山东省泰安市新泰市紫光实验中学2024-2025学年高二上学期期中学情检测物理试题

2024-2025学年度期中学情检测 高二物理试题 一、单选题 1．如图所示，为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰、虚线表示波谷.已知两列波的波长，该时刻在P点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是( ) A.P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强 B.P点始终在波峰 C.P点的振动不遵循波的叠加原理，P点的振动也不始终加强 D.P点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强 2．一列波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为45°，折射波与界面夹角为60°，则下列说法正确的是( ) A.波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同 B.波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同 C.深水区中的波速、波长比浅水区中小 D.深水区中的波速、波长比浅水区中大 3．如图所示，1、2、3分别表示入射波、反射波、折射波的波线，则( ) A.2与1的波长、频率相等，波速不相等 B.2与1的波速、频率相等，波长不相等 C.3与1的波长、频率、波速均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不相等 4．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的a、b两处的质点振动图像如图所示，则( ) A.该波的振幅一定是20 cm B.该波的波长可能是14 m C.该波的波速可能是10.5 m/s D.该波由a传播到b可能历时7 s 5．如图所示，一列振幅为10 cm的简谐横波，其传播方向上有两个质点P和Q，两者的平衡位置相距3 m.某时刻两质点均在平衡位置且二者之间只有一个波谷，再经过0.3 s，Q第一次到达波峰.则下列说法不正确的是( ) A.波长可能为2 m B.周期可能为0.24 s C.波速可能为15 m/s D.0.3 s内质点P的位移大小为10 cm 6．浅层水波可视作简谐横波，如图所示，A、B为平衡位置在沿波源向外的一条直线上相距的两点，已知波源的振动周期为0.2 s，A点在振动的最高点，B点在平衡位置.下列判断正确的是( ) A.水波的波长最长为0.2 m B.若B点向上振动，则水波传播的最大速度为3 m/s C.若B点向下振动，则水波传播的最小速度为1 m/s D.质点B刚振动时，速度向右 7．一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16 m.如图乙所示为质点P的振动图像.则( ) A.该波的波速为240 m/s B.该波沿x轴正方向传播 C.质点P的平衡位置位于处 D.从开始，质点Q比质点N早回到平衡位置 8．一列简谐横波沿x轴方向传播，传播速度为10 m/s，振幅为10 cm.图甲为图乙中质点P的振动图像，图乙是时刻波的图像.则( ) A.该波沿x轴负方向传播 B.质点P平衡位置的坐标为 C.图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置 D.从时刻起再过1.26 s，质点P通过的路程 二、多选题 9．下列叙述属于波的反射现象的是( ) A.夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B.在空房间里讲话，会感到声音更响 C.墙里讲话墙外听 D.讲话者听到自己的回声 10．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像.关于该简谐横波，下列说法中正确的是( ) A.波速为18 cm/s B.沿x轴正方向传播 C.质点Q的平衡位置坐标 D.在时质点P移动到O点 11．如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，其中质点A的位置坐标为（0，-5 cm），质点B的位置坐标为（12 m，5 cm）.图乙为质点B的振动图像，图中C点坐标为（3 s，-10 cm），则下列说法正确的是( ) A.波的传播速度 B.波的传播速度 C.波沿x轴正方向传播 D.波沿x轴负方向传播 12．如图所示，有一周期为1 s、波长为1 m、沿x轴正方向传播的波，当时该波恰好传播到B点，A、B两点间波形如图所示，且图中已标出各点坐标.则时CD段和EF段的波形图分别为( ) A. B. C. D. 三、实验题 13．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为________mm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为________s。 （2）若该同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________。（选填下列选项前的序号） A.测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长 B.摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长 C.测量周期时，误将摆球（）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式求得周期T D.摆球质量过大 （3）如果该同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得摆线的长度为，测得周期为；第二次量得摆线的长度为，测得周期为。根据上述数据，可求得g值为________。 14．一学生小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）下列关于实验中选用的实验器材，正确的是_________。 A.长度约为的弹性细绳 B.长度约为的弹性细绳 C.球心开有小孔的金属小球 D.球心开有小孔的木质小球 （2）用游标卡尺测摆球的直径如图乙所示，摆球的直径为_________。 （3）某次实验中，使所用单摆的摆线长度为，则摆长为_________。 （4）该次实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第51次经过最低点的时间为，则此单摆的周期为_________s，该小组测得的重力加速度大小为_________（结果均保留三位有效数字） 四、计算题 15．质量为0.5 kg的金属小球，以6 m/s的速度水平抛出，抛出后经过0.8 s落地，g取。 （1）小球抛出时和刚落地时，动量的大小、方向如何？ （2）小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何？ （3）小球在空中运动的0.8 s内所受重力的冲量的大小和方向如何？ （4）说出你解答上述问题后的认识。 16．用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500 kg，最后一节火箭壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为。试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？ 17．如图，长为的轻绳一端固定在点，另一端连接质量为的小球P。起始时小球P位于点正上方的A点，绳子恰好伸直，给小球P一向左的水平初速度，当小球P运动到最低点B时恰好与位于光滑水平面上的小球Q发生弹性碰撞，Q的质量为，碰撞时间极短，碰撞后小球Q恰好能到达右侧光滑半圆形轨道的最高点D，图中C点、半圆圆心和D点在同一竖直线上。已知重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）小球P与小球Q碰撞前瞬间绳子拉力大小； （2）右侧光滑半圆形轨道半径R的大小。 18．汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。在某次正面碰撞试验中，汽车从固定的碰撞试验台左侧处由静止开始沿直线加速，经以的速度撞上碰撞实验台，撞后瞬间汽车的速度大小变为，方向与原方向相反，汽车与碰撞实验台的碰撞时间。求： (1)汽车从开始运动到恰好撞上碰撞实验台过程中的平均速度大小v； (2)汽车与碰撞实验台碰撞前后速度变化量的大小； (3)汽车与碰撞实验台碰撞过程中的平均加速度大小a。 参考答案 1．答案：D 解析：波发生干涉的条件是两列波的频率相同，由于，且同种介质中波速相同，根据，可知两列波频率不同，不能发生干涉现象，但能叠加，则P点的振动不可能一直加强，A、B、C错误，D正确. 2．答案：D 解析：波由深水区进入浅水区，频率不变，而波与界面的夹角由45°变为60°，如图所示.当波线a到达界面A点，设b波线刚好到达B点，此时AB与波线垂直，刚好在同一波面上，设经，b波线也刚到达界面上点，此时a波线已在浅水区传到处，刚好也是波面，且与波线垂直，由波线与界面的夹角知，设该波在深水区的波速为，在浅水区波速为，则，所以，由知，故选D. 3．答案：D 解析：反射波的波长、频率、波速与入射波相等，故A、B错误；折射波的波长、波速与入射波不相等，但频率相等，故C错误，D正确. 4．答案：C 解析：由题图可知该波的振幅为10 cm，周期为4 s，故A错误；由题图可知，在时刻，质点a经过平衡位置向上运动，质点b位于波谷，波由a向b传播，结合波形得到a、b间距离与波长的关系为，可得波长为，如果，则，不是整数，故B错误；当时，，波速为，故C正确；该波由a传播到b的时间为，由于n是整数，则t不可能为7 s，故D错误. 5．答案：B 解析：根据题意，P、Q之间的波形图可能有如图所示的几种情况，当P、Q之间有一个波谷两个波峰时，如图3，则有，解得，故A正确，不符合题意；根据波形图，由于波的传播方向不确定，故质点Q第一次到达波峰经历的时间可能为或，解得或，故B错误，符合题意；图1、2、3、4的波长分别为，当周期为1.2 s时，根据周期与波速之间的关系，可得，当周期为0.4 s时，可得波速为，故C正确，不符合题意；经过0.3 s，当质点Q到达波峰时，图1、2中质点P到达波峰，图3、4中质点P到达波谷，因此0.3 s内质点P的位移大小为10 cm，故D正确，不符合题意. 6．答案：B 解析：由题意可知，A点在振动的最高点，B点在平衡位置，则，整理得，当时，波长最长，为，A错误；若B点在平衡位置向上振动，当水波传播方向为由A向B时，有，得，波长最长为0.6 m，最大波速为，当水波传播方向由B向A时，有，得，波长最长为0.2 m，最大波速为，则B点向上振动，水波传播的最大速度为3 m/s，B正确；由已给信息无法求得最小波速，故C错误；质点B刚振动时，速度方向沿上下方向，D错误. 7．答案：D 解析：设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，两质点平衡位置间的距离为，解得，由题图乙可知该波的周期为，所以该波的波速为，故A错误；由题图乙可知，时刻，质点P沿y轴负方向运动，根据“上下坡法”可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；由题图乙可知，在后，质点P第一次位于波峰的时刻为，可知此波峰为时刻质点Q所在处的波峰传播来的，所以，解得，故C错误；从开始，质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为，题图甲中，质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为，该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为，则，即质点Q比质点N早回到平衡位置，故D正确. 8．答案：B 解析：由题图乙可知，波长为，由可得，则在时，由题图甲可知，P在平衡位置上方向平衡位置运动，则根据“上下坡法”可知该波沿x轴正方向传播，故A错误；P不随波的传播迁移，其在x轴上的坐标不变，由题图乙可知，解得，故B正确；波沿x轴正方向传播，则时P向平衡位置运动，Q远离平衡位置向上运动，则质点P先回到平衡位置，故C错误；从时刻起再过，5个完整周期内质点P通过的路程为，在剩下的内波形相对于题图乙向右平移，则平移后P的纵坐标为，则质点P通过的路程为，故D错误. 9．答案：ABD 解析：墙里讲话墙外听是波的衍射现象，A、B、D选项描述的均属于波的反射现象，故选A、B、D. 10．答案：AC 解析：由题图可知，该波的波长为，周期为，波速为，A正确；当时，质点Q向上运动，结合题图甲和“上下坡法”可知该波沿x轴负方向传播，B错误；由题图甲可知，处，则，由题图乙可知，时，质点Q处于平衡位置，经过，其振动状态沿x轴负方向传播到P点处，则，解得，C正确；该波沿x轴负方向传播，而质点P只能在平衡位置附近上下振动，不随波迁移，D错误. 11．答案：BC 解析：由题图乙可知时刻质点B的振动方向向下，由题图甲，根据“微平移法”可知波沿x轴正方向传播，故C正确，D错误；时刻质点B的位移为5 cm，即，根据三角函数可得质点B离平衡位置的相位差为，由题图乙可得，解得，由题图甲可知A、B质点的相位差为π，故，可得，波的传播速度为，故A错误，B正确. 12．答案：AC 解析：由题意可知，时波的传播距离为6 m，此时处质点开始向上振动，将波形画完整，可知A、C正确.故选A、C. 13．答案：（1）10.70；96.8（2）C（3） 解析：（1）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以单摆小球的直径为 秒表的读数为分针读数与秒针读数之和，所以图中秒表的示数为。 （2）A.根据 整理得 测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误； B.摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故B错误； C.测量周期时，误将摆球（）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C正确； D.摆球的质量过大，不影响重力加速度的测量，故D错误。 故选C。 （3）根据单摆的周期公式有 联立可得 14．答案：（1）C（2）13.4（3）90.25（4）1.90；9.87（9.86） 解析：（1）实验时，应选用长约的细丝线和球心开有小孔的金属小球，选项C正确。 （2）摆球的直径。 （3）单摆摆线的长度为，则摆长。 （4）一次全振动摆球经过最低点两次，故此单摆的周期；由单摆的周期表达式，可得重力加速度大小。 15．答案：见解析 解析：（1）平抛运动水平方向做匀速运动 竖直方向做自由落体运动 由得 则小球落地时速度 小球抛出时动量，方向沿水平方向 小球落地时动量，方向与水平方向成53°角向下。 （2）小球从抛出到落地 初动量与动量变化量的矢量和为末动量， 则及符合三角形定则 所以，方向竖直向下。 （3）由冲量定义式得，小球平抛运动过程中所受重力的冲量， 方向竖直向下。 （4）平抛运动过程中，合外力的冲量即重力的冲量等于小球动量的变化。 16．答案：见解析 解析：设分离后卫星与火箭壳体相对地面的速度分别为和，分离时系统在轨道切线方向上动量守恒 则 且 代入数据解得 分离后，，卫星将做离心运动，将以该点为近地点做椭圆运动，而火箭壳体分离后速度，因此将做近心运动，其轨道为以该点为远地点的椭圆运动，若进入大气层，它的轨道将不断降低，最后将会在大气层中烧毁。 17．答案：（1）（2） 解析：（1）由题意可知 故小球P抛出后做平抛运动。设经时间t绳子绷直。设水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，如图所示 解得 可见，绳子绷直时恰好处于水平状态，如图所示 绳子绷直后水平分速度将减为0，竖直速度为，设运动到B点时速度为，则 解得 对小球P由动能定理得 代入数据解得 对小球由牛顿第二定律得 解得 （2）设小球Q被撞后速度为，碰后P的速度为，由动量守恒定律与机械能守恒定律得 设小球Q运动到D点时速度大小为 解得 18．答案：(1)5m/s (2)12m/s (3)240 解析：（1）根据平均速度的定义可知 （2）以初速度方向为正方向，汽车与碰撞实验台碰撞前后速度变化量为 负号表示方向与初速度方向相反，即大小为12m/s。 （3）根据加速度的定义可知 负号表示方向与初速度方向相反，大小为240。 学科网（北京）股份有限公司 $$