江西省南昌市第十九中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

南昌十九中 2024-2025 学年上学期期末考试高二年级物理试卷 命题人：徐靖昙 审题人：严改汝 一、选择题（1-7为单选，每题 4分，8-10 为多选，每题 6分，选对但不全 3分，错选不得分。本题共 46 分） 1．关于机械振动，下列说法正确的是（ ） A．水平放置的弹簧振子做简谐运动时的能量等于在平衡位置时振子的动能 B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 C．单摆的周期随摆球质量的增大而减小 D．单摆运动到平衡位置时，速度最大，回复力为零，合力也为零 2．下列说法中错误的是（ ） A．沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小，这是波的干涉现象 B．在大树前说话，大树后面的人可以听到，这是波的衍射现象 C．大街上警车尖叫着从行人旁疾驰而去，行人听到警笛声音由高变低，这是声音的多普勒效应 D．发声的电铃放在真空罩里，外面听不到声音，这是因为电铃在真空中不能振动 3．如图所示，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密 封，且小球处于静止状态，装置的密封性、导热性良好。现将小球向下按压距离 A后由静止释放，并 开始计时，忽略空气阻力，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T ，则经 8 T 时间，小球从最低点向上 运动的距离为（ ） A． 1 2 A B． 2 2 A C． 2 1 2 A − D． 2 2 2 A − 4．图（a）为一列简谐横波在 2st = 时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在𝑥 = 1.5𝑚处质点的振动图 象，P 是平衡位置为𝑥 = 2𝑚的质点，以下说 法正确的是（ ） A．波的传播是沿 x轴正向 B．波的传播速度是 1m/s C．t=3s 时，质点 P 的加速度为 0 D．前 2s 内，质点 P 运动的路程为 4cm 5．将一轻弹簧与小球组成的弹簧振子竖直悬挂，上端装有一记录弹力的拉力传感器。当振子上下振动 时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知弹簧的劲度系数 k=100N/m，g取 10m/s2 下列说法正确的是 （ ） A．小球的质量为 2kg B．t=2s 时小球的加速度为 0 C．0～2s 时间段内，弹簧的弹力对小球的冲量大小为 20N·s D．小球的振幅为 0.2m 6．外阻过小对干电池有影响，主要影响电池的输出电压和放电能力。某同学做实验进行探究，并作出 如图所示的𝑈 − 𝐼图像，直线甲为干电池的路端电压与电流的关系图像，直线乙为电阻 R 的电压与电流的 关系图像。若将干电池与电阻 R 组成闭合电路，下列说法错误的是（ ） A．电阻 R 的阻值为0.2𝛺 B．干电池的效率为 40% C．干电池的电动势为2 𝑉，内阻为5𝛺 D．干电池的输出功率为3.2 W 7．如图所示，电源电动势为 E，内阻为 r。电路中的 R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电 阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关 S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于 静止状态。有关下列说法中正确的是（ ） A．只逐渐增大 R1的光照强度，电阻 R0消耗的电功率变大，电阻 R3中有向下 的电流 B．只将滑动变阻器 R3的滑动端 P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电 阻 R3中有向上的电流 C．只将滑动变阻器 R2的滑动端 P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D．若断开开关 S，带电微粒向下运动 8．学习了反冲原理之后，同学们利用饮料瓶制作的“水火箭”。如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射 原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量 为 M（含水）的“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为 m的水以相对地面为 v0的速度竖直向下喷 出。重力加速度为 g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ） A．水火箭的原理与体操运动员在着地时要屈腿的原理是一样的 B．发射后，水火箭的速度大小为𝑣 = 𝑚𝑣0 𝑀−𝑚 C．水火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力 D．水火箭上升到最大高度的过程中，重力的冲量为(𝑀 − 𝑚)𝑣0 9．在 y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质，有两列持续传播的简谐横波沿 x轴相向传播，甲向右传 播、乙向左传播，t=0 时刻的波形如图所示，甲波恰好传至 x=0 处，乙波恰好传至 x=5m 处，已知波在负 半轴的波速大小为 0.5m/s，在正半轴的波速大小为 0.25m/s，下列说法中正确的是（ ） A．t=0 时刻 x=-2.6m 处质点与 x=5.1m 处质点的振动方向相同 B．x轴上第一个位移到+6cm 的质点的横坐标为 x=2.75m C．较长时间后 x=2.5m 处的质点是振动减弱点 D．0~50s 内，x=2m 处质点的路程为 0.6m 10．如图所示，质量为 m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径 AB的长度为 2R，现将质量也为 m的小球从距 A点正上方为 h的位置由静止释放，然后由 A点进入半圆形轨道后从 B 点冲出，在空中上升的最大高度为 1 2 ℎ（不计空气阻力），则（ ） A．小球冲出 B点后做斜抛运动 B．小球第一次通过轨道克服摩擦力所做的功等于 1 2 𝑚𝑔ℎ C．小球第一次到达 B点时，小车的位移大小是 R D．小球第二次进入轨道后恰能运动到 A点 二、实验题（每空 2分，共 18分） 11．某同学为测量待测电阻 xR 的阻值，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：毫安表（量程 0~100mA）、定值电阻 0R （阻值 25Ω）、滑动变阻器 R、电源 E、开关和导线若干。 (1)图（b）是该同学的实物连接图，只更改一根导线使之与图（a）相符，该导线是 （填 “a”“b”“c”或“d”）。 (2)将电路正确连接后，该同学进行了如下操作： ①将滑动变阻器的滑片置于变阻器的 （填“左”或“右”）端，闭合开关 1 2S S S、 、 ； ②调节滑动变阻器滑片至某一位置，此时毫安表示数为 80mA； ③断开 1S ，此时毫安表示数为 60mA； ④再断开 2S ，此时毫安表示数为 52mA。 根据以上数据，求得 xR 的阻值为 Ω（结果保留 1 位小数）。 (3)根据上述实验方案，毫安表内阻对 xR 的测量值 （填“有”或“无”）影响。 12．在“用单摆测当地重力加速度”实验中，甲、乙两同学为一小组。 (1)两同学利用“手机物理工坊”app 中的“磁力计”来测单摆的周期。如图甲，先将小球磁化，小球上下分 别为 S、N 极，将手机放在小球静止位置的下方，并让小球做简谐振动，手机测出其所在空间中磁感强 度大小随时间变化，其中 z轴磁力计显示如图乙。该单摆的振动周期 T为 O点与 （选填“A”、 “B”、“C”、“D”）点之间的时间差。 (2)两同学在测单摆的摆长时，将绳长加小球直径做为摆长 L，测量了多组 T、L数据，并分别处理数 据。 ①甲同学利用计算法进行处理，其计算的表达式为 g＝ （用 T、L表示）； ②乙同学利用图像法进行处理，画“𝑇2— 𝐿”图像，其图像应该是图丙的 （选填“a”、“b”、“c”）； ③甲的测量值将 （选填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，乙同学的测量值将 （选填 “大于”、“等于”、“小于”）真实值； 三、解答题 13．(10 分)如图所示，在光滑的水平面上有两个可看作质点的小球，质量分别为𝑀 = 2kg，𝑚 = 1kg，中 间夹着一个被压缩的轻弹簧，两小球与弹簧不相连，系统处于静止状态。现突然释放弹簧，小球𝑚脱离 弹簧后滑向与水平桌面相切，半径为𝑅 = 0.5𝑚的竖直放置的光滑圆形轨道，且恰能通过圆形轨道的最高 点，𝑔取 210m/s ，求： （1）球 M刚脱离弹簧时的速度大小； （2）在弹簧弹开的过程，弹簧弹力对球 m的冲量。 14．（12 分）如图所示为一列简谐横波沿 x轴传播，实线为 t=0 时刻的波形，虚线为 t=0.5s 时刻的波 形。在 t=0 时刻到 t=0.5s 时刻这段时间内，平衡位置在 x=8m 处的质点 P共有两次到达波峰，求： （1）若波沿 x轴正向传播，波的传播速度为多少：若波沿 x轴负方向传播，波的传播速度为多少； （2）若波沿 x 轴正向传播，画出质点 P的振动图像（至少一个周期）并写出质点 P的振动方程（不要求 写推导过程）。 15．（14 分）如图甲所示，一可看作质点的物块 A 位于底面光滑的木板 B 的最左端，A 和 B 以相同的速 度 𝑣0 = 7𝑚/𝑠在水平地面上向左运动。 𝑡 = 0时刻，B 与静止的长木板 C 发生弹性碰撞，且碰撞时间极 短，B、C 厚度相同，A 平滑地滑到 C 的右端，此后 A 的 v-t图像如图乙所示， 𝑡 = 1.9𝑠时刻，C 与左 侧的墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞前后 C 的速度大小不变，方向相反；运动过程中，A 始终未离 开 C。已知 A 与 C 的质量相同，重力加速度 大小 𝑔 = 10𝑚/𝑠2，求： （1）C 与 A 间的动摩擦因数 μ1，以及 C 与地 面间的动摩擦因数 μ； （2） B 和 C 碰撞后， B 的速度； （3）为使 A 始终不离开 C，C 至少有多长？ 南昌十九中2024-2025学年上学期期末考试高二年级物理答案 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D C C C D BC AC BC 11．(1)d (2) 右 15.4 (3)无 12．(1)D (2) c 大于 等于 13．（1）；（2），水平向右 【详解】（1）根据题意可知，小球恰能通过圆形轨道的最高点，由牛顿第二定律有 解得 小球脱离弹簧到点的过程中，设小球脱离弹簧时的速度为，由机械能守恒定律有 解得 两球被弹开的过程，选取向右为正方向，设球M刚脱离弹簧时的速度为，由动量守恒定律有 解得 即球M刚脱离弹簧时的速度大小为，方向水平向左。 （2）根据题意，在弹簧弹开的过程，对小球，由动量定理有 解得，弹簧弹力对球m的冲量为 方向水平向右。 14．（1）波沿x轴正方向传播，则波速为36m/s；波沿x轴负方向传播，则波速为28m/s； （2）图见解析；（cm） 【详解】（1）在t=0时刻到t=0.5s时刻这段的时间内，平衡位置在x=8m处的质点P共有两次到达波峰。 若波沿x轴正方向传播，测t=0质点P沿y轴负方向传播则 解得 波传播的速度出 代入数据计算可得 v1=36m/s 若波沿x轴负方向传播，则 解得 波传播的速度 代入数据可得 v2=28m/s （2）若波沿x轴正向传播，则质点P的振动图像为 则质点P的振动方程为 15．（1）0.1；（2）-3m/s，方向水平向右；（3）3.39m 【详解】（1）由图乙有0~0.5s过程中A在C上滑动的加速度为 a1=4m/s2 由受力分析和牛顿第二定律有 μ1mg=ma 解得 μ1=0.4 在0.5s~1.9s过程中，A和C一起运动的加速度为 对 A、C整体受力分析和牛顿第二定律有 解得 （2）在0~0.5s过程中，设C的加速度为，对C进行受力分析和牛顿第二定律有 解得 设t=0时刻C的速度为，经t₁=0.5s匀加速到v₁=5.0m/s 由 有 B和C弹性碰撞，动量守恒 能量守恒 解得 vB=-3m/s 方向水平向右； （3）由图乙有，C与墙壁碰撞后速度大小为v2=3.6m/s，设向右匀减速运动的时间为t2，加速度的大小为a4，则 解得 即t=2.5s时刻，C速度为零，此时A的速度 v3=（3.6-4×0.6）m/s =1.2m/s 作C的v-t图像如图所示 两处阴影的面积之和为L=3.39m，即为C最小的长度。 学科网（北京）股份有限公司 $$