精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市平罗中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

平罗中学2023-2024学年第二学期期中考试试题 高二物理 满分：100分 时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 分析下列物理现象：①“闻其声而不见其人”；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的（　 　） A. 折射、多普勒效应 B. 衍射、干涉 C. 折射、衍射 D. 衍射、多普勒效应 2. 关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A. 波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B. 波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C. 波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D. 波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 3. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B. t=2s时，振子速度为负，加速度为正的最大值 C. t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D. t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 4. 质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离开地的速率为v2．在碰撞过程中，钢球受到合力的冲量的方向和大小为（　 ） A. 向上， B. 向下， C. 向下， D. 向上， 5. 两个步调相同的相干波源、上、下振动，波在水平方向上传播，形成了如图所示的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均为5cm，下列说法中正确的是（　　） A. 质点d始终保持静止不动 B 质点b振动始终加强，质点c振动始终减弱 C. 图示时刻，b、c两质点竖直高度差为10cm D. 质点a过一段时间会移动到b点所在位置 6. 一个质点在平衡位置O点附近a、b间做简谐运动。若从O点开始计时，经过5s质点第一次经过M点（如图所示）；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点做简谐运动的周期是（　　） A. 22s B. 24s C. 8s D. 6s 7. 如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（　　） A. 10m B. 30m C. 40m D. 60m 8. 如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，A摆与C摆的摆长相等，D摆的摆长最长，B摆最短。先将A摆拉离平衡位置后释放（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（　　） A. 所有摆都做自由振动 B. 所有摆均以相同摆角振动 C. 所有摆均以相同频率振动 D. C摆振幅最大 9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（甲）是t=3s时的波形图，图（乙）是波中某质点P的振动图像，下列判断中正确的是（ 　） A. 质点P在t=3s时沿y轴正方向振动 B. 质点P在t=3s时的速度为零 C. 质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm D. 该简谐波的波速为0.1m/s 10. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（，）的质点刚好开始振动，经，P质点从t=0时刻开始首次位于波峰位置。Q点的坐标是（，），则下列说法正确的是（　　） A. 波速为5cm/s B. 周期为2.4s C. t=1.0s时，质点Q的位移为 D. t=1.5s时，质点Q的位移为 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本大题14分） 11. 用如图1所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为、，且。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平地面P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止滚下，小球1和小球2碰撞后分别落在复写纸上，在白纸上留下各自落点的痕迹。实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON。 （1）本实验必须满足条件是_________。 A. 斜槽轨道必须是光滑 B. 斜槽轨道末端必须是水平的 C. 小球1每次必须从同一高度由静止释放 （2）若两球相碰前后的动量守恒，实验中的测量量应满足的关系式为：_________。 （3）在上述实验中换用不同材质小球，其它条件不变，可以改变小球的落点位置。如图2所示的三幅图中，可能正确的落点分布是_________。 12. 小明同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中， （1）将摆球悬挂于铁架台上，下列各图中悬挂方式正确的是______：测量小球直径时游标卡尺如图所示，其读数为___________； （2）测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为___________； （3）改变几次摆长L并测出相应的周期T，作出图像，求出重力加速度g，三位同学分别作出的图像的示意图如图所示，图线a对应的g值较接近当地重力加速度值，图像b与a平行，则（ ）。 A．出现b的原因可能是误将摆线长记为摆长 B．出现c的原因可能是每次测量时均将40次全振动记为39次 C．利用图像c计算得到的g值大于a对应的g值 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在5s内通过的路程和t = 5s时的位移； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 14. 如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是0.2s后的波形图 （1）若波向左传播，波的速度是多大（以m/s为波速单位）？波的周期是多大？ （2）若波向右传播，波的速度是多大（以m/s为波速单位）？波的周期是多大？ （3）若波速是10.25m/s，求波的传播方向。 15. 如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为8 kg的小车C的上表面平滑相接，圆弧面上有滑块A，在小车C的左端有一滑块B，滑块A与B的质量均为2 kg，且均可视为质点。滑块A从距小车的上表面高h＝1.25 m处由静止下滑，与B碰撞，已知碰撞过程时间极短，滑块A、B与小车C间的动摩擦因数均为μ＝0.5，水平地面光滑，g取10 m/s2。求： （1）如果滑块A与B碰撞后粘在一起，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小； （2）如果A、B碰撞无机械能损失，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小（必须有方程）； （3）如果A、B碰撞无机械能损失且B最终没有从小车C上滑出，求小车C上表面的最短长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 平罗中学2023-2024学年第二学期期中考试试题 高二物理 满分：100分 时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 分析下列物理现象：①“闻其声而不见其人”；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的（　 　） A. 折射、多普勒效应 B. 衍射、干涉 C. 折射、衍射 D. 衍射、多普勒效应 【答案】D 【解析】 【详解】①闻其声而不见其人”属于声音的衍射；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于波的多普勒效应。 故选D。 2. 关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A. 波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B. 波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C. 波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D. 波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．波发生反射时，波在同一种介质中传播，波的频率、波长、波速大小均不变，故A错误，B正确； CD．波发生折射时，波速发生变化，波的频率由波源决定，则波的频率不变，波长发生变化，故CD错误。 故选B。 3. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　） A. t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B. t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C. t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D. t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．t=1s时，在负向最大位移处，故速度为零， ，加速度最大，为正，故A正确； B．t=2s时，振子的速度为正，加速度为零，故B错误； C．t=3s时，振子的速度为零，加速度负向最大，故C错误； D．t=4s时，振子的速度为负，加速度为零，故D错误。 故选A。 4. 质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离开地的速率为v2．在碰撞过程中，钢球受到合力的冲量的方向和大小为（　 ） A. 向上， B. 向下， C. 向下， D. 向上， 【答案】A 【解析】 【详解】选取竖直向下方向为正方向，根据动量定理得地面对钢球的冲量 I=-mv2-mv1=-m（v1+v2） 则地面对钢球的冲量的方向向上，大小为m（v1+v2），故选A。 5. 两个步调相同的相干波源、上、下振动，波在水平方向上传播，形成了如图所示的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均为5cm，下列说法中正确的是（　　） A. 质点d始终保持静止不动 B 质点b振动始终加强，质点c振动始终减弱 C. 图示时刻，b、c两质点竖直高度差为10cm D. 质点a过一段时间会移动到b点所在位置 【答案】A 【解析】 【详解】A．质点d是波峰与波谷相遇，所以d为振动减弱点，由于两列波振幅相等，则质点d始终保持静止不动，故A正确； B．质点b是波峰与波峰相遇，质点c是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，故B错误； C．由B选项分析可知，、均为振动加强点，振幅均为10cm，b在波峰，c在波谷，则此时b、c两质点的竖直高度差为20cm，故C错误； D．做简谐运动的质点只会在其平衡位置附近运动，不会随波迁移，故D错误。 故选A。 6. 一个质点在平衡位置O点附近a、b间做简谐运动。若从O点开始计时，经过5s质点第一次经过M点（如图所示）；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点做简谐运动的周期是（　　） A. 22s B. 24s C. 8s D. 6s 【答案】BC 【解析】 【详解】若振子开始运动的方向先向左，再向M点运动，运动路线如图1所示 质点从O到a再b的时间为 得到振动的周期为 若振子开始运动的方向向右直接向M点运动，如图2 质点从O到b的时间为 解得 故选BC。 7. 如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（　　） A. 10m B. 30m C. 40m D. 60m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】人与气球组成的系统动量守恒，设人的质量为，速度，气球的质量为，速度，运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒得 则 即 可得 则绳子长度 L=s气球+s人=10m+20m=30m 即绳子至少长30m，故选B。 【点睛】本题为动量守恒定律的应用，属于人船模型的类别，关键要找出人和气球的速度关系和绳子长度与运动路程的关系。 8. 如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，A摆与C摆的摆长相等，D摆的摆长最长，B摆最短。先将A摆拉离平衡位置后释放（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（　　） A. 所有摆都做自由振动 B. 所有摆均以相同摆角振动 C. 所有摆均以相同频率振动 D. C摆振幅最大 【答案】CD 【解析】 【详解】ABD．A摆摆动起来后，通过水平绳子对B、C、D三个摆施加周期性的驱动力，使B、C、D三摆做受迫振动，BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于C与A的摆长是相等的，所以C的固有频率与A相等，C做共振，振幅最大．故AB错误，D正确； C．BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆均以相同频率振动，故C正确。 故选CD。 9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（甲）是t=3s时的波形图，图（乙）是波中某质点P的振动图像，下列判断中正确的是（ 　） A. 质点P在t=3s时沿y轴正方向振动 B. 质点P在t=3s时的速度为零 C. 质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm D. 该简谐波的波速为0.1m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图乙知t=3s时图像切线的斜率为正值，说明质点P此时正沿y轴正方向振动，故A正确； B．由图乙知，t=3s时质点P的位移为0，正通过平衡位置，速度最大，故B错误； C．由图甲知，简谐横波沿x轴正方向传播，x=4cm处的质点正通过平衡位置向上，与质点P在t=3s时的状态相同，所以质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm，故C正确； D．由甲读出波长为4cm，由图乙读出周期为4s，则该波的波速为 m/s 故D错误。 故选AC。 10. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（，）的质点刚好开始振动，经，P质点从t=0时刻开始首次位于波峰位置。Q点的坐标是（，），则下列说法正确的是（　　） A. 波速为5cm/s B. 周期为2.4s C. t=1.0s时，质点Q的位移为 D. t=1.5s时，质点Q的位移为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．波沿x轴负方向传播，根据波形平移法知t=0时刻P质点向下振动，经过首次到达波峰位置，由此可知 解得周期为 由图可知波长为 则波速为 故A正确；B错误； CD．波传到Q点的时间为 t=1.0s时，质点Q的位移为 t=1.5s时，质点Q的位移为 故C错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本大题14分） 11. 用如图1所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为、，且。在木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平地面P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止滚下，小球1和小球2碰撞后分别落在复写纸上，在白纸上留下各自落点的痕迹。实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON。 （1）本实验必须满足的条件是_________。 A. 斜槽轨道必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端必须是水平的 C. 小球1每次必须从同一高度由静止释放 （2）若两球相碰前后的动量守恒，实验中的测量量应满足的关系式为：_________。 （3）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，可以改变小球的落点位置。如图2所示的三幅图中，可能正确的落点分布是_________。 【答案】 ①. BC ②. ③. B 【解析】 【详解】（1）[1]平抛运动的水平位移与速度成正比，所以斜槽末端是否光滑对该实验影响不大，故A错误； B．为了保证小球在碰撞后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故B正确； C．小球1每次必须从同一高度由静止释放是为了保证每次碰撞情况相同，故C正确。 故选BC （2）[2]小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向上 斜槽高度一定，小球运动的时间相同，在水平方向上 两球碰撞前后动量守恒，其表达式为 （3）[3]该实验要验证的表达式 又m1>m2 所以 ， 碰撞过程中能量之间应该满足 对比A图，，故A错误； B图中，，且，故B正确； C图中，，但，故C错误。 故选B。 12. 小明同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中， （1）将摆球悬挂于铁架台上，下列各图中悬挂方式正确的是______：测量小球直径时游标卡尺如图所示，其读数为___________； （2）测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为___________； （3）改变几次摆长L并测出相应的周期T，作出图像，求出重力加速度g，三位同学分别作出的图像的示意图如图所示，图线a对应的g值较接近当地重力加速度值，图像b与a平行，则（ ）。 A．出现b的原因可能是误将摆线长记为摆长 B．出现c的原因可能是每次测量时均将40次全振动记为39次 C．利用图像c计算得到的g值大于a对应的g值 【答案】 ①. C ②. 20.6 ③. ④. B 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] 探究单摆周期与摆长的关系时，悬点要固定，故AB错误，C正确； [2]游标卡尺的读数为； (2)[3] 测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，摆球每半个周期经过平衡位置一次，则时间t内单摆共摆动次，则单摆周期为 (3)[4]A．由图示图像可知，对图线b，当T2为零时，l不为零，所测摆长偏大，故A错误； B C．每次测量时均将40次全振动记为39次，周期测量值变大，由 可知，图线斜率变大，即 变大，所以利用图像c计算得到的g值小于a对应的g值，故B正确，C错误。 故选B 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在5s内通过的路程和t = 5s时的位移； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 【答案】（1）；（2），；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）由图（a）可知周期为 则这列横波的波长为 （2）根据 可知波源在5s内通过的路程为 结合图（a）振动图像可知，t = 5S时波源的位移为 （3）t = 4s时刻，经过一个周期，波刚好向前传播了一个波长距离，且波源处于平衡位置向上振动，则t = 4s时刻的波形图如图所示 14. 如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是0.2s后的波形图 （1）若波向左传播，波的速度是多大（以m/s为波速单位）？波的周期是多大？ （2）若波向右传播，波的速度是多大（以m/s为波速单位）？波的周期是多大？ （3）若波速是10.25m/s，求波的传播方向。 【答案】（1）m/s（n=0，1，2…）；s（n=0，1，2…）；（2）m/s（n=0，1，2…）；s（n=0，1，2…）；（3）向左传播 【解析】 【详解】（1）若波向左传播，可知 s（n=0，1，2…） 解得 s（n=0，1，2…） 波长为20cm，则波速为 m/s（n=0，1，2…） （2）若波向右传播，可知 s（n=0，1，2…） 解得 s（n=0，1，2…） 波长为20cm，则波速为 m/s（n=0，1，2…） （3）若波速是10.25m/s，代入速度的表达式 m/s（n=0，1，2…） 解得 则波向左传播。 15. 如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为8 kg的小车C的上表面平滑相接，圆弧面上有滑块A，在小车C的左端有一滑块B，滑块A与B的质量均为2 kg，且均可视为质点。滑块A从距小车的上表面高h＝1.25 m处由静止下滑，与B碰撞，已知碰撞过程时间极短，滑块A、B与小车C间的动摩擦因数均为μ＝0.5，水平地面光滑，g取10 m/s2。求： （1）如果滑块A与B碰撞后粘在一起，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小； （2）如果A、B碰撞无机械能损失，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小（必须有方程）； （3）如果A、B碰撞无机械能损失且B最终没有从小车C上滑出，求小车C上表面的最短长度L。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）设滑块A与B碰撞前瞬间，滑块A的速度为，由机械能守恒定律得 解得 如果滑块A与B碰撞后粘在一起，根据动量守恒可得 解得碰撞后瞬间A、B的速度大小 （2）如果A、B碰撞无机械能损失，设滑块A与B碰撞后瞬间，A的速度为，B的速度为，根据系统动量守恒和机械能守恒可得 解得 ， （3）设滑块B与小车C最后达到相同速度为，小车C上表面最短长度L，根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$