精品解析：北京市第六十六中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

北京市第六十六中学2023—2024学年第二学期期中质量检测 高二物理 试卷说明： 1．本试卷共四道大题，共5页。 2．卷面满分100分，考试时间90分钟。 3．试题答案一律在答题纸上作答，在试卷上作答无效。 一、单项选择题（在四个选项中，选出最符合题目要求的一项。每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 简谐运动是匀变速运动 B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量 C. 振幅等于振子运动轨迹的长度 D. 简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹 【答案】B 【解析】 【详解】A．简谐运动是变加速运动，故A错误； B．物体做简谐运动的快慢程度可以用周期、频率表示，故B正确； C．振幅等于振子偏离平衡位置位移最大值，不等于振子运动轨迹的长度，故C错误； D．简谐运动的图像描述的偏离平衡位置的位移随时间变化的关系，故D错误。 故选B。 2. 弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中（ ） A. 振子的速度逐渐增大 B. 振子离开平衡位置的位移逐渐增大 C. 振子所受的回复力逐渐增大 D. 振子的加速度逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．回复力与运动方向相同，所以振子的速度逐渐增大，故A正确； BCD．振子离开平衡位置的位移逐渐减小，有 可知回复力逐渐减小，有 加速度逐渐减小，故BCD错误 故选A。 3. 下列有关动量和冲量的概念说法正确的是（ ） A. 质量大的物体动量大 B. 受力大的物体动量大 C. 作用时间长的力的冲量大 D. 只有恒力的冲量才可用进行计算 【答案】D 【解析】 【详解】A．由 可知质量大的物体动量不一定大，故A错误； B．力与动量没有直接关系，受力大的物体动量不一定大，故B错误； C．由 可知作用时间长的力的冲量不一定大，故C错误； D．冲量只能求恒力的冲量，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（        ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压 即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流 而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得 则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为 故AC错误，B正确； D．根据交流电瞬时电压的表达式 可得 而，可得 故D错误。 故选B。 5. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的频率为 B. 此交流电动势有效值为 C. 当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大 D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．此交流电的频率为 故A错误； B．此交流电动势的有效值为 故B错误； C．当线圈平面转到图示位置时处于中性面，产生的感应电动势为零，故C错误; D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时，垂直于中性面，磁通量的变化率最大，此时产生的电动势最大，D正确。 故选D。 6. 在如图所示的装置中，木块B与水平面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。对于木块、弹簧、子弹组成的系统，从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】整个运动过程中，由于墙壁对弹簧有作用力，系统所受合外力不为零，故动量不守恒，子弹射入木块的过程有摩擦生热，系统机械能不守恒。 故选B。 7. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动，下列选项正确的是（　　） A. 振幅为10cm B. 周期为2s C. t=1s时，质点的速度为负的最大值 D. t=3s时，质点的加速度为正的最大值 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由图可知振幅为5cm，周期为4s，选项AB错误； C．t=1s时，质点在正向最大位移处，速度为0，选项C错误； D．t=3s时，质点在负向最大位移处，加速度为正的最大值，选项D正确。 故选D。 8. 有甲、乙两个单摆，摆球质量之比，它们都在做简谐运动。甲完成4次全振动的时间里乙恰好完成5次全振动，则这两个单摆摆长之比（ ） A. 8:5 B. 16:25 C. 25:16 D. 2:5 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可得甲乙的周期之比为 由 可得 则这两个单摆摆长之比 故选C。 9. 一质量为的小球从高处自由下落，落到一个厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了，以向下为正方向，则在这段时间内，软垫对小球的平均作用力大小为（ ）（重力加速度g取） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 可得小球做自由落体运动的时间为 从小球自由下落到陷至最低点过程，以向下为正方向，根据动量定理可得 解得软垫对小球的平均作用力大小为 故选A。 10. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题． 规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确． 二、不定项选择题（在四个选项中，选出符合题目要求的选项，每小题3分，选对但不全得2分，不选或有错误选项不得分，共12分） 11. 关于单摆的运动，以下说法正确的是（ ） A. 单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力 B. 单摆运动时，摆球所受到的重力沿轨迹切向的分力为回复力 C. 摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零 D. 摆球运动到平衡位置时，所受到的合力为零 【答案】BC 【解析】 【详解】A．单摆运动时，摆球速度大小不断变化，所以摆球受到的向心力大小变化，故A错误； B．回复力是摆球摆动过程中指向平衡位置的力，既摆球所受到的重力的沿轨迹切向的分力，故B正确； C．摆球运动到平衡位置时，偏离平衡位置的位移为零，所以所受到的回复力为零，故C正确； D．摆球运动到平衡位置时，线速度最大，还有向心力，所以所受到的合力不为零，故D错误。 故选BC。 12. 从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（　　） A. 掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小 B. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D. 掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长 【答案】CD 【解析】 【详解】杯子是否被撞碎，取决于撞击地面时，地面对杯子的撞击力大小。规定竖直向上为正方向，设玻璃杯下落高度为h，它们从h高度落地瞬间的速度，根据 设玻璃杯的质量为m，则落地前瞬间的动量大小为 与水泥或草地接触Δt时间后，杯子停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化 相同，再由动量定理可知 所以 由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞击力越大，玻璃杯就越容易碎，杯子掉在草地上作用时间较长，动量变化慢，作用力小，因此玻璃杯不易碎。 故选CD。 13. 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则下列说法正确的是 A. 输电线上的电流 B. 输电线上的电流 C. 输电线上损失的功率 D. 输电线上损失的功率 【答案】BC 【解析】 【分析】根据P=UI求出输电线上的电流，结合求出输电线上损失的功率． 【详解】根据得，输电线上的电流，由于U不是输电线上损失的电压，不能通过求解输电线上的电流，A错误B正确；输电线上损失的功率，C正确D错误． 【点睛】对于远距离输电这一块，（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；（2）电压损失：输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③． 14. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m、静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】如果是弹性碰撞有 可得碰撞后B球的最大速度 如果是完全非弹性碰撞有 可得碰撞后B球的最小速度 故选BD。 三、实验题 15. 某实验小组同学进行“验证动量守恒定律”实验，实验装置如图所示。入射小球A与被碰小球B半径相同，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是重锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。 （1）被碰小球B的质量应__________（选填“>”“=”或“<”）入射小球A的质量。 （2）未放B球时，A球落地点是记录纸上的__________点；放上B球时，A球落地点是记录纸上的__________点。 （3）若两球相碰前后的动量守恒，应满足的表达式是__________（用题目中的字母表示）。 【答案】（1）< （2） ①. P ②. M （3） 【解析】 【小问1详解】 为了防止碰后小球A反弹，所以被碰小球B的质量应小于入射小球A的质量； 【小问2详解】 [1][2]碰后B球水平位移大于A球水平位移，碰后A的速度小于碰前A的速度，所以碰后A的水平位移小于碰前A球的位移，所以未放B球时，A球落地点是记录纸上的P点；放上B球时，A球落地点是记录纸上的M点； 【小问3详解】 若两球相碰前后的动量守恒，应满足 碰撞前后两球在斜槽末端做平抛运动，下落时间相等，所用有 可得 16. “用单摆测量重力加速度的大小”的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________（选填选项前的字母）。 A. 长度为左右的细线 B. 长度为左右的细线 C. 直径为的塑料球 D. 直径为的铁球 （2）摆动时偏角很小，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最__________（填“高”或“低”）点时开始计时，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图乙中停表示数为一单摆50次全振动所需的时间，则单摆振动周期为__________s。（计算结果保留三位有效数字） （3）用游标卡尺测量摆球直径d。若测出摆线长l及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度的大小__________（用l、n、t、d表示）。 （4）改变摆长L，用多组实验数据作出图像也可以求出重力加速度。如图所示，测得的数据点拟合后，在一条过原点的直线上，直线的斜率为k，由此可得重力加速度的大小__________（用k表示）。 【答案】（1）AD （2） ①. 低 ②. 1.90 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 AB．单摆做简谐运动时，摆角应小于，为了使振动明显便于测量周期，应使摆长适当长一些，所以选用长度为左右的细线，故A正确，B错误； CD．为了减小空气阻力的影响，应选用直径为的铁球，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1] 摆动时偏角很小，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最低点时开始计时； [2]由图乙可知单摆50次全振动所需的时间为 则单摆振动周期为 【小问3详解】 根据单摆周期公式 又 ， 联立可得重力加速度的大小 【小问4详解】 根据 可得 可知图像的斜率为 可得重力加速度大小为 四、计算题与论述题（写出必要的公式与文字说明，只有结果不得分） 17. 如图是一个水平弹簧振子的振动图像，试完成以下问题。 （1）写出该小球位移随时间变化的关系式。 （2）在第末到第末这段时间内，小球的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？ （3）该小球在第时的位移是多少？路程是多少？ 【答案】（1）；（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大；（3）0，5m 【解析】 【详解】（1）由振动图象可得：振幅 周期 初相位 则圆频率 故该振子做简谐运动的表达式为 （2）由图可知，在时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大，当时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。 （3）振子经过一个周期位移为零，路程为 前100s时刚好经过了25个周期，所以第100s振子位移 振子路程 18. 如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，，，匝数，线圈电阻，定值电阻，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。求： （1）产生感应电动势的最大值； （2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式； （3）交流电压表和交流电流表的示数。 【答案】（1）；（2）；（3）50.9V；10.6A 【解析】 【详解】（1）感应电动势最大值 （2）电流的最大值为 若从图示位置开始计时，则感应电流随时间变化的函数表达式 （3）交流电流表示数为 交流电压表示数 19. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取，求： （1）A、B间动摩擦因数； （2）长木板A质量； （3）A、B系统损失的机械能。 【答案】（1）0.1；（2）2kg；（3）2J 【解析】 【详解】（1）由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为 根据牛顿第二定律得 解得 （2）由动量守恒可得 可得A的质量为 （3）A、B系统损失的机械能 20. 如图所示，把一个质量kg的小球放在高度m的直杆的顶端。一颗质量kg的子弹以m/s的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落地处离杆的水平距离m。取重力加速度m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）子弹刚穿出小球瞬间的速度v； （3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能。 【答案】（1）1s；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）子弹穿过小球后，小球在竖直方向做自由落体运动，则有 解得 （2）设子弹穿过小球后小球做平抛运动的初速度为v1，因为小球水平方向为匀速运动，所以有 子弹穿过小球的过程，子弹与小球的系统动量守恒。取水平向右为正方向，则 解得 （3）子弹穿过小球的过程中，系统损失的机械能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第六十六中学2023—2024学年第二学期期中质量检测 高二物理 试卷说明： 1．本试卷共四道大题，共5页。 2．卷面满分100分，考试时间90分钟。 3．试题答案一律在答题纸上作答，在试卷上作答无效。 一、单项选择题（在四个选项中，选出最符合题目要求的一项。每小题3分，共30分） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 简谐运动是匀变速运动 B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度物理量 C. 振幅等于振子运动轨迹的长度 D. 简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹 2. 弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中（ ） A. 振子的速度逐渐增大 B. 振子离开平衡位置的位移逐渐增大 C. 振子所受的回复力逐渐增大 D. 振子的加速度逐渐增大 3. 下列有关动量和冲量的概念说法正确的是（ ） A. 质量大的物体动量大 B. 受力大的物体动量大 C. 作用时间长的力的冲量大 D. 只有恒力的冲量才可用进行计算 4. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（        ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 5. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的频率为 B. 此交流电动势的有效值为 C. 当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大 D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率最大 6. 在如图所示的装置中，木块B与水平面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。对于木块、弹簧、子弹组成的系统，从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒 7. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动，下列选项正确的是（　　） A. 振幅为10cm B. 周期为2s C. t=1s时，质点的速度为负的最大值 D. t=3s时，质点加速度为正的最大值 8. 有甲、乙两个单摆，摆球质量之比，它们都在做简谐运动。甲完成4次全振动的时间里乙恰好完成5次全振动，则这两个单摆摆长之比（ ） A. 8:5 B. 16:25 C. 25:16 D. 2:5 9. 一质量为的小球从高处自由下落，落到一个厚软垫上，若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了，以向下为正方向，则在这段时间内，软垫对小球的平均作用力大小为（ ）（重力加速度g取） A. B. C. D. 10. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. 二、不定项选择题（在四个选项中，选出符合题目要求的选项，每小题3分，选对但不全得2分，不选或有错误选项不得分，共12分） 11. 关于单摆的运动，以下说法正确的是（ ） A. 单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力 B. 单摆运动时，摆球所受到的重力沿轨迹切向的分力为回复力 C. 摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零 D. 摆球运动到平衡位置时，所受到的合力为零 12. 从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（　　） A. 掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小 B. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D. 掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长 13. 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则下列说法正确的是 A. 输电线上的电流 B. 输电线上的电流 C. 输电线上损失的功率 D. 输电线上损失的功率 14. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m、静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能为（ ） A. B. C. D. 三、实验题 15. 某实验小组的同学进行“验证动量守恒定律”实验，实验装置如图所示。入射小球A与被碰小球B半径相同，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹。记录纸上的O点是重锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹。 （1）被碰小球B的质量应__________（选填“>”“=”或“<”）入射小球A的质量。 （2）未放B球时，A球落地点是记录纸上的__________点；放上B球时，A球落地点是记录纸上的__________点。 （3）若两球相碰前后的动量守恒，应满足的表达式是__________（用题目中的字母表示）。 16. “用单摆测量重力加速度的大小”的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________（选填选项前的字母）。 A. 长度为左右细线 B. 长度为左右的细线 C. 直径为的塑料球 D. 直径为的铁球 （2）摆动时偏角很小，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最__________（填“高”或“低”）点时开始计时，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图乙中停表示数为一单摆50次全振动所需的时间，则单摆振动周期为__________s。（计算结果保留三位有效数字） （3）用游标卡尺测量摆球直径d。若测出摆线长l及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度的大小__________（用l、n、t、d表示）。 （4）改变摆长L，用多组实验数据作出图像也可以求出重力加速度。如图所示，测得的数据点拟合后，在一条过原点的直线上，直线的斜率为k，由此可得重力加速度的大小__________（用k表示）。 四、计算题与论述题（写出必要的公式与文字说明，只有结果不得分） 17. 如图是一个水平弹簧振子的振动图像，试完成以下问题。 （1）写出该小球位移随时间变化的关系式。 （2）在第末到第末这段时间内，小球的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？ （3）该小球在第时的位移是多少？路程是多少？ 18. 如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，，，匝数，线圈电阻，定值电阻，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。求： （1）产生感应电动势最大值； （2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式； （3）交流电压表和交流电流表的示数。 19. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，取，求： （1）A、B间动摩擦因数； （2）长木板A质量； （3）A、B系统损失机械能。 20. 如图所示，把一个质量kg的小球放在高度m的直杆的顶端。一颗质量kg的子弹以m/s的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落地处离杆的水平距离m。取重力加速度m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）子弹刚穿出小球瞬间的速度v； （3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $