑块上，光电门1、2固定在长木板上，长木板下垫着小木片，调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等，这样做的目的是________；（3）保持（2）中长木板的倾角不变，如图丙，在滑块A的前端粘有橡皮泥，推动滑块A使之运动，并与原来静止在前方的滑块B相碰，碰撞瞬间结为整体继续运动，滑块A、B与斜面的动摩擦因数相同，用数字计时器分别读出遮光片通过光电门1、2的时间、。（4）已测得滑块A和橡皮泥的总质量，滑块B的质量，则碰前两滑块的总动量为________，碰后两滑块的总动量为________（计算结果保留三位有效数字）。比较碰撞前后的总动量，完成验证。【答案】①.2.45②.平衡摩擦力③.0.424④.0.422【解析】【详解】（1）[1]遮光片的宽度为（2）[2]光电门1、2固定在长木板上，长木板下垫着小木片，调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等，即通过光电门的速度相同，则小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。（3）[3]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，碰前滑块A的速度为碰前两滑块的总动量为[4]碰后两滑块的速度为碰后两滑块的总动量为12.在利用单摆测量重力加速度实验中。（1）为了减小测量周期的误差，应在________位置开始计时和结束计时。（2）若测得悬点到小球最下端长为l，小球直径为d，则摆长________；该单摆摆动n次全振动所用时间是t，则此单摆的周期是________；用以上直接测量的L、d、t、n表示出重力加速度________；（3）若某同学测摆长时，忘记测摆球的半径，而只把悬点到小球最下端长度作为摆长，则他根据以上计算式求得的重力加速度________（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。【答案】①最低点②.③.④.⑤.偏大【解析】【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，应在最低点位置开始计时和结束计时。（2）[2]若测得悬点到小球最下端长为l，小球直径为d，则摆长[3]该单摆摆动n次全振动所用时间是t，则此单摆的周期是[4]根据可得重力加速度（3）[5]根据若测摆长时，把悬点到小球最下端长度作为摆长，则摆长偏大，则他根据以上计算式求得的重力加速度偏大。13.某质点做简谐运动的振动图像如图所示。（1）写出该质点简谐运动的表达式；（2）求出该质点在前20s的总位移和路程。【答案】（1）；（2）0，100cm【解析】【详解】（1）由图可知，周期，又振幅，初相为质点的振动方程为（2）质点振动的时间为质点振动的位移是质点振动的路程是14.如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于和处，振幅均为，由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为时刻两列波的波形图，此时平衡位置处于和处的O、M两质点刚开始振动。已知两列波同时传播到处的P点处。0~0.2s时间内，平衡位置处于处的质点O运动的路程为。求：（1）甲波的波速的大小；（2）时刻质点P到平衡位置距离。【答案】（1）0.2m/s；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知0~0.2s时间内，平衡位置处于处的质点O运动的路程为，即4倍的振幅，则甲波的周期甲波的波长甲波的波速（2）由题意可知两列波速相等，时间内传播的距离时刻质点P到平衡位置的距离即两列波叠加后的位移大小15.如图所示，光滑水平面上有一质量的小车，小车上表面有一半径为的光滑圆弧轨道，与水平轨道在B点相切，B点右侧粗糙，小车的最右端D点竖直固定轻质弹簧片CD，已知小球与弹簧片碰撞时无机械能损失，BD之间距离为0.3m，一个质量的小球置于车的B点，车与小球均处于静止状态，