精品解析：福建省三明市尤溪县第七中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

2023-2024学年第二学期期中考试 高二物理 （满分100分 完卷时间75分钟） 一、单项选择题（每小题4分，共16分） 1. 如图所示，质量为m的物块静止在倾角为的斜面上，在与斜面夹角为的恒力F拉动下沿斜面向上运动，经过时间t运动过程中（　　） A. 物块重力的冲量为0 B. 物块所受拉力的冲量为 C. 物块的动量一定增大 D. 物块受到合力的冲量为 2. 两个振幅相同的波源S1、S2在水槽中形成如图所示的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 A. 在两波相遇的区域中会产生干涉 B. a点此时位移最大 C. a点的振动始终加强 D. a点的振动始终减弱 3. 如图所示，在冰壶世锦赛上中国队以8：6战胜瑞典队，收获了第一 个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为19kg的冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心，若两冰壶质量相等，则下列判断正确的是（　　） A. 瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞 B. 瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞 C. 瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞 D. 瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞 4. 人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m。人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为（　 　） A. B. C. D. 二、双项选择题（每小题有且只有两个答案，全选对且没有错误答案的得6分，选不全且没有错误答案的得3分，不选或有错误答案的不得分，每小题6分共24分） 5. 为京津冀地区“减煤治霾”，河北张家口草原天路景区新建新能源项目1500万千瓦，风力发电机如图所示，风力带动三个叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密度为，空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，下列说法正确的是（　　） A. 一台风力发电机获得风能的功率为 B. 一台风力发电机获得风能的功率为 C. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为 D. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为 6. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播方向是沿x轴正方向 B. 这列波的传播速度是20m/s C. 经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3m D. 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 7. A、B两个振源在一个周期内的振动情况分别如图甲、乙所示。若它们相距10m，从t=0时刻开始振动，它们产生的简谐横波在同一均匀介质中传播，经过0.5s两列波相遇。下列说法正确的是（　　） A. 在两振源连线上，两波相遇的位置距离振源A为6m B. A、B两列波的波长之比为2:3 C. 两振源连线的中点的位移可能不为0 D. 这两列波能产生干涉现象 8. 如图所示，质量为M，半径为R光滑半圆槽静止在光滑的水平地面上。一质量为m小球恰好能从右边缘沿槽的切线方向释放滑入槽内，小球沿槽内壁运动直至槽左边缘。关于小球和半圆槽的运动（重力加速度为g），下列说法正确的是（　　） A. 小球和半圆槽组成的系统，动量守恒，机械能守恒 B. 小球和半圆槽组成的系统，动量不守恒，机械能守恒 C. 小球滑到半圆槽最底端时的速度等于 D. 小球沿半圆槽右边缘滑到半圆槽左边缘过程中，半圆槽向右的位移为 三、填空题（每空格3分，共6分） 9. 一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0.6s，质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为______m/s，质点b第一次出现在波峰的时刻为______s。 四、实验题（每空格3分，共18分） 10. 一同学为了测量当地的重力加速度，选用电动机、长条白纸、毫米刻度尺、长木板以及由装满颜料的带孔小球和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，把白纸固定在长木板上，实验中，电动机以的速度匀速拖动长木板带动纸带运动，同时让小球垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，小球可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了小球在不同时刻的位置，如图乙所示。实验中该同学测出了细线悬挂点到小球下边缘的距离L，如图丙所示，白纸上得到的图像AB间的距离x。通过改变L，测出对应的AB距离x，获得多组x与L数据，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像，如图丁所示。由图像可知，摆球的半径________m，当地重力加速度________（结果保留三位有效数字）；该同学测得的重力加速度值与实际的重力加速度值相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。（假设整个过程中小球的重心位置不变，） 11. 用如图所示的装置，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m1、m2，且m1> m2。在水平木板上铺一张白纸，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，落到水平木板上的P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。 （1）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水平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 B.斜槽轨道末端必须是水平的 C.小球1每次必须从同一位置由静止释放 ②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为OP＝______。（用m1、m2、OM、ON表示） （2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是______。 A． B. C. 五、计算题（共36分） 12. 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O为单摆的悬点，现将小球拉至A点静止释放，摆球在竖直平面内A，B，C间来回摆动，其中B为最低位置，小于5°。图乙为小球对摆线的拉力大小F随时间t变化关系曲线，t=0为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取10m/s2） （1）单摆周期； （2）摆球的摆长。 13. 如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。 （1）若波沿x轴负方向传播，且周期大于0.2s，求它的周期； （2）若波沿x轴正方向传播，且周期满足，求波的传播速度： 14. 如图所示，光滑水平地面上静止放置一辆上表面光滑、质量为4kg小车A，可视为质点的物块B质量为2kg，置于A的最右端，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后B与小车左端固定挡板发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动0.6s，二者的速度达到2m/s。求： （1）A开始运动时加速度a的大小； （2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小； （3）A、B碰撞过程中产生的热量； （4）A的上表面长度l。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期期中考试 高二物理 （满分100分 完卷时间75分钟） 一、单项选择题（每小题4分，共16分） 1. 如图所示，质量为m的物块静止在倾角为的斜面上，在与斜面夹角为的恒力F拉动下沿斜面向上运动，经过时间t运动过程中（　　） A. 物块重力的冲量为0 B. 物块所受拉力的冲量为 C. 物块的动量一定增大 D. 物块受到合力的冲量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据冲量的计算公式可知，物块所受重力的冲量为mgt，故A错误； B．根据冲量的计算公式可知，物块所受拉力的冲量为，故B正确； C．由于物体从静止开始向上运动，一定做加速运动，速度不断增大，因此动量不断增大，故C正确； D．物块受到合力的冲量应为拉力、重力、可能受摩擦力在斜面方向冲量的合冲量，不为，故D错误。 故选BC。 2. 两个振幅相同的波源S1、S2在水槽中形成如图所示的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 A. 在两波相遇的区域中会产生干涉 B. a点此时位移最大 C. a点的振动始终加强 D. a点的振动始终减弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图中看出，两列波的波长不同，而在同一介质中不同的机械波的波速相等，根据v=λf，所以两列水波的频率不同，而只有两列波的频率相同时才能发生干涉现象，所以在两波相遇的区域中不会产生干涉，故A错误； B．此时a点为波峰与波峰叠加，a点的位移为这两列波引起位移的矢量和，则此时a点位移最大，故B正确； CD．从图上可以看成，两列波的波长不同，波速相等，则频率不等，则不会发生干涉现象，不会出现振动始终加强点和减弱点，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，在冰壶世锦赛上中国队以8：6战胜瑞典队，收获了第一 个世锦赛冠军，队长王冰玉在最后一投中，将质量为19kg冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的瑞典冰壶，然后中国队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心，若两冰壶质量相等，则下列判断正确的是（　　） A. 瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞 B. 瑞典队冰壶的速度为0.3m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞 C. 瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞 D. 瑞典队冰壶的速度为0.5m/s，两冰壶之间的碰撞是非弹性碰撞 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】两冰壶碰撞的过程中动量守恒，规定向前运动方向为正方向，根据动量守恒定律有 代入数据得 解得 动能减小量： 故动能减小，是非弹性碰撞；ACD错误，B正确。 故选B。 【名师点睛】两冰壶在碰撞的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出碰后中国队冰壶获得的速度，通过计算动能改变量来判断是否为弹性碰撞。 4. 人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m。人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为（　 　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】设人沿软绳滑至地面，软绳长度至少为L。以人和气球系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向，由动量守恒定律得 0=Mv2+mv1 人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L-h，速度大小 人相对于地面下降的高度为h，速度大小为 得 解得 故选D。 二、双项选择题（每小题有且只有两个答案，全选对且没有错误答案的得6分，选不全且没有错误答案的得3分，不选或有错误答案的不得分，每小题6分共24分） 5. 为京津冀地区“减煤治霾”，河北张家口草原天路景区新建新能源项目1500万千瓦，风力发电机如图所示，风力带动三个叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密度为，空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，下列说法正确的是（　　） A. 一台风力发电机获得风能的功率为 B. 一台风力发电机获得风能的功率为 C. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为 D. 空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．单位时间t内经过叶片的空气质量为 空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，则损失的动能为 由能量守恒定律可得，单位时间t内，一台风力发电机获得风能为 一台风力发电机获得风能的功率为 所以A错误；B正确； CD．由动量定理可得空气对风力发电机叶片的平均作用力F 代入数据可得 则空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为 所以D正确；C错误； 故选BD。 6. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是（　　） A. 这列波的传播方向是沿x轴正方向 B. 这列波的传播速度是20m/s C. 经过0.15s，质点P沿x轴的正方向传播了3m D. 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．由乙图看出，t=0时刻质点P的速度向下，由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A正确； B．由甲图知该波的波长 λ=4m 由乙图知，周期 T=0.2s 则波的传播速度为 故B正确； C．机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误； D．图示时刻Q点正沿y轴正方向运动，因 t=0.1s= 则经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴负方向，故D错误。 故选AB。 7. A、B两个振源在一个周期内的振动情况分别如图甲、乙所示。若它们相距10m，从t=0时刻开始振动，它们产生的简谐横波在同一均匀介质中传播，经过0.5s两列波相遇。下列说法正确的是（　　） A. 在两振源连线上，两波相遇的位置距离振源A为6m B. A、B两列波的波长之比为2:3 C. 两振源连线的中点的位移可能不为0 D. 这两列波能产生干涉现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．简谐横波在同一均匀介质中传播时，两波的传播速度大小相等，所以在两振源连线上，两波相遇的位置距离在两波源连线的中点，也就是距离振源A为5m处，故A错误； B．由波速与波长的关系 可得 故B正确； CD．因为这两列波的周期不同，频率不同，所以这两列波不能产生干涉现象，两振源连线的中点的位移也不可能始终为0，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图所示，质量为M，半径为的R光滑半圆槽静止在光滑的水平地面上。一质量为m小球恰好能从右边缘沿槽的切线方向释放滑入槽内，小球沿槽内壁运动直至槽左边缘。关于小球和半圆槽的运动（重力加速度为g），下列说法正确的是（　　） A. 小球和半圆槽组成的系统，动量守恒，机械能守恒 B. 小球和半圆槽组成系统，动量不守恒，机械能守恒 C. 小球滑到半圆槽最底端时的速度等于 D. 小球沿半圆槽右边缘滑到半圆槽左边缘的过程中，半圆槽向右的位移为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球落入槽中后，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，故A错误，B正确； C．当小球运动到最低点时，有 解得 故C错误； D．小球沿半圆槽右边缘滑到半圆槽左边缘的过程中，有 解得 故D正确。 故选BD。 三、填空题（每空格3分，共6分） 9. 一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图所示，经0.6s，质点a第一次到达波峰位置，则这列波的传播速度为______m/s，质点b第一次出现在波峰的时刻为______s。 【答案】 ①. 5 ②. 1 【解析】 【详解】[1]由于波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法可知，a点向下振动，结合图像知a点第一次到波峰所用时间为 所以周期为 波速为 [2]x=3m处波峰传到b点距离为5m，所以质点b第一次出现在波峰的时刻为 四、实验题（每空格3分，共18分） 10. 一同学为了测量当地的重力加速度，选用电动机、长条白纸、毫米刻度尺、长木板以及由装满颜料的带孔小球和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，把白纸固定在长木板上，实验中，电动机以的速度匀速拖动长木板带动纸带运动，同时让小球垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，小球可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了小球在不同时刻的位置，如图乙所示。实验中该同学测出了细线悬挂点到小球下边缘的距离L，如图丙所示，白纸上得到的图像AB间的距离x。通过改变L，测出对应的AB距离x，获得多组x与L数据，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像，如图丁所示。由图像可知，摆球的半径________m，当地重力加速度________（结果保留三位有效数字）；该同学测得的重力加速度值与实际的重力加速度值相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。（假设整个过程中小球的重心位置不变，） 【答案】 ①. ②. ③. 一样 【解析】 【详解】[1][2] AB距离为x，5个周期，则有 解得 根据 可得 所以 即 根据 , 图像的斜率 重力加速度 , [3] 用的关系图线求当地重力加速度值 图像的斜率不变，所测重力加速度一样。 11. 用如图所示的装置，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m1、m2，且m1> m2。在水平木板上铺一张白纸，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，落到水平木板上的P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。 （1）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水平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每次必须从同一位置由静止释放 ②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为OP＝______。（用m1、m2、OM、ON表示） （2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是______。 A． B. C. 【答案】 ①. BC ②. ③. B 【解析】 【详解】（1）[1]A．保证小球每次从同一位置静止释放，摩擦力的影响相同即可，不需要使斜槽轨道光滑，故A错误； B．小球从斜槽末端抛出后做平抛运动，故斜槽末端必须保持水平，故B正确； C．小球1每次必须从同一位置静止释放，才能使小球抛出的速度保持不变，故C正确。 故选BC。 [2]小球离开斜槽末端做平抛运动 下落高度相同，运动时间相同，故水平位移与初速度成正比 若小球在碰撞过程中动量守恒有 解得 （2）[3] 根据 可知 则A错误； 两球碰撞前后动量守恒 碰撞前后小球的能量应满足 设单个格子的长度为a，在B图中OP=10a，OM=7a，ON=8a，在C图中OP=9a，OM=7a，ON=20a；分别代入两式中可得B图中数据满足动量守恒和机械能不增加原则，故B正确，C错误。 故选B。 五、计算题（共36分） 12. 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O为单摆的悬点，现将小球拉至A点静止释放，摆球在竖直平面内A，B，C间来回摆动，其中B为最低位置，小于5°。图乙为小球对摆线的拉力大小F随时间t变化关系曲线，t=0为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息求：（g取10m/s2） （1）单摆的周期； （2）摆球的摆长。 【答案】（1）0.4πs；（2）0.4m 【解析】 【详解】（1）由乙图可知 （2）根据单摆的周期公式 可得 13. 如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。 （1）若波沿x轴负方向传播，且周期大于0.2s，求它的周期； （2）若波沿x轴正方向传播，且周期满足，求波的传播速度： 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）波沿x轴负方向传播时，有 ，、1、2… 由此可得 ，、1、2… 同时由即可得 ， （2）波沿x轴正方向传播时，有 ，，1，2… 则 n=1，T=0.16s 同时由可得 14. 如图所示，光滑水平地面上静止放置一辆上表面光滑、质量为4kg小车A，可视为质点的物块B质量为2kg，置于A的最右端，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后B与小车左端固定挡板发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动0.6s，二者的速度达到2m/s。求： （1）A开始运动时加速度a的大小； （2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小； （3）A、B碰撞过程中产生的热量； （4）A的上表面长度l。 【答案】（1）2.5m/s2；（2）1m/s；（3）1.5J；（4）0.45m 【解析】 【详解】（1）对A车受力分析，有 解得 （2）A、B碰撞后，利用动量定理，有 联立可得 （3）A、B碰撞过程中系统的动量守恒，则 联立解得 （4）AB碰前A做匀加速直线运动，有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$