内容正文:
2024—2025学年度第一学期期中考试
物 理 试 卷
一、单选题(每小题4分,共44分)
1. 磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. M、N两点磁感应强度的大小关系:BM>BN
B. M、N两点磁感应强度的大小关系:BM<BN
C. M、N两点在同一条磁感线上,所以两点的磁场方向相同
D. N点磁场方向为M指向N
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由磁感线疏密可知,磁感线越密,磁感应强度越大,即M点的磁感应强度小于N点的磁感应强度,故A错误,B正确;
CD.某点的切线方向就是该点的磁场方向,即M、N两点的磁场方向不相同,N点的磁场方向是该点的切线方向,故CD错误。
故选B。
2. 做简谐运动单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的,则单摆振动的( )
A. 周期不变,振幅不变 B. 周期不变,振幅变小
C. 周期改变,振幅不变 D. 周期改变,振幅变大
【答案】B
【解析】
【详解】由单摆的周期公式可知,单摆摆长不变,则周期不变;摆球经过平衡位置的速度减为原来的,由于振动过程中机械能守恒,则有
mgh=mv2
则有
2gh=v2
据此式可知,速度变小,高度减小,所以偏离平衡位置的最大距离变小,即振幅变小。
故选B。
【点睛】单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小,单摆的能量决定单摆的振幅的大小。
3. 如图所示,在码头和船边悬挂有旧轮胎,船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是( )
A. 可以增大船与码头间的作用力
B. 可以增大船停靠过程的时间
C. 可以增大船停靠过程中的动能变化量
D. 可以增大船停靠过程中的动量变化量
【答案】B
【解析】
【详解】AB.轮胎可以起到缓冲作用,延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间,从而减小轮船因碰撞受到的作用力,A错误,B正确;
CD.轮船靠岸与码头碰撞的过程,轮船的初末速度不会受轮胎影响,轮船的动量变化量相同,动能变化也相同,CD错误;
故选B。
4. 质量为的小球以的速度竖直落到地板上,随后以的速度反向弹回。若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球动量的变化为
故选D。
5. 在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出U-I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是( )
A. 纵轴截距表示待测电源的电动势,即E=3V
B. 横轴截距表示短路电流,即I短=0.6A
C. 根据,计算出待测电源内阻5Ω
D. 该实验中电源的内阻为2Ω
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.由闭合电路欧姆定律可知:
由数学知识可知,纵轴截距为电源的电动势,故电动势为;图象的斜率表示电源的内阻,即:
故A正确,C错误,D错误;
B.当外电路电阻时,外电路短路,短路电流为:
故B错误。
故选A。
6. 两个球沿直线相向运动,碰撞后两球都静止,则可以推断碰撞前( )
A. 两球动量大小相等,方向相反 B. 两球的速度一定相等
C. 两球的质量一定相等 D. 两球的动量一定相等
【答案】A
【解析】
【详解】两球碰撞过程中动量守恒,碰后两球都静止,说明碰撞前后两球的总动量为零,故碰前两个球的动量大小相等,方向相反。
故选A。
7. 如右图甲所示,一弹簧振子在AB间做简谐运动,O为平衡位置.乙是振子做简谐运动时的位移一时间图象.则关于振子的加速度随时间变化的规律,下列四个图象中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据简谐运动振子的加速度与位移的关系:
可知 t=0时刻振子的加速度a=0,而且在前半个周期内加速度为负值。简谐运动的x-t图象是正弦曲线,则a-t图象与x-t图象上下对调。故D正确,ABC错误。
故选D.
8. 如图所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是 ( )
A. A灯变亮,B灯变亮
B. A灯变暗,B灯变亮
C. A灯变暗,B灯变暗
D. A灯变亮,B灯变暗
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,灯泡A与滑动变阻器并联后与电阻R0串联,然后再与B灯并联;滑动变阻器向下移动的过程中电阻减小,由串反并同的原理可知A灯和B灯都变暗,C正确,ABD错误
9. 如图为某单摆做受迫振动的振动曲线,即振幅A与驱动力频率f的关系图线,取、。则( )
A. 此单摆的固有周期为2s B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若仅摆长增大,共振曲线的峰值将向右移 D. 若仅增大驱动力频率,单摆的固有频率也增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.当驱动力的频率等于固有频率时,振幅最大,由振动曲线得,该单摆在驱动力频率为
即单摆固有周期为
时振幅最大,由
可得
该单摆称为秒摆,故A正确,B错误;
C.由周期公式可知增大摆长,固有周期变大,则单摆固有频率越小,峰值将向左移动,故C错误;
D.单摆的固有频率与摆长有关,与驱动力频率无关,故D错误。
故选A。
10. 一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系图象如图所示,由图可知
A. 质点振动的频率是4Hz,振幅是2cm
B. 0~3s内,质点通过路程为6cm
C. 1s末质点运动速度为0
D. t=3s时,质点的振幅为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.质点振动的周期为T=4s,则频率是f=1/T=0.25Hz,振幅是2cm,选项A错误;
B.因3s=T,可知0~3s内,质点通过的路程为3A=6cm,选项B正确;
C.1s末质点在平衡位置,此时质点的运动速度最大,选项C错误;
D. t=3s时,质点的位移为零,振幅是2cm,选项D错误.
11. 如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度水平地滑至车的上表面,若车足够长,则( )
A. 木块的最终速度为
B. 由于车上表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒
C. 车上表面越粗糙,木块减少的动量越多
D. 改变车上表面的粗糙程度,小车获得的动量不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.以小车和木块组成的系统为研究对象,系统所受的合外力为零,因此系统动量守恒,由于摩擦力的作用,木块速度减小,小车速度增大,当木块速度减小到最小时,小车速度达到最大,最后木块和小车以共同的速度运动。以初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有
解得
故A项、B项错误;
CD.根据动量守恒定律,二者的末速度总是等于,所以木块动量的减小量和小车获得动量不变,故C项错误,D项正确。
故选D。
二、实验题(每空3分)
12. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近,使其静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有________
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度
B.小球a、b的质量、
C.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
D.记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、
E.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量应该满足关系________(选填、或)
(3)放上被碰小球后两小球下落时间________(选填“相等”或“不相等”)
(4)碰后小球a、b的落地点是图中水平面上的________点
(5)实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是,________________(用以上的符号表示各物理)
【答案】 ①. BD##DB ②. ③. 相等 ④. A、C ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]实验中斜槽轨道末端到水平地面的高度不变,a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h不变,小球离开轨道后做平抛运动,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,规定向右为正方向,则有
两边同时乘以时间t得
则
因此实验需要测量两球的质量,两球做平抛运动的水平位移,故ACE错误,BD正确。
故选BD。
(2)[2]为防止入射球a与被碰球b碰后反弹,则要求入射球a的质量要大于被碰球b的质量,即
(3)[3]碰撞后两小球做平抛运动,高度相同,所以运动时间相等。
(4)[4]由图所示装置可知,小球a和小球b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度减小,b球在前,a球在后,两球都做平抛运动,由图示可知,未放被碰小球时小球a的落地点为B点,碰撞后a、b球的落点点分别为A、C点。
(5)[5]由(1)可知实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是
三、解答题
13. 有一玩具起重机的直流电动机如图所示,已知电源电动势,电源内阻,电阻,电动机的内阻,当电动机正常工作时,理想电压表的示数为,求:
(1)电动机正常工作时理想电流表的示数;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
【答案】(1)1A;(2)1.5W
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律
(2)电动机正常工作时的两端电压为
电动机正常工作时的输出功率为
14. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离和频率为多少?
(2)质点在10s末的位移是多少和25s末向什么方向运动?
(3)质点在前30 s内的运动路程是多少?
【答案】(1)20 cm,0.025Hz;(2)20 cm,负方向;(3) 60 cm
【解析】
【详解】(1)质点离开平衡位置的最大距离为
周期为
频率为
(2)根据图像,10s末的位移为
根据图像,25s末向负方向运动
(3) 质点在前30 s内的运动路程为
15. 在冰壶比赛中,冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙,碰后冰壶甲的速度变为,方向不变,已知冰壶质量均为m,碰撞过程时间为t,求:
①正碰后冰壶乙的速度v;
②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F.
【答案】①②
【解析】
【详解】①由动量守恒定律有
解得
②冰壶乙在碰撞过程由动量定理有
解得
16. 如图所示,小球a从光滑曲面上的A点由静止释放,当小球a运动到水平轨道上的C点时恰好与通过绷紧的细线悬挂的小球b发生正碰并粘在一起,已知小球a、b的质量均为m,曲面高度和细线长度均为h,细线能承受的最大拉力为2.5mg,C点到地面的高度也为h。
(1)求碰后瞬间两球的共同速度大小。
(2)碰后细线是否会断裂?若不断裂求两球上升的最大高度;若断裂求落地点到C点的水平位移。
【答案】(1);(2)细绳会断裂;
【解析】
【详解】(1)设a球到C点时的速度为vC,a球下滑过程,由机械能守恒有
解得
ab两球碰撞过程动量守恒,以水平向左为正方向,由动量守恒有
解得
(2)设碰后两球受到的细线拉力为T,由牛顿第二定律有
解得
则细绳会断裂;
断裂后两球做平抛运动,运动时间
平抛的水平位移
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2024—2025学年度第一学期期中考试
物 理 试 卷
一、单选题(每小题4分,共44分)
1. 磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A. M、N两点磁感应强度的大小关系:BM>BN
B. M、N两点磁感应强度的大小关系:BM<BN
C. M、N两点在同一条磁感线上,所以两点的磁场方向相同
D. N点磁场方向为M指向N
2. 做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增加为原来的倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的,则单摆振动的( )
A. 周期不变,振幅不变 B. 周期不变,振幅变小
C. 周期改变,振幅不变 D. 周期改变,振幅变大
3. 如图所示,在码头和船边悬挂有旧轮胎,船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是( )
A. 可以增大船与码头间的作用力
B. 可以增大船停靠过程的时间
C. 可以增大船停靠过程中的动能变化量
D. 可以增大船停靠过程中的动量变化量
4. 质量为的小球以的速度竖直落到地板上,随后以的速度反向弹回。若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A. B.
C. D.
5. 在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出U-I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是( )
A. 纵轴截距表示待测电源电动势,即E=3V
B. 横轴截距表示短路电流,即I短=0.6A
C. 根据,计算出待测电源内阻为5Ω
D. 该实验中电源的内阻为2Ω
6. 两个球沿直线相向运动,碰撞后两球都静止,则可以推断碰撞前( )
A. 两球的动量大小相等,方向相反 B. 两球的速度一定相等
C. 两球的质量一定相等 D. 两球的动量一定相等
7. 如右图甲所示,一弹簧振子在AB间做简谐运动,O为平衡位置.乙是振子做简谐运动时的位移一时间图象.则关于振子的加速度随时间变化的规律,下列四个图象中正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时,两灯的变化是 ( )
A. A灯变亮,B灯变亮
B. A灯变暗,B灯变亮
C. A灯变暗,B灯变暗
D. A灯变亮,B灯变暗
9. 如图为某单摆做受迫振动的振动曲线,即振幅A与驱动力频率f的关系图线,取、。则( )
A. 此单摆的固有周期为2s B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若仅摆长增大,共振曲线的峰值将向右移 D. 若仅增大驱动力频率,单摆的固有频率也增大
10. 一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系图象如图所示,由图可知
A. 质点振动的频率是4Hz,振幅是2cm
B. 0~3s内,质点通过的路程为6cm
C. 1s末质点运动速度为0
D. t=3s时,质点的振幅为零
11. 如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度水平地滑至车的上表面,若车足够长,则( )
A. 木块的最终速度为
B. 由于车上表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒
C. 车上表面越粗糙,木块减少的动量越多
D. 改变车上表面的粗糙程度,小车获得的动量不变
二、实验题(每空3分)
12. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近,使其静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有________
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度
B.小球a、b质量、
C.小球a、b在离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
D.记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、
E.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量应该满足关系________(选填、或)
(3)放上被碰小球后两小球下落时间________(选填“相等”或“不相等”)
(4)碰后小球a、b的落地点是图中水平面上的________点
(5)实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是,________________(用以上的符号表示各物理)
三、解答题
13. 有一玩具起重机直流电动机如图所示,已知电源电动势,电源内阻,电阻,电动机的内阻,当电动机正常工作时,理想电压表的示数为,求:
(1)电动机正常工作时理想电流表的示数;
(2)电动机正常工作时的输出功率。
14. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置最大距离和频率为多少?
(2)质点在10s末位移是多少和25s末向什么方向运动?
(3)质点在前30 s内的运动路程是多少?
15. 在冰壶比赛中,冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙,碰后冰壶甲的速度变为,方向不变,已知冰壶质量均为m,碰撞过程时间为t,求:
①正碰后冰壶乙的速度v;
②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F.
16. 如图所示,小球a从光滑曲面上的A点由静止释放,当小球a运动到水平轨道上的C点时恰好与通过绷紧的细线悬挂的小球b发生正碰并粘在一起,已知小球a、b的质量均为m,曲面高度和细线长度均为h,细线能承受的最大拉力为2.5mg,C点到地面的高度也为h。
(1)求碰后瞬间两球的共同速度大小。
(2)碰后细线是否会断裂?若不断裂求两球上升的最大高度;若断裂求落地点到C点的水平位移。
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