内容正文:
榕江实验高级中学2024-2025学年度第一学期高二物理期中考试卷
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分。)
1. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A. 同一物体,动量越大,速度越大
B. 的动量小于的动量
C. 物体的动量发生变化,其动能一定发生变化
D. 做匀速圆周运动物体,其动量不变
2. 如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 若位移为负值,则加速度一定为负值
B. 小球通过平衡位置时,速度零,位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同
D. 小球每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同
3. 由多家中国建筑公司承担建设的卡塔尔卢赛尔体育场,承办了2022年足球世界杯包括决赛在内的多场赛事。12月10日,阿根廷队和荷兰队在卢赛尔体育场争夺世界杯“八进四”的比赛中,八万观众自发的在观众席上进行“人浪”游戏,从看台A区到B区的观众依次做出下列动作:起立—举起双臂—坐下,呈现类似波浪的效果,下列关于“人浪”说法正确的是( )
A. 当“人浪”从看台A区传到B区时,观众也要从看台A区跑到B区
B. “人浪”从看台A区传到B区的速度由观众从看台A区跑到看台B区的速度决定
C. 观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁,“人浪”传播的速度一定越快
D. “人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播
4. 如图所示,小球在半径为R的光滑圆弧轨道上A、B间来回运动,轨道弧长远小于R,则( )
A. 弧长AB变小,周期不变 B. 弧长AB变小,周期变大
C. 小球质量变小,周期变小 D. 小球质量变小,周期变大
5. 一个质点做简谐运动振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在任意2s的时间内,质点经过的路程都是4cm
B. t=2s前后,质点速度方向改变
C. 在t=2s到t=3s时间内,质点的位移减小
D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻,质点的加速度大小相等,方向相反
6. 关于机械波,下列说法中正确的是( )
A. “未见其人,先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象
B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向共线
C. 机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
D. 从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射
7. 将一枚的鸡蛋从8楼(距离地面约20m)无初速度释放,分别落到棉絮上和水泥地上,若鸡蛋与水泥地面的作用时间为,鸡蛋与两者撞击后速度均变为零,不计空气阻力,重力加速度取,下列结论中不正确的是( )
A. 落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为棉絮对鸡蛋的冲量小
B. 鸡蛋落到水泥地上和落在棉絮上动量的变化量相同
C. 落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它受到的作用力小
D. 鸡蛋与水泥地面碰撞的过程中,鸡蛋受到的平均撞击力大小
二、多选题(本题共3小题,每题5分,共15分。每题全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。)
8 介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点( )
A. 它的振动速度等于波的传播速度
B. 它的振动频率等于波源的振动频率
C. 它振动方向可能与波的传播方向相同
D. 它在一个周期内走过的路程等于一个波长
9. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期为0.5秒
B. 此单摆的摆长约为1m
C. 此单摆的固有频率为0.5Hz
D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动,且单摆的固有频率增大
10. 如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为(不计空气阻力),则该过程( )
A. 小球和小车组成的系统满足动量守恒
B. 小车向左运动的最大距离为R
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 该过程小球克服摩擦做功为
第II卷(非选择题)
三、实验题
11. 如图所示,用半径相同的、两球进行碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作,再把质量为的球放在水平轨道末端,让球仍从位置由静止滚下,球和球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹。
(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足_____(填“>”“=”或“<”);除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是_____。
A. 秒表、天平 B. 天平、刻度尺
C. 秒表、刻度尺 D. 天平、打点计时器
(2)下列说法正确的是_____。
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平 B. 实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C. 实验过程中,白纸可以移动 D. 实验过程中,复写纸不可以移动
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度,部分实验过程如下:
(1)如图乙、丙所示,这是组装单摆时细线上端的两种不同的悬挂方式,其中_____(填“乙”或“丙”)图的方式是正确的。
(2)下列是该小组在实验中进行的一些操作,正确的是_____。
A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B. 先在桌面上将细线拉直,测完摆线的长度之后再悬挂小球
C. 测量多个周期的总时间,求出单摆的周期
D. 让小球摆动的幅度尽量大一些
(3)该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图丁所示,读出小球的直径_____cm。
13. 一水平弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,如图所示为该弹簧振子的振动图像,求:
(1)该振子振动的周期和振幅;
(2)该振子简谐运动的表达式;
(3)该振子在100s内通过的路程是多少?
14. 如图所示,图中实线和虚线分别是x轴上沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,求:
(1)该波的波长和振幅分别是多少?
(2)该波的波速是多少?
(3)该波的周期是多少?
15. 如图所示,AB段是长为L的水平轨道,BC段是半径为R的光滑竖直半圆轨道。A点处有一个质量为m的滑块1,现对滑块1施加一个水平向右的瞬时冲量,使其沿轨道AB运动,并与静止在B点处、质量也为m的滑块2发生碰撞,碰后二者粘在一起沿竖直圆轨道BC运动,并能恰好通过半圆轨道的最高点C。已知滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ,重力加速度为g,滑块1和2均可看作质点,不计空气阻力。求:
(1)滑块1和2通过C点时的速率;
(2)滑块1和2在B点碰撞时,损失的机械能E;
(3)滑块1在A点受到的瞬时冲量的大小I。
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榕江实验高级中学2024-2025学年度第一学期高二物理期中考试卷
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分。)
1. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A. 同一物体,动量越大,速度越大
B. 的动量小于的动量
C. 物体的动量发生变化,其动能一定发生变化
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
可知,同一物体动量越大,速度一定越大,故A正确;
B.动量是矢量,正负符号只代表方向,不代表大小,大小比较绝对值,则的动量大于的动量,故B错误;
C.物体的动量发生变化,可能是方向变化,不一定是物体速度大小发生变化,则其动能不一定变化,故C错误;
D.做匀速圆周运动的物体,速度的方向一定变化,则其动量一定变化,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 若位移为负值,则加速度一定为负值
B. 小球通过平衡位置时,速度为零,位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时,位移相同,速度也一定相同
D. 小球每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但位移一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球受的力指向平衡位置,小球的位移为负值时,受到的力为正值,小球的加速度为正值,A错误;
B.当小球通过平衡位置时,位移为零,速度最大,B错误;
C.小球每次通过平衡位置时,速度大小相等,方向不一定相同,但位移相同,C错误;
D.小球每次通过同一位置时,位移相同,速度大小相等,但速度方向可能相同,也可能不同,D正确。
故选D。
3. 由多家中国建筑公司承担建设的卡塔尔卢赛尔体育场,承办了2022年足球世界杯包括决赛在内的多场赛事。12月10日,阿根廷队和荷兰队在卢赛尔体育场争夺世界杯“八进四”的比赛中,八万观众自发的在观众席上进行“人浪”游戏,从看台A区到B区的观众依次做出下列动作:起立—举起双臂—坐下,呈现类似波浪的效果,下列关于“人浪”说法正确的是( )
A. 当“人浪”从看台A区传到B区时,观众也要从看台A区跑到B区
B. “人浪”从看台A区传到B区的速度由观众从看台A区跑到看台B区的速度决定
C. 观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁,“人浪”传播的速度一定越快
D. “人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当“人浪”从看台A区传到B区时,观众只在自己座位上下运动,不会从看台A区跑到B区,AB错误;
C.“人浪”传播的速度快慢与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作频率无直接关系,C错误;
D.“人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播,D正确。
故选D。
4. 如图所示,小球在半径为R的光滑圆弧轨道上A、B间来回运动,轨道弧长远小于R,则( )
A. 弧长AB变小,周期不变 B. 弧长AB变小,周期变大
C. 小球质量变小,周期变小 D. 小球质量变小,周期变大
【答案】A
【解析】
【详解】因为弧长远小于半径R,小球都做单摆运动,根据单摆的周期公式
可知小球的周期与弧长大小和小球质量无关。
故选A。
5. 一个质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在任意2s的时间内,质点经过的路程都是4cm
B. t=2s前后,质点速度方向改变
C. 在t=2s到t=3s时间内,质点的位移减小
D. t=0.5s和t=1.5s两个时刻,质点的加速度大小相等,方向相反
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,质点做简谐运动周期是4s,在任意2s的时间内,质点经过的路程都是振幅的两倍,即4cm,A正确;
B.简谐运动的振动图像的斜率表示物体运动的速度,t=2s前后,质点的斜率方向不变,速度方向不变,B错误;
C.在t=2s到t=3s时间内,质点远离平衡位置,质点的位移增大,C错误;
D.t=0.5 s和t=1.5 s两个时刻,质点的加速度大小相等,方向相同,D错误。
故选A。
6. 关于机械波,下列说法中正确的是( )
A. “未见其人,先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象
B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向共线
C. 机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
D. 从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射
【答案】C
【解析】
【详解】A.“未见其人,先闻其声”是声波发生衍射时产生的一种现象,故A错误;
B.物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直定义为横波,故B错误;
C.波得传播速度由介质决定,与频率无关, 故C正确;
D.从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是多普勒效应,故D错误;
故选C。
7. 将一枚的鸡蛋从8楼(距离地面约20m)无初速度释放,分别落到棉絮上和水泥地上,若鸡蛋与水泥地面的作用时间为,鸡蛋与两者撞击后速度均变为零,不计空气阻力,重力加速度取,下列结论中不正确的是( )
A. 落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为棉絮对鸡蛋的冲量小
B. 鸡蛋落到水泥地上和落在棉絮上动量的变化量相同
C. 落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它受到的作用力小
D. 鸡蛋与水泥地面碰撞的过程中,鸡蛋受到的平均撞击力大小
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.鸡蛋落到地面上时的速度一定,即动量变化量一定,根据动量定理可知,落到地面上时受到地面的冲量一定,根据
可知落到棉絮上时作用时间较长,则受到的作用力较小,则鸡蛋不易破碎,故A错误,满足题意要求;BC正确,不满足题意要求;
D.鸡蛋落地前瞬间的速度大小为
鸡蛋与水泥地面碰撞的过程中,以向上为正方向,根据动量定理得
解得鸡蛋受到的平均撞击力大小为
故D正确,不满足题意要求。
故选A。
二、多选题(本题共3小题,每题5分,共15分。每题全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。)
8. 介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点( )
A. 它振动速度等于波的传播速度
B. 它的振动频率等于波源的振动频率
C. 它的振动方向可能与波的传播方向相同
D. 它在一个周期内走过的路程等于一个波长
【答案】BC
【解析】
【详解】A.振动速度与传播速度无关,A错误;
B.所有质点的振动频率均与波源的振动频率相等,B正确;
C.纵波的振动方向与传播方向平行,方向可能相同,C正确;
D.质点不随波运动,一个周期内质点的运动路程等于4倍振幅,D错误。
故选BC。
9. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期为0.5秒
B. 此单摆的摆长约为1m
C. 此单摆的固有频率为0.5Hz
D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动,且单摆的固有频率增大
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.当受迫振动的振幅最大时,驱动力的频率等于单摆的固有频率,由图可知,单摆的固有频率
故有周期为
又有
解得
故A错误,BC正确;
D.根据
若摆长增大,则单摆的固有频率变小,共振曲线的峰将向左移动,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为(不计空气阻力),则该过程( )
A. 小球和小车组成的系统满足动量守恒
B. 小车向左运动的最大距离为R
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 该过程小球克服摩擦做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向系统动量守恒,但竖直方向合力不为零,所以系统动量不守恒,故A错误;
B.系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得
,
解得,小车的位移
x=R
故B正确;
C.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,小球离开小车后做竖直上抛运动,故C错误;
D.小球在车中运动过程中,由动能定理得
该过程小球克服摩擦做功为
故D正确。
故选BD。
第II卷(非选择题)
三、实验题
11. 如图所示,用半径相同的、两球进行碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作,再把质量为的球放在水平轨道末端,让球仍从位置由静止滚下,球和球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹。
(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足_____(填“>”“=”或“<”);除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是_____。
A. 秒表、天平 B. 天平、刻度尺
C. 秒表、刻度尺 D. 天平、打点计时器
(2)下列说法正确的是_____。
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平 B. 实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C. 实验过程中,白纸可以移动 D. 实验过程中,复写纸不可以移动
【答案】(1) ①. ②. B (2)A
【解析】
【小问1详解】
[1]为了防止入射球碰后反弹,应让入射球的质量大于被碰球的质量,即
[2]小球离开轨道后做平抛运动,小球在空中的运动时间相同,小球的水平位移与其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,实验需要验证
因小球均做平抛运动,下落时间相同,则可知水平位移
因此可以直接用水平位移代替速度进行验证,故有
实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置,测量质量需要天平,测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺。
故选B。
【小问2详解】
A.为使小球离开斜槽后做平抛运动,安装轨道时,轨道末端必须水平,故A正确;
B.小球离开斜槽后做平抛运动,由于抛出点高度相等,小球做平抛运动的时间相等,小球的水平位移与初速度成正比,可以用水平位移代替其初速度,实验不需要测量小球的运动时间,不需要测出斜槽末端距地面的高度,故B错误;
CD.实验过程中,数据记录在白纸上,所以白纸不能移动,复写纸可以移动,故CD错误。
故选A。
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度,部分实验过程如下:
(1)如图乙、丙所示,这是组装单摆时细线上端的两种不同的悬挂方式,其中_____(填“乙”或“丙”)图的方式是正确的。
(2)下列是该小组在实验中进行的一些操作,正确的是_____。
A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B. 先在桌面上将细线拉直,测完摆线的长度之后再悬挂小球
C. 测量多个周期的总时间,求出单摆的周期
D. 让小球摆动的幅度尽量大一些
(3)该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图丁所示,读出小球的直径_____cm。
【答案】(1)丙 (2)C
(3)0.810
【解析】
【小问1详解】
摆线的一端应该用夹子固定,而不是缠绕到支架上,则丙方式正确;
【小问2详解】
A.组装单摆须选用密度较大、直径较小的摆球,以减小阻力的影响,选项A错误;
B.先悬挂小球,然后测量摆线的长度,选项B错误;
C.测量多个周期的总时间,求出单摆的周期,以减小实验误差,选项C正确;
D.摆角不能超过5°,否则就不是简谐振动,选项D错误。
故选C。
【小问3详解】
小球的直径
0.8cm+0.05mm×2=0.810cm
13. 一水平弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,如图所示为该弹簧振子的振动图像,求:
(1)该振子振动的周期和振幅;
(2)该振子简谐运动的表达式;
(3)该振子在100s内通过的路程是多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,该振子振动的周期和振幅分别为
,
【小问2详解】
圆频率为
时,从平衡位置开始振动,初相位为零,则振子简谐运动表达式为
【小问3详解】
振子振动100s与周期关系为
振子在100s内通过的路程是
14. 如图所示,图中实线和虚线分别是x轴上沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,求:
(1)该波的波长和振幅分别是多少?
(2)该波的波速是多少?
(3)该波的周期是多少?
【答案】(1)1.2m;5cm
(2)(n=0,1,2…)
(3)(s)(n=0,1,2…)
【解析】
【小问1详解】
由图可知振幅为5cm,波长为1.2m
【小问2详解】
t=0到t=0.03s时刻,波向右传播的距离为
(n=0,1,2…)
波速为
(n=0,1,2…)
【小问3详解】
根据波速与周期的关系有
(s)(n=0,1,2…)
15. 如图所示,AB段是长为L的水平轨道,BC段是半径为R的光滑竖直半圆轨道。A点处有一个质量为m的滑块1,现对滑块1施加一个水平向右的瞬时冲量,使其沿轨道AB运动,并与静止在B点处、质量也为m的滑块2发生碰撞,碰后二者粘在一起沿竖直圆轨道BC运动,并能恰好通过半圆轨道的最高点C。已知滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ,重力加速度为g,滑块1和2均可看作质点,不计空气阻力。求:
(1)滑块1和2通过C点时的速率;
(2)滑块1和2在B点碰撞时,损失的机械能E;
(3)滑块1在A点受到瞬时冲量的大小I。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题可知,滑块1和2恰好能通过半圆轨道的最高点C,则有
解得
【小问2详解】
滑块1和2从B点到C点只有重力做功,根据动能定理可得
解得
滑块1和2碰撞过程中满足动量守恒,则
解得
则滑块1和2在B点碰撞时,损失的机械能为
小问3详解】
对滑块1从A到B,只有摩擦力做功,由动能定理得
解得
根据动量定理可得,滑块1在A点受到的瞬时冲量大小为
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