2021-2022学年吉林省白城市大安市第六中学校高二（下）期中物理试题（解析版）

2021—2022学年度下学期高二物理期中考试试卷第I卷（共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-9题只有一个选项正确，10—12有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。）1.人从高处跳下，与地面接触时双腿弯曲，这样是为了（）A.减少落地时的动量 B.减少动量的变化C.减少冲量 D.减小地面对人的冲力（动量的变化率）【答案】D【解析】【详解】人从高处跳下时，落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定的，故AB错误；通过膝盖弯曲时延长了人动量变化的时间；从而减小地面对人体的冲击力；由动量定理I=Ft可知，可以减小人的动量变化率，不能减小人受到的冲量，故C错误，D正确．故选D。2.一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A.若位移负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C.质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也一定相同D.质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D【解析】【详解】A．若位移为负值，由可知，加速度一定为正值，速度方向由两种可能，不一定为正值，故A错误；B．质点通过平衡位置时，速度最大而加速度为零，故B错误；C．D．质点通过同一位置，加速度相同，位移相同，速度方向可能不同，故C错误，D正确。故选D。3.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1m，t=1s时位移为0.1m，则（）A.若振幅为0.1m，振子的周期可能为s B.若振幅为0.1m，振子的周期可能为sC.若振幅为0.2m，振子的周期可能为4s D.若振幅为0.2m，振子的周期可能为8s【答案】A【解析】【详解】AB．若振幅为0.1m，根据题意可知可得振子的周期可知A正确，B错误；CD．若振幅为0.2m，①若在t=0时的振子的位移为-0.1m且沿x轴负方向运动，在t=1s时位移为0.1m，且沿x轴正方向运动，根据题意可知可得振子的周期可知②若在t=0时的振子的位移为-0.1m且沿x轴负方向运动，在t=1s时位移为0.1m，且沿x轴负方向运动，根据题意可知可得振子的周期可知③若在t=0时的振子的位移为-0.1m且沿x轴正方向运动，在t=1s时位移为0.1m，且沿x轴正方向运动，根据题意可知可得振子的周期可知④若在t=0时的振子的位移为-0.1m且沿x轴正方向运动，在t=1s时位移为0.1m，且沿x轴负方向运动，运动周期与第①种情况相同。综合①②③④可知，C、D错误。故选A。4.一个做简谐运动的物体，每次具有相同的动能时，下列说法正确的是（）A.一定具有相同势能 B.一定具有相同的速度C.一定具有相同的加速度 D.一定具有相同的位移【答案】A【解析】【详解】根据简谐运动的特点可知，一个做简谐运动的物体，每次具有相同的动能时，可能是经过同一位置，也可能经过相对平衡位置对称的位置，所以势能一定相同，速度大小、加速度大小、位移大小相同，但是速度方向、加速度方向、位移方向可能相同也可能不同，故A正确，BCD错误。故选A。5.单摆的振动周期在发生下述哪些情况时会增大（）A.摆球质量增大B.摆长减小C.单摆由赤道移到北极D.单摆由海平面移到高山顶上【答案】D【解析】【分析】【详解】A．单摆周期公式可表示为T＝2π周期与摆球质量无关，选项A错误；B．摆长变小，周期变小，选项B错误；C．由赤道到北极g变大，T变小，选项C错误；D．海拔高度增大，g变小，T增大，选项D正确。故选D。6.如图所示为某质点做简谐运动的图像，若t=0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是（）

A.质点在0.7s时，正在远离平衡位置运动B.质点在1.5s时的位移最大C.1.2～1.6s，质点的位移在增大D.1.6～1.8s，质点的位移在增大【答案】B【解析】【详解】A．根据图像可知，质点在0.7s时的位移方向向右，且向平衡位置运动，A错误；B．质点在1.5s时达到波谷，也就是运动到最左的位置，位移最大，B正确；C．1.2～1.6s，质点的位移方向向左，其中在1.5s时质点的位移达到波谷，也就是运动到最左的位置，则质点在1.2～1.5s远离平衡位置运动，在1.5～1.6s向平衡位置运动，质点的位移先增大后减小，C错误；D．1.6～1.8s，质点的位移方向向左，且质点一直向平衡位置运动，位移减小，D错误。故选B。7.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A.有机械波必有振动 B.有机械振动必有波C.离波源远的质点振动周期长 D.波源停止振动时，介质中的波动立即停止【答案】A【解析】【详解】AB．机械波是机械振动在介质中的传播，其形成条件必须是波源即机械振动与介质同时满足；有机械波必有振动，但有振动如果没有介质，则没有波，故B错误，A正确；C．介质中的各点在波源的作用下做受迫振动，其频率与波源振动频率相同，不管离波源远近如何，其振动周期都与波源的振动周期相同，故C错误；D．如果振源停止振动，依据波形成原理，质点间依次带动，则在介质中传播的波动不会立即停止，故D错误。故选A。8.在波的传播方向上有A、B两点，相距1.8m，它们的振动图象如图所示，波的传播速度的大小不可能是（）

A.18m/s B.12m/s C.6m/s D.3.6m/s【答案】B【解析】【分析】由振动图象读出同一时刻两个质点的状态，结合波形，得到两质点间的距离与波长的关系，求出波长，求出波速的通项，再求解波速的特殊值。【详解】由振动图象可知，两点间的振动情况相反，所以两点间距离即由图象知：T=0.2s，所以波速当n=0时，v=18m/s，A正确；当n=1时，v=6m/s，C正确；当n=2时，v=3.6m/s，D正确；故选B。【点睛】本题中两个质点振动情况总是相反，两质点间的距离是半个波长的奇数倍，由通项求特殊值是基本的方法。9.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是（）A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了B.由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C.蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的【答案】B【解析】【详解】AB．蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故A错误，B正确；C．当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误；D．旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，故D错误。故选B。10.如图所示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，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）

A.此时能明显观察到波的衍射现象B.如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象C.挡板前后波纹之间距离相等D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能明显观察到衍射现象【答案】ABC【解析】【详解】A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A正确；B．如果将孔AB扩大，孔的尺寸可能比波的波长大很多，就观察不到明显的衍射现象，故B正确；C．波通过孔后，波速、频率、波长不变，挡板前后波纹之间距离相等，故C正确；D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，由知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。故选ABC。11.如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，波速为20m/s，波长大于2m。某时刻b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动，则这列波的周期可能是（）A.0.12s B.0.28s C.0.168s D.0.84s【答案】AB【解析】【详解】某时刻b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动，则ab间距满足因为波长大于2m，则n=0时λ1=5.6m，解得波速当n=1时λ2=2.4m，解得波速故选AB。12.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则时（）A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反【答案】CD【解析】【详解】由图读出波长为λ=4m，则该波的周期为t=0时刻质点M向上运动，则在时刻，质点M正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。位移为正，质点M的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，速度方向与位移方向相反，质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故CD正确，AB错误。故选CD。第II卷（非选择题共52分）二、实验题（18分）13.甲同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球．他设计的实验步骤是：A．将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点（如图所示）B．用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长C．将石块拉开一个大约α=30°的角度，然后由静止释放D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T=得出周期．①则该同学以上实验步骤中有错误是__②若该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值__（偏大或偏小）③如果该同学改正了错误，改变OM间细线的长度做了2次实验，记下每次相应的线长度l1、l2和周期T1、T2，则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是__．【答案】①.BCD②.偏小③.【解析】【详解】①[1]B中，摆长应是从悬点到大理石块的质心的距离；C中，摆球的摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，不能测定g；D中，测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确②[2]根据单摆的周期公式，得该同学用OM的长L作为摆长，摆长偏小，根据上述表达式得知，g的测量值偏小③[3]设摆线的结点到大理石质心的距离为r，则根据单摆的周期公式得；联立解得14.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形。则该波的周期为___________，波长为___________，波速为___________。【答案】①.②.8L③.【解析】【详解】[1]由于质点1开始起振时从平衡位置向下运动，而经过Δt，质点1恰好经平衡位置向上运动，由题意可知，这段时间恰好为，因此该波的周期为[2]由图（b）可知，该波的波长为[3]根据可得波速为三、计算题（本题共3小题共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不给分）15.如图所示为某运动员用头颠球，若足球用头顶起，每次上升高度为80cm，足球的重量为400g，与头顶作用时间Δt为0.1s，空气阻力不计，g＝10m/s2，求：（1）足球一次在空中的运动时间t；（2）足球对头部的作用力F．【答案】（1）0.8s(2)36N竖直向下【解析】【详解】（1）足球自由下落时有h＝gt12，解得t1＝＝0.4s，竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间，所以t＝2t1＝0.8s；（2）设竖直向上为正方向，由动量定理得(F－mg)Δt＝mv－(－mv)，又v＝gt＝4m/s，联立解得F＝36N，由牛顿第三定律知足球对头部的作用力FN＝36N，方向竖直向下．16.如图所示是某质点做简谐运动的振动图象．根据图象中的信息，回答下列问题：

(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)质点在10s末和20s末的位移是多少？(3)质点在15s和25s末向什么方向运动？(4)质点在前30s内的运动路程是多少？【答案】(1)20cm(2)20cm0(3)负方向负方向(4)60cm【解析】【分析】x最大值表示质点离开平衡位置的最大距离，即振幅；质点在10s末在最大位移处，20s末在平衡位置；15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动；前30s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20cm处，从而得出路程．【详解】(1)质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由图看出，此距离为20cm．(2)质点在10s末的位移x1＝20cm,20s末的位移x2＝0．(3)15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动．(4)前30s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后