四川省宜宾市叙州区2023-2024学年高二物理上学期11月期中试题试题含解析

Page16叙州区高2022级高二（上）期中考试物理试题第一部分选择题（共48分）注意事项：每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如有改动，请用橡皮擦干净后，在选涂其它答案标号。一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）1.下列振动是简谐运动的是（）A.手拍乒乓球运动B.摇摆树枝C.粗糙水平面上，一端固定的轻弹簧和小球固定，小球在水平面上来回运动D.将轻弹簧上端固定，下端挂一钢球，阻力可忽略，钢球在竖直方向上来回运动【答案】D【解析】【详解】A．手拍乒乓球的运动中，乒乓球在不与手和地面接触时，受到重力和阻力的作用，不满足，不是简谐运动，故A错误B．摇摆的树枝往往是受到风的作用，不满足，不是简谐运动，故B错误；C．粗糙水平面上，一端固定的轻弹簧组成弹簧振子的往复运动，受到弹力和摩擦力的作用，不满足，不是简谐运动，故C错误；D．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动，故D正确；故选D。2.在盛沙的漏斗下方放一木板，让漏斗摆动起来，假设漏斗中细沙匀速流出，经过一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，不考虑空气阻力，则沙堆的剖面应是下图中的（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】不考虑空气阻力，漏斗在从最左端向最右端运动和从最右端向最左端运动时，漏斗到达最底端运动速度最快，细沙漏到地面上的最少；两端漏斗运动的最慢，细沙漏到地面上的较多。故选B。3.如图所示是一个单摆（θ<5°），其周期为T，则下列说法正确的是（）A.仅把摆球的质量增加一倍，其周期变小B.摆球的振幅变小时，周期也变小C.此摆由O→B运动的时间为D.摆球在B→O过程中，动能向势能转化【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．根据单摆的周期与摆球的质量无关，与振幅无关，AB错误；C．由平衡位置O运动到左端最大位移处需要的时间是四分之一周期，摆由O→B运动的时间为，C正确；D．摆球由最大位置B向平衡位置O运动的过程中，重力做正功，摆球的重力势能转化为动能，即摆球在B→O过程中，势能转化为动能，D错误。故选C。4.如图所示为甲乙两个质点做简谐运动的振动图像，实线为甲的振动图像，虚线为乙的振动图像，其中甲的振动方程x=3asin(5πt)。下列说法中正确的是（）A.它的振幅是3B.它的频率是5πC.t=0时，甲乙的相位差是D.t=0时，甲乙的相位差是【答案】C【解析】【详解】A．根据甲的振动方程可知它的振幅是3a，故A错误；B．根据振动图像可看出简谐运动的周期均为T=0.4s，则它的频率是0.25Hz，故B错误；CD．已知甲的振动方程x=3asin(5πt)，根据图像可知乙的振动方程，则t=0时，甲乙的相位差是，故C正确、故D错误。故选C。5.如图所示，大小相等，质量不一定相等的A、B、C三只小球排列在光滑水平面上，碰撞前A、B、C三只小球的动量（以为单位）分别是8、、，在三只小球沿一直线共发生了两次碰撞的过程中，A、B两球受到的冲量（以为单位）分别为、1，则C球对B球的冲量及C球碰后动量的大小分别为（）A.，3 B.，3 C.10，4 D.，4【答案】B【解析】【详解】以A、B、C三个球为系统，总动量守恒，系统动量的变化量为零，根据动量定理三个小球相互作用的力为内力，可知三个球冲量的矢量和为零，即所以即C球受到的冲量为根据牛顿第三定律得知，作用力与反作用力大小相等，作用时间也相等，则知C球对B球的冲量与B球对C球的冲量大小相等，所以C球对B球的冲量大小为对C，根据动量定理得得故选B6.战绳作为一项超燃脂的运动，十分受人欢迎。一次战绳练习中，某运动达人晃动绳的一端使其上下振动（可视为简谐振动）形成横波。图甲、图乙分别是同一绳上P、Q两质点的振动图像，传播方向为P到Q。波长大于1m、小于3m，P、Q两质点在波的传播方向上相距3m，下列说法正确的是（）A.该列波的波长可能为 B.P、Q两质点振动方向始终相反C.该列波波速可能为 D.从至，Q质点运动的路程为3.4m【答案】C【解析】【详解】ABC．由题意可知（其中n=0、1、2……）由于波长大于1m、小于3m，则n只能取1、2，当n=1时有得当n=2时有得且当波长为时，波速由于P、Q两距离并不是半个波长的奇数倍，故P、Q两点的振动方向并不是始终相反，故AB错误，C正确；D．由于且由于0时刻Q质点处于平衡位置，则此时间内Q运动的路程故D错误。故选C。7.静止在水平地面上的物体A、B质量相同，现用水平拉力F1、F2分别作用于A、B，一段时间后撤去拉力，各自滑行一段距离后停下。A、B运动的v﹣t图象如图，其中物体减速运动过程中速度图线平行。由图中信息可得（）A.F1对物体A做功大于F2对物体B做功B.F1对物体A做功等于F2对物体B做功C.F1对物体A的冲量大于F2对物体B的冲量D.F1对物体A的冲量等于F2对物体B的冲量【答案】B【解析】【详解】AB．撤除拉力后两物体的速度图像平行，故加速度大小相等。对于匀减速直线运动过程，根据牛顿第二定律知两个物体所受的滑动摩擦力大小相等；根据速度图像的“面积”表示位移，可知，二者的总位移相等，所以摩擦力做的总功相等，对整个过程，由动能定理得WF+Wf＝0即WF＝－Wf所以拉力FA对物体A做的功等于拉力FB对物体B做的功。故A错误，B正确；CD．根据动量定理，对整个过程研究得I1﹣ft1＝0，I2﹣ft2＝0可得I1＝ft1，I2＝ft2由图看出，t1＜t2，则有F1的冲量I1小于F2的冲量I2，故CD错误。故选B。8.一质点做简谐振动的振动方程是x＝2sin（50πt＋）cm，则（）A.在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同B.在0.02s时，质点具有正向最大加速度C.在0.025s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向D.在0.04s时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向【答案】BC【解析】【详解】由振动方程可知，振幅，，初相位，即时，位于正最大位置；A．在0至0.02s内，前0.01s，速度与加速度方向相同，后0.01s，速度与加速度方向相反，A错误；B．在0.02s时，质点在负最大位移处，具有正向最大加速度，B正确；C．在0.025s时，质点从负的最大位移向平衡位置运动，速度方向与加速度方向均沿x轴正方向，C正确；D．在0.04s时，质点回到正最大位置，回复力最大，速度为零，无方向，D错误。故选BC。9.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=2cm的质点，Q是平衡位置在x=4cm的质点，此时平衡位置在x=6cm的质点刚刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图像（计时起点相同），由此可知（）A.这列波的波长λ=4mB.图乙可能是图甲中质点Q的振动图象C.这列波的传播速度v=3m/sD.这列波的波源起振方向为向下【答案】BD【解析】【详解】AC．由甲图可知，波长为由图乙可知，周期为所以波速为故AC错误；B．由图乙可知，t=0时刻，质点经过平衡位置且向上振动，根据“上下坡”法，图甲中Q点也经过平衡位置向上振动，故乙图可能是图甲中质点Q的振动图像，故B正确；D．波源的起振方向与介质中任意一个质点的起振方向相同，根据题意在t=0时刻x=6cm处的质点刚要开始振动，且振动方向向下，所以波源的起振方向向下，故D正确。故选BD。10.质量分别为和的两个小球A和，原来在光滑的水平面上沿同一直线、相同方向运动，速度分别为。当A追上时两球发生正碰，则碰撞结束之后两小球A、的速度可能是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】A．碰后两小球A、的速度同向时，A球的速度必定比B小，故A错误；BC．因为能够满足动量守恒和能量守恒定律，故BC正确；D．因为不满足动量守恒定律，故D错误。故选BC。11.如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰，两小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像（x—t图像）．已知m1=0.1kg，由此可判断A.碰前小球2保持静止B.碰后小球1和小球2都向右运动C.两球的碰撞为弹性碰撞D.小球2的质量m2=0.2kg【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由x-t图像可知，碰前小球2的位移不随时间变化，处于静止状态，A正确；B．碰后小球2的速度为正方向，说明向右运动，小球1的速度为负方向，说明向左运动，B错误；CD．由图读出，碰前小球1速度为v1=4m/s，碰后小球2和小球1的速度分别为v′2=2m/s，v′1=-2m/s，根据动量守恒定律得m1v1=m1v′1+m2v′2解得m2=0.3kg由于碰撞前后满足m1v12=m1v′12+m2v′22故为弹性碰撞，D错误，C正确。故选AC。第二部分非选择题（共52分）注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。二．实验题（共15分）12.某同学在家中就地取材组装了几套“用单摆测定重力加速度”的实验装置，其中最合理的是图（a）中的_________。（填装置的序号字母）；该同学在固定摆线的过程中，将摆线在铁架台的水平杆上缠绕若干圈后用铁夹夹住，其剖面如图（b）；接着用游标卡尺测小球直径、用毫米刻度尺测铁夹下端到小球上端的摆线长度、用秒表测单摆次全振动的时间。若单摆摆动过程中，摆角小于，忽略空气阻力，则测得的重力加速度大小_________（用等表示），该测量中，重力加速度的测量值_________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。【答案】①.D②.③.小于【解析】【详解】[1]单摆要求悬挂点固定，摆长长度不变，同时为了减小空气阻力产生的影响，应用密度较大的铁球，故D正确。故选D。[2]根据题意可得，单摆周期和摆长分别为由单摆周期公式可得解得重力加速度为[3]由于测量的是铁夹下端到小球上端的摆线长度，所以摆长测量值偏小，由重力加速度公式可知，重力加速度测量值偏小。13.某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验；气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③接通光电计时器；④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间，通过光电门2的挡光时间，滑块2通过光电门2的挡光时间；⑧测出挡光片的宽度，测得滑块1的质量为，滑块2(包括弹簧)的质量为。（2）数据处理与实验结论：①实验中气垫导轨的作用是：A．__________________________________________________；B．__________________________________________________。②碰撞前滑块1的速度为____________m/s；碰撞后滑块1的速度为____________m/s；滑块2的速度为__________m/s。(结果均保留2位有效数字)③碰撞之前，两物体的总动量为______kg·m/s。碰撞之后，两物体的总动量为______kg·m/s。由此可知两物体碰撞前后系统的总动量______。【答案】①.大大减小了因滑块和导轨之间摩擦而引起的误差②.保证两个滑块的碰撞是一维的③.0.50④.0.10⑤.0.60⑥.0.15⑦.0.15⑧.守恒【解析】【详解】（2）①[1]大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。[2]保证两个滑块的碰撞是一维的。②[3]滑块1碰撞之前的速度为[4]滑块1碰撞之后的速度为[5]滑块2碰撞之后的速度为③[6]相碰之前，两物体的总动量为[7]相碰之后，两物体的总动量为[8]所以碰撞前后系统的总动量守恒。三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题15分，共37分）14.如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2＝(t1＋0.2)s时刻的波形图．(1)在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1m，求波的传播方向和波速的大小；(2)若波速为55m/s，求质点在t1时刻的振动方向．【答案】(1)沿x轴正方向传播；25m/s(2)向下振动【解析】【详解】解：①波的图像可以看出质点的振幅为，如果M通过的路程为，则经历的时间与周期的比值为，说明波沿x轴正方向传播，波速为②从波的图像可以看出，波长为，若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为波传播的速度为：，波速不可能等于，说明波沿x轴负方向传播，质点M向下振动15.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内A、A′点之间来回滑动。A、A′点与O点连线与竖直方向之间的夹角相等且都为θ，均小于10°，图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t＝0为滑块从A点开始运动的时刻，g＝10m/s2，试根据力学规律和题图中所给的信息，求：（1）容器的半径；（2）小滑块的质量及滑块运动过程中的最大动能。【答案】（1）01m；（2）0.05kg；5×10－4J【解析】【详解】（1）完成一次全振动的时间为一个周期，由图乙得小滑块做简谐振动的周期T＝0.2π根据T＝2π解得R＝0.1m（2）在最高点A，有Fmin＝mgcosθ＝0.495N在最低点B，有Fmax＝m＋mg＝0.510N从A到B，滑块机械能守恒，有mgR（1－cosθ）＝mv2解得m＝0.05kg在B点的动能最大