四川省宜賓市敘州區(qū)2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期11月期中試題試題含解析

Page16敘州區(qū)高2022級高二（上）期中考試物理試題第一部分選擇題（共48分）注意事項：每題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如有改動，請用橡皮擦干凈后，在選涂其它答案標(biāo)號。一、選擇題（本題共11小題，1~7題每小題4分，每小題給出的四個選項中只有一個是正確的；8~11題有多個選項符合要求，全部選對得5分，不全得3分，有錯選或不選得0分，共48分）1.下列振動是簡諧運動的是（）A.手拍乒乓球運動B.搖擺樹枝C.粗糙水平面上，一端固定的輕彈簧和小球固定，小球在水平面上來回運動D.將輕彈簧上端固定，下端掛一鋼球，阻力可忽略，鋼球在豎直方向上來回運動【答案】D【解析】【詳解】A．手拍乒乓球的運動中，乒乓球在不與手和地面接觸時，受到重力和阻力的作用，不滿足，不是簡諧運動，故A錯誤B．搖擺的樹枝往往是受到風(fēng)的作用，不滿足，不是簡諧運動，故B錯誤；C．粗糙水平面上，一端固定的輕彈簧組成彈簧振子的往復(fù)運動，受到彈力和摩擦力的作用，不滿足，不是簡諧運動，故C錯誤；D．輕質(zhì)彈簧的下端懸掛一個鋼球，上端固定組成的振動系統(tǒng)，鋼球以受力平衡處為平衡位置上下做簡諧運動，故D正確；故選D。2.在盛沙的漏斗下方放一木板，讓漏斗擺動起來，假設(shè)漏斗中細(xì)沙勻速流出，經(jīng)過一段時間后，觀察木板上沙子的堆積情況，不考慮空氣阻力，則沙堆的剖面應(yīng)是下圖中的（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】不考慮空氣阻力，漏斗在從最左端向最右端運動和從最右端向最左端運動時，漏斗到達(dá)最底端運動速度最快，細(xì)沙漏到地面上的最少；兩端漏斗運動的最慢，細(xì)沙漏到地面上的較多。故選B。3.如圖所示是一個單擺（θ<5°），其周期為T，則下列說法正確的是（）A.僅把擺球的質(zhì)量增加一倍，其周期變小B.擺球的振幅變小時，周期也變小C.此擺由O→B運動的時間為D.擺球在B→O過程中，動能向勢能轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．根據(jù)單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，與振幅無關(guān)，AB錯誤；C．由平衡位置O運動到左端最大位移處需要的時間是四分之一周期，擺由O→B運動的時間為，C正確；D．?dāng)[球由最大位置B向平衡位置O運動的過程中，重力做正功，擺球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，即擺球在B→O過程中，勢能轉(zhuǎn)化為動能，D錯誤。故選C。4.如圖所示為甲乙兩個質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像，實線為甲的振動圖像，虛線為乙的振動圖像，其中甲的振動方程x=3asin(5πt)。下列說法中正確的是（）A.它的振幅是3B.它的頻率是5πC.t=0時，甲乙的相位差是D.t=0時，甲乙的相位差是【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)甲的振動方程可知它的振幅是3a，故A錯誤；B．根據(jù)振動圖像可看出簡諧運動的周期均為T=0.4s，則它的頻率是0.25Hz，故B錯誤；CD．已知甲的振動方程x=3asin(5πt)，根據(jù)圖像可知乙的振動方程，則t=0時，甲乙的相位差是，故C正確、故D錯誤。故選C。5.如圖所示，大小相等，質(zhì)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三只小球的動量（以為單位）分別是8、、，在三只小球沿一直線共發(fā)生了兩次碰撞的過程中，A、B兩球受到的沖量（以為單位）分別為、1，則C球?qū)球的沖量及C球碰后動量的大小分別為（）A.，3 B.，3 C.10，4 D.，4【答案】B【解析】【詳解】以A、B、C三個球為系統(tǒng)，總動量守恒，系統(tǒng)動量的變化量為零，根據(jù)動量定理三個小球相互作用的力為內(nèi)力，可知三個球沖量的矢量和為零，即所以即C球受到的沖量為根據(jù)牛頓第三定律得知，作用力與反作用力大小相等，作用時間也相等，則知C球?qū)球的沖量與B球?qū)球的沖量大小相等，所以C球?qū)球的沖量大小為對C，根據(jù)動量定理得得故選B6.戰(zhàn)繩作為一項超燃脂的運動，十分受人歡迎。一次戰(zhàn)繩練習(xí)中，某運動達(dá)人晃動繩的一端使其上下振動（可視為簡諧振動）形成橫波。圖甲、圖乙分別是同一繩上P、Q兩質(zhì)點的振動圖像，傳播方向為P到Q。波長大于1m、小于3m，P、Q兩質(zhì)點在波的傳播方向上相距3m，下列說法正確的是（）A.該列波的波長可能為 B.P、Q兩質(zhì)點振動方向始終相反C.該列波波速可能為 D.從至，Q質(zhì)點運動的路程為3.4m【答案】C【解析】【詳解】ABC．由題意可知（其中n=0、1、2……）由于波長大于1m、小于3m，則n只能取1、2，當(dāng)n=1時有得當(dāng)n=2時有得且當(dāng)波長為時，波速由于P、Q兩距離并不是半個波長的奇數(shù)倍，故P、Q兩點的振動方向并不是始終相反，故AB錯誤，C正確；D．由于且由于0時刻Q質(zhì)點處于平衡位置，則此時間內(nèi)Q運動的路程故D錯誤。故選C。7.靜止在水平地面上的物體A、B質(zhì)量相同，現(xiàn)用水平拉力F1、F2分別作用于A、B，一段時間后撤去拉力，各自滑行一段距離后停下。A、B運動的v﹣t圖象如圖，其中物體減速運動過程中速度圖線平行。由圖中信息可得（）A.F1對物體A做功大于F2對物體B做功B.F1對物體A做功等于F2對物體B做功C.F1對物體A的沖量大于F2對物體B的沖量D.F1對物體A的沖量等于F2對物體B的沖量【答案】B【解析】【詳解】AB．撤除拉力后兩物體的速度圖像平行，故加速度大小相等。對于勻減速直線運動過程，根據(jù)牛頓第二定律知兩個物體所受的滑動摩擦力大小相等；根據(jù)速度圖像的“面積”表示位移，可知，二者的總位移相等，所以摩擦力做的總功相等，對整個過程，由動能定理得WF+Wf＝0即WF＝－Wf所以拉力FA對物體A做的功等于拉力FB對物體B做的功。故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)動量定理，對整個過程研究得I1﹣ft1＝0，I2﹣ft2＝0可得I1＝ft1，I2＝ft2由圖看出，t1＜t2，則有F1的沖量I1小于F2的沖量I2，故CD錯誤。故選B。8.一質(zhì)點做簡諧振動的振動方程是x＝2sin（50πt＋）cm，則（）A.在0至0.02s內(nèi)，速度與加速度方向始終相同B.在0.02s時，質(zhì)點具有正向最大加速度C.在0.025s時，質(zhì)點的速度方向與加速度方向均沿x軸正方向D.在0.04s時，回復(fù)力最大，速度方向沿x軸負(fù)方向【答案】BC【解析】【詳解】由振動方程可知，振幅，，初相位，即時，位于正最大位置；A．在0至0.02s內(nèi)，前0.01s，速度與加速度方向相同，后0.01s，速度與加速度方向相反，A錯誤；B．在0.02s時，質(zhì)點在負(fù)最大位移處，具有正向最大加速度，B正確；C．在0.025s時，質(zhì)點從負(fù)的最大位移向平衡位置運動，速度方向與加速度方向均沿x軸正方向，C正確；D．在0.04s時，質(zhì)點回到正最大位置，回復(fù)力最大，速度為零，無方向，D錯誤。故選BC。9.如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P是平衡位置在x=2cm的質(zhì)點，Q是平衡位置在x=4cm的質(zhì)點，此時平衡位置在x=6cm的質(zhì)點剛剛要開始振動，圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質(zhì)點的振動圖像（計時起點相同），由此可知（）A.這列波的波長λ=4mB.圖乙可能是圖甲中質(zhì)點Q的振動圖象C.這列波的傳播速度v=3m/sD.這列波的波源起振方向為向下【答案】BD【解析】【詳解】AC．由甲圖可知，波長為由圖乙可知，周期為所以波速為故AC錯誤；B．由圖乙可知，t=0時刻，質(zhì)點經(jīng)過平衡位置且向上振動，根據(jù)“上下坡”法，圖甲中Q點也經(jīng)過平衡位置向上振動，故乙圖可能是圖甲中質(zhì)點Q的振動圖像，故B正確；D．波源的起振方向與介質(zhì)中任意一個質(zhì)點的起振方向相同，根據(jù)題意在t=0時刻x=6cm處的質(zhì)點剛要開始振動，且振動方向向下，所以波源的起振方向向下，故D正確。故選BD。10.質(zhì)量分別為和的兩個小球A和，原來在光滑的水平面上沿同一直線、相同方向運動，速度分別為。當(dāng)A追上時兩球發(fā)生正碰，則碰撞結(jié)束之后兩小球A、的速度可能是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【詳解】A．碰后兩小球A、的速度同向時，A球的速度必定比B小，故A錯誤；BC．因為能夠滿足動量守恒和能量守恒定律，故BC正確；D．因為不滿足動量守恒定律，故D錯誤。故選BC。11.如圖甲所示，在光滑水平面上的兩個小球1、2發(fā)生正碰，兩小球的質(zhì)量分別為m1和m2．圖乙為它們碰撞前后的位移一時間圖像（x—t圖像）．已知m1=0.1kg，由此可判斷A.碰前小球2保持靜止B.碰后小球1和小球2都向右運動C.兩球的碰撞為彈性碰撞D.小球2的質(zhì)量m2=0.2kg【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．由x-t圖像可知，碰前小球2的位移不隨時間變化，處于靜止?fàn)顟B(tài)，A正確；B．碰后小球2的速度為正方向，說明向右運動，小球1的速度為負(fù)方向，說明向左運動，B錯誤；CD．由圖讀出，碰前小球1速度為v1=4m/s，碰后小球2和小球1的速度分別為v′2=2m/s，v′1=-2m/s，根據(jù)動量守恒定律得m1v1=m1v′1+m2v′2解得m2=0.3kg由于碰撞前后滿足m1v12=m1v′12+m2v′22故為彈性碰撞，D錯誤，C正確。故選AC。第二部分非選擇題（共52分）注意事項：必須使用0.5毫米黑色簽字筆在答題卡上題目指示區(qū)域內(nèi)作答。二．實驗題（共15分）12.某同學(xué)在家中就地取材組裝了幾套“用單擺測定重力加速度”的實驗裝置，其中最合理的是圖（a）中的_________。（填裝置的序號字母）；該同學(xué)在固定擺線的過程中，將擺線在鐵架臺的水平桿上纏繞若干圈后用鐵夾夾住，其剖面如圖（b）；接著用游標(biāo)卡尺測小球直徑、用毫米刻度尺測鐵夾下端到小球上端的擺線長度、用秒表測單擺次全振動的時間。若單擺擺動過程中，擺角小于，忽略空氣阻力，則測得的重力加速度大小_________（用等表示），該測量中，重力加速度的測量值_________（填“大于”、“等于”或“小于”）真實值?！敬鸢浮竣?D②.③.小于【解析】【詳解】[1]單擺要求懸掛點固定，擺長長度不變，同時為了減小空氣阻力產(chǎn)生的影響，應(yīng)用密度較大的鐵球，故D正確。故選D。[2]根據(jù)題意可得，單擺周期和擺長分別為由單擺周期公式可得解得重力加速度為[3]由于測量的是鐵夾下端到小球上端的擺線長度，所以擺長測量值偏小，由重力加速度公式可知，重力加速度測量值偏小。13.某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實驗；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架、光電門等組成。（1）下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③接通光電計時器；④把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間；⑤滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑥釋放滑塊1，滑塊1通過光電門1后與左側(cè)固定彈簧(未畫出)的滑塊2碰撞，碰后滑塊2和滑塊1依次通過光電門2，兩滑塊通過光電門2后依次被制動；⑦讀出滑塊通過兩個光電門的擋光時間分別為：滑塊1通過光電門1的擋光時間，通過光電門2的擋光時間，滑塊2通過光電門2的擋光時間；⑧測出擋光片的寬度，測得滑塊1的質(zhì)量為，滑塊2(包括彈簧)的質(zhì)量為。（2）數(shù)據(jù)處理與實驗結(jié)論：①實驗中氣墊導(dǎo)軌的作用是：A．__________________________________________________；B．__________________________________________________。②碰撞前滑塊1的速度為____________m/s；碰撞后滑塊1的速度為____________m/s；滑塊2的速度為__________m/s。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)③碰撞之前，兩物體的總動量為______kg·m/s。碰撞之后，兩物體的總動量為______kg·m/s。由此可知兩物體碰撞前后系統(tǒng)的總動量______。【答案】①.大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間摩擦而引起的誤差②.保證兩個滑塊的碰撞是一維的③.0.50④.0.10⑤.0.60⑥.0.15⑦.0.15⑧.守恒【解析】【詳解】（2）①[1]大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。[2]保證兩個滑塊的碰撞是一維的。②[3]滑塊1碰撞之前的速度為[4]滑塊1碰撞之后的速度為[5]滑塊2碰撞之后的速度為③[6]相碰之前，兩物體的總動量為[7]相碰之后，兩物體的總動量為[8]所以碰撞前后系統(tǒng)的總動量守恒。三、計算題（寫出必要的文字說明，3個小題，14題10分，15題12分，16題15分，共37分）14.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t1時刻的波形圖，虛線是在t2＝(t1＋0.2)s時刻的波形圖．(1)在t1到t2的時間內(nèi)，如果M通過的路程為1m，求波的傳播方向和波速的大?。?2)若波速為55m/s，求質(zhì)點在t1時刻的振動方向．【答案】(1)沿x軸正方向傳播；25m/s(2)向下振動【解析】【詳解】解：①波的圖像可以看出質(zhì)點的振幅為，如果M通過的路程為，則經(jīng)歷的時間與周期的比值為，說明波沿x軸正方向傳播，波速為②從波的圖像可以看出，波長為，若波沿x軸正方向傳播，波傳播的距離為波傳播的速度為：，波速不可能等于，說明波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點M向下振動15.將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力，圖甲表示小滑塊（可視為質(zhì)點）沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面內(nèi)A、A′點之間來回滑動。A、A′點與O點連線與豎直方向之間的夾角相等且都為θ，均小于10°，圖乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時間t變化的曲線，且圖中t＝0為滑塊從A點開始運動的時刻，g＝10m/s2，試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題圖中所給的信息，求：（1）容器的半徑；（2）小滑塊的質(zhì)量及滑塊運動過程中的最大動能?！敬鸢浮浚?）01m；（2）0.05kg；5×10－4J【解析】【詳解】（1）完成一次全振動的時間為一個周期，由圖乙得小滑塊做簡諧振動的周期T＝0.2π根據(jù)T＝2π解得R＝0.1m（2）在最高點A，有Fmin＝mgcosθ＝0.495N在最低點B，有Fmax＝m＋mg＝0.510N從A到B，滑塊機械能守恒，有mgR（1－cosθ）＝mv2解得m＝0.05kg在B點的動能最大