天津市第二十中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

二十中学2024-2025学年度第二学期高二年级 物理期中考试 一、单选题（本题共8小题。每题只有一个选项正确，每小题5分：共40分。） 1.如图所示，质量为m的物体静止在光滑的水平面上，1=0时，在物体上施加一水平方向的恒力F,经 时间，物体的动量为P、动能为E,下列说法正确的是() A.若仅将恒力F加倍，则物体的动能的变为2E F B.若仅将作用时间1加倍，则物体的动量变为2p C.若仅将作用时间1加倍，则物体的动能变为2E D.若仅将物体的质量m加倍，则物体的动量变为2p 2.一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是( A.1=2s到1=3s内，弹簧振子的动能不断增加 个x/cm B.该弹簧振子的振动方程为x=-10sin m 10 C.1=4s时，弹簧振子的加速度沿x轴负方向 -10 D.t=ls到：=6s内，弹簧振子运动的位移为50cm 3。如图，光滑水平地面上有一小车，一根细绳将车厢挡板与滑块相连，中间压缩一根弹簧，弹簧与车厢、 滑块都相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦，剪断细绳后的过程中() A,弹簧、滑块组成的系统动量守恒，机械能守恒 B,弹簧、滑块组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 000000 C.弹簧、滑块、小车组成的系统动量守恒，机械能守恒 D,弹簧、滑块、小车组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 4.如图所示，若有完全相同的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球 的速度是5m/s,B球的速度是-3m/s,一段时间后A、B两球发生了一维碰撞。对于该碰撞之后的A、 B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种推测，下面的推测结果一定无法实现的是() A.%=-1m/s,%=3m/s B.%=-2m/s,哈=4m/s 6正方向 C.=3m/s,v=-Im/s 7777771777777777777 D.=-2.5m/s,=4.5m/s 第1页，共6页 5.某固定的光滑水平金属杆上套有一个质量为m的圆环，圆环用一根长为L的不可伸长的轻绳系着，绳 子的另一端系一质量为M的小钢球。现将小球拉至水平位置由静止释放，圆环在轻绳拉力作用下也会由静 止开始运动，不计空气阻力与一切摩擦，圆环与钢球均视为质点。下列说法正确的是() A.系统动量守恒，系统机械能也守恒 B.小钢球到达最低点时的速度大小为√2g C.小钢球到达左侧最高点时速度不为零 D.小钢球从释放到第一次到达最低点，在水平方向上向左运动了m乙 M+m 6.如图所示为2025年春节假期档爆火的《哪吒之魔童闹海》推出的周边玩偶。这款玩偶是由头部、轻质 弹簧和底座构成，己知玩偶头部质量为m,弹簧劲度系数为k,底座质量则为玩偶头部质量的一半。当把 玩偶头部轻压至弹簧弹力为2mg时，将其由静止释放，此后玩偶头部在竖直方 向上进行简谐运动。重力加速度记为8，不考虑任何阻力，且弹簧始终处于弹 一头部 性限度内。以下说法正确的是() A,释放玩偶头部的瞬间，其加速度大小为2g 弹簧 B.玩偶头部运动到最高点时，底座对桌面的压力为2g 底座 C.弹簧恢复原长时，玩偶头部的速度最大且加速度为0 D.玩偶头部做简谐运动的振幅为3m坚 2k 7.将一个力电传感器连接到计算机上就可以测量并显示不同时刻的力，如图甲所示，O点为单摆的固定 悬点（与力电传感器相连），将质量m=01kg的小摆球（可视为质点）拉至A点由静止释放，摆球在竖直 平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为的最低点，∠AOB=∠COB=0,0小于5°且是未知量。摆动稳 定后由A开始计时，由计算机得到的细线对摆球的拉力大 2222266222424 力电 、传感器 小F随时间1变化的曲线如图乙所示，重力加速度g取 ↑FN 1.04 10m/s2,π≈3.14，根据力学规律和题中所给的信息分析 下列说法正确的是() A,摆球摆动中回复力是重力和细线拉力的合力 00.2g0.4r0.6r0.8rs 甲 乙 B.单摆的摆动周期约为1.26s C.单摆的摆长为1.0m D.摆球运动中的最大速率为0.8m/s 第2页，共6页 8.“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹“起来，使人产生在 天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，己 知气流密度为P,游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为，风洞内气流竖直向上“吹出且 速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后竖直方向的速度变为零，则下列说法正确的是() A.气流速度大小为坚 mgS B。单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为 p C.时间：内吹到人身上气流的动量变化量大小为mg D.若风速变为原来的；，游客开始运动时的加速度大小为28 1 二、实验题（本题共2小题，共14分） 9.如图为“验证动量守恒定律"实验。实验中使用的小球1和2质量分别为m,、m,直径分别为4，、d,, 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。 (1)小球1和2的质量应满足m,二m2,直径应满足d一d。(选填“大于、 小球) 小球2 “小于”、“等于”) (2)实验必须满足的条件是 A,斜槽轨道末端切线水平B.斜槽轨道应尽量光滑以减小误差 C,入射球和被碰球质量相等D,入射球每次从轨道的同一位置由静止释放 (3)实验时，先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平 抛射程OP。再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从S处由静止释放，与小球2碰撞，并多次重 复。该实验需要完成的必要步骤还有一。 A.测量两个小球的质量m、m2 B.测量小球1的释放点S距桌面的高度h C,测量斜槽轨道末端距地面的高度H D.分别找到小球1与小球2相碰后平均落地点的位置M、N E,测量平抛射程OM、ON (4)某次实验中得出的落点情况如图所示，在实验误差允许的围内，若碰撞过程动量守恒，其关系式应 为】 ·(用m,、m2、OM、OP、ON表示) 第3页，共6页 10.在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线， 再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是 A.可使周期测量得更加准确 B。防止运动过程中摆长发生变化 C,便于调节摆长 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 图1 (2)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期 的误差，计时开始时，摆球应是经过最（填“高或“低”） 点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间， 37 求出周期。图甲中停表示数为该单摆全振动50次所用的时 间，则单摆的振动周期为s(结果保留3位有效数字) 10 (3)如果实验中所得到的T2-L关系图线如图3所示，根据图 像分析，可得当地的重力加速度8=_ms2(π取3.14， T2/s2 结果取小数点后两位) 4.0 (4)若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是 A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 →l/cm B.把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 -1.00 0 99.0 图3 C,开始计时，秒表过早按下 D.测摆线长时摆线拉得过紧 三、解答题（本题共3小题，第11题14分，第11题16分，第11题16分，共46分） 11.如图所示，用不可伸长的轻绳将小球A悬挂于O点，轻绳的长度为L。现将轻绳拉至水平并刚好伸直， 将小球A由静止释放，当小球A运动至最低点时，与静止在水平面上的物块B发生弹性正碰，碰撞后物 块B无能量损失地滑上不固定斜面体C,到达的最高点未超出斜面。已知小球A的质量为m,物块B的 质量为2m,斜面体C的质量也为2m,A、B均可视为质点， 重力加速度为g,水平面与斜面均光滑，斜面底端与水平面 之间由小圆弧平滑衔接，不计空气阻力。求： (1)碰撞后瞬间，绳子对小球A的拉力大小： 7777777777777777777777777777777777777777777 (2)物块B在斜面体C上面上升的最大高度。 第4页，共6页 12.如图所示，质量为m1kg的物块B通过轻弹簧和质量为m=1kg的物块C相连并竖直放置在水平地 面上，系统处于静止状态，弹簧的压缩量为xO.1m,另一质量为m=1kg的物块A从距平衡位置也为x0 处由静止释放，A、B相碰后立即粘合为一个整体，并以相同的速度向下运动。已知三个物块均可视为质 点，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度g10/s2,空气阻力可忽略不计。求： (1)A、B相碰后的瞬间，整体共同速度v的大小： (2)A、B相碰后，整体以a=5m/s2的加速度向下加速运动时，地面对物块C的支持力Fw: (3)若要A、B碰后物块C能够离开地面，物块A由静止释放位置距物块B的高度最小值h多大。 0 B 第5页，共6页 13.(计算)新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术，基本原理如图所示：在航母甲板上装有两 相互平行间距为L的水平金属导轨MN和PQ,间接一阻值为R的电阻，一根质量为m、长度为L的金属棒 b垂直搁置在两导轨之间，金属棒与导轨接触良好，电阻值也为R。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中， 磁感应强度大小为B。着舰时，速度为。、质量为M的舰载机关闭动力系统，同时通过绝缘阻拦索拉住轨 道上的金属棒，金属棒b瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减速滑行至停下.除安培力外舰载机系统 所受的其它阻力均不计，且不考虑绳索的长度变化。 (1)舰载机刚勾住金属棒瞬间一起滑行的速度大小： (2)舰载机与金属棒一起运动的加速度a的最大值： (3)舰载机整个减速过程中金属棒b中产生的焦耳热Q: (4)舰载机开始减速滑行至停下过程通过的位移大小x。 M a X BX 0 b 第6页，共6页二十中学2024-2025学年度第二学期高二年级（物理学科）期中考试 参考答案 题号 2 2 4 5 6 7 6 答案 B B 6 B D 9.(1) 大于 等于 (2)AD (3)ADE (4)m,OP=m,OM+m2 ON 10.(I)BC (2) 低 1.35 (3)9.86 (4)D 1.0号8：a 【详解】(1)根据机械能守恒 得 Vo=2gL A与B碰撞过程动量守恒和能量守恒，则 mvo mv 2mv, 得 4s-2 ,%-2 3 3 碰后对A球 T-mg=mL 得 (2)当B沿斜面到达最大高度时，BC共速，则根据动量守恒和能量守恒 答案第1页，共3页 2m%2=(2m+2m)y x2mv=x(2m+2m)v+2mgh 1 1 2 解得 12.(1)v=1m/s:(2)F=20N,方向竖直向上：(3)h=0.8m 【详解】(1)对A应用动能定理有 m82,-2m,-0 A与B碰撞粘合动量守恒，取A的速度方向为正方向 mavo =(m+mg)v 代入数据解得 y=Im/s (2)A与B整体应用牛顿第二定律 (m+mg)g-F=(m+mg)a 对C受力分析得 Fs =mcg+F 解得 F=20N,方向竖直向上 (3)根据动能定理有 m,8h=2m2-0 my=(m4+mg)V共 碰后C恰好能离开地面弹簧伸长量也为x0,初态弹簧弹性势能等于末态弹簧弹性势能 据能量守恒 m,+m加2=a,+mx。 解得 h=0.8m 答案第2页，共3页 13.(1)舰载机刚勾住金属棒瞬间一起滑行，根据动量守恒有M%。=(M+m)v 解得载机刚勾住金属棒瞬间一起滑行的速度大小v=, M+m (2)舰载机刚勾住金属棒瞬间，其加速度最大，由牛顿第二定律有B=(M+m)am 因为1=B 2R B2LMvo 联立解得am= 2R(m+M)月 (3)舰载机整个减速过程中产生的总热量？。=一(m+M)v2 2 则金属棒ab中产生的焦耳热Q= R R+R M2v 联立解得Q= 4(M+m) (4)舰载机开始减速滑行至停下过程，规定向右为正方向，根据动量定理有 -BLi△1=0-(M+my △Φ 因为q=i= E 1= 2R △LM= BLx 2R 2R 联立解得x= 2MRvo B'L 答案第3页，共3页