北京市平谷中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

北京市平谷中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题 一、单选题 1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 （　　） A．赫兹预言了电磁波的存在 B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场 C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒 D．电磁波谱按照波长从大到小排列的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 2．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是：（　　） A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值 B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值 C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零 D．t=4s时，振子的速度为正的最大值，加速度为零 3．下列说法正确的是（　　） A．当一列声波从空气传到水中时，其波长不变 B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫纵波 C．当声源靠近时，静止的观察者接收到的声音频率增大 D．孔的尺寸比波的波长小时不会发生衍射现象 4．如图甲所示为LC振荡电路，图乙的图像表示 LC振荡电路中电容器上极板电荷量、随时间变化的关系，下列说法正确的是（　　） A．时间内，线圈中磁场能在增大 B．、两时刻电路中电流最大 C．、两时刻电容器中电场能最小 D．时间内，电容器正在充电 5．一列简谐横波某时刻的波形如图，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　） A．此刻a的加速度最大 B．此刻b的速度最小 C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴负方向运动 D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 6．质量为m的物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（　　）    A．物块所受拉力F的冲量方向水平向右 B．物块所受拉力F的冲量大小为2mv C．物块所受重力的冲量大小为零 D．物块所受合力的冲量大小为 7．一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波沿轴负方向传播 B．质点N该时刻向y轴负方向运动 C．质点L经半个周期将沿轴正方向移动 D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 8．如图所示，在一根张紧的水平绳上悬挂有五个摆，其中A、E的摆长相等。先使A摆振动起来，其余各摆随后也会振动起来，达到稳定状态后，下列说法中正确的是（    ） A．D摆周期最大 B．B摆振动频率最大 C．除A外，各摆均做做受迫振动，振幅相同 D．除A外，各摆振幅不同，E摆振幅最大 9．我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（　　） A． B． C． D． 10．质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．碰撞前的速率大于的速率 B．碰撞后的速率大于的速率 C．碰撞后的动量大于的动量 D．碰撞后的动能小于的动能 11．将质量为m的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，下列说法正确的是（　　） A．上升过程的时间大于下落过程的时间 B．上升过程中机械能损失小于下落过程中机械能损失 C．上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量 D．上升过程的动量变化量小于下落过程的动量变化量 12．某同学想用一只半导体热敏电阻制作一支能测量水温的温度计。他查阅资料获得了图1所示的该热敏电阻的特性曲线，并设计了图2所示的温度计电路，图中，电压表的量程是，电源电动势恒定，内阻可不计。他的制作目标是温度计的测量范围是，且水温时电压表指针偏转达到最大位置。则（　　） A．电源的输出电压为 B．水温越高，电压表的示数越小 C．电压表的0刻度对应水温 D．水温时电压表的示数为 13．物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝，两天线同时都发出波长为和的无线电波。飞机降落过程中，当接收到和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是（　　） A．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 B．导航利用了与两种无线电波之间的干涉 C．天线发出的两种无线电波波长可以相同 D．若只有一个天线正常工作，飞机仍能安全降落 二、多选题 14．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（　　） A．0.06m B．0.30m C．0.20m D．0.15m 三、实验题 15．用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 (1)组装单摆时，应该选用___________。（用器材前的字母表示） A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线 C．直径约为1.8cm的塑料球 D．直径约为1.8cm的钢球 (2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①测量摆线长度，作为单摆的摆长； ②在偏角较小的位置将小球由静止释放； ③小球运动到最高点时开始计时； ④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期； 在前四个操作步骤中不妥当的是 。（填写操作步骤前面的序号） (3)用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中c和b平行，b和a都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是___________（选填选项前的字母）。 A．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 B．出现图线a的原因可能是误将49次全振动记为50次 C．出现图线c的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L (4)该组同学通过改变摆线长L进行了多次测量，正确操作后，利用实验数据作出了摆球做简谐运动周期的平方与摆线长L关系的图像，如图所示。测得图像中的横截距和纵截距分别为和b，根据图像可得重力加速度 。 16．某校同学们分组进行碰撞的实验研究。 (1)第一组利用气垫导轨通过频闪照相进行探究碰撞中的不变量这一实验。若要求碰撞时系统损失的机械能最多，则应选下图中的 （填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）； (2)第二组同学用如图丙所示的实验装置“验证动量守恒定律”。 ①若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则 。 A．　　B． C．　　D． ②设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图丙所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞中动量守恒；当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞为完全弹性碰撞。（用装置图中的字母表示） (3)第三组同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图丁所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球a（质量为）、球b（质量为）与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球a从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为；然后将木条平移到图中所示位置，入射球a从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点；再将入射球a从斜轨上起始位置由静止释放，与球b相撞，确定球a和球b相撞后的撞击点。这些撞击点分别对应图中的，测得与的高度差分别为、若所测物理量满足表达式 时，即说明球a和球b碰撞中动量守恒。 四、解答题 17．某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的该种型号手机从距离地面1.25m高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上（不反弹），保护器撞击地面的时间为0.5s，不计空气阻力，g＝10m/s2，试求： （1）手机落地前瞬间的速度大小； （2）手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小； （3）手机对地面的平均作用力。 18．如图所示，半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间的距离x=3.6m。质量m2=0.15kg的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处，另一质量为m2=0.25kg的小滑块1，从A点以v0=10m/s的初速度在水平面上滑行，到达B处两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块1与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g取10m/s2。两滑块均可视为质点。求∶ (1)滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v1； (2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能△E； (3)在半圆形轨道的最高点C处，轨道对两滑块的作用力大小FN。 19．如图甲所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小物块。以小物块的平衡位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。现将小物块向上托起，使弹簧恢复到原长时将小物块由静止释放，小物块在竖直方向做往复运动，且弹簧始终在弹性限度内。 (1)以小物块经过平衡位置向下运动过程为例，通过推导说明小物块的运动是否为简谐运动； (2)求小物块由最高点运动到最低点过程中，重力势能的变化量ΔEP1、弹簧弹性势能的变化量ΔEP2； (3)在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中，小物块的加速度a随x变化的图象，并利用此图象求出小物块向下运动过程中的最大速度。 20．如图甲所示，台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。台球在运动和撞击过程中，运动情况较为复杂。在不考虑球的转动和摩擦的情况下，可认为台球碰撞过程无机械能损失，相互作用力沿球心连线方向。 （1）如图乙所示，某次比赛中，母球离杆后沿直线运动一段距离后，以的速度与目标球发生对心弹性碰撞，目标球被撞后沿同一直线运动，与CD挡壁碰撞后反弹进入球洞A。已知两台球的质量均为，且可视为质点，目标球与CD挡壁的作用时间为，反弹前后速度的方向与CD挡壁间的夹角均为60°，速度大小均为。重力加速度。求： a．目标球被撞后瞬间速度的大小； b．CD挡壁对目标球作用力的大小和方向。（提示：在处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。） （2）如图丙所示，某同学通过观察得出结论：在台球桌面上，台球m以初速度和静止的球M发生弹性斜碰时，碰后两球的速度方向总是互相垂直，即。已知两台球大小相同、质量相等，请分析说明该同学得出的结论是否正确。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．D【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故B错误； C．紫外线是一种波长比紫光更短、频率比紫光更大的电磁波，能够灭菌消毒，故C错误； D．根据电磁波谱的排列规律，电磁波谱按照波长从大到小排列的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故D正确。故选D。 2．D【详解】A. t=1s时，振子的位移为正最大值，速度为零，加速度为负的最大值，A错误； B. t=2s时，振子的位移为零，速度为负的最大值，加速度为零，B错误； C. t=3s时，振子的位移为负的最大值，速度为零，加速度为正的最大值，C错误； D. t=4s时，振子的位移为零，速度为正的最大值，加速度为零，D正确。故选D。 3．C【详解】A．当一列声波从空气传到水中时，其频率不变，波速变大，则波长变大，故A错误； B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，故B错误； C．当声源靠近时，根据多普勒效应可知，静止的观察者接收到的声音频率增大，故C正确； D．孔的尺寸比波的波长小时会发生明显衍射现象，故D错误。故选C。 4．A【详解】AD．从图像可知，时间内，电容器的电荷量在减少，电容器正在放电，故电容器的电场能在减少，线圈中的磁场能在增加，故A正确，D错误； BC．从图像可知，，两时刻电容器的电荷量最大，故电容器中电场能最大，线圈中磁场能最小，故电路中电流最小，故BC错误。故选A。 5．A【详解】A．由波动图象可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，故A正确； B．此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误； C．若波沿x轴正方向传播，由“同侧法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C错误； D．若波沿x轴负方向传播，由“同侧法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误。故选A。 6．D【详解】AB．物块所受拉力的冲量为 方向与水平方向夹角为，故AB错误； C．物块所受重力的冲量为故C错误； D．由动量定理可知故D正确；故选D。 7．B【详解】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确； C．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错误； D．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，故D错误。故选B。 8．D【详解】AB．A摆振动起来，其它各摆也振动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率和周期均等于A摆的振动频率和周期。故AB错误； CD．由于其它各摆的摆长不同，则振幅不同，由于A、E摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则E摆出现共振现象，振幅最大。故C错误；D正确。故选D。 9．A【详解】由动量守恒定律可知解得火箭的速度大小故选A。 10．C【详解】A．图像的斜率表示物体的速度，根据图像可知碰前的速度大小为 碰前速度为0，A错误； B．两物体正碰后，碰后的速度大小为碰后的速度大小为 碰后两物体的速率相等，B错误； C．两小球碰撞过程中满足动量守恒定律，即 解得两物体质量的关系为 根据动量的表达式可知碰后的动量大于的动量，C正确； D．根据动能的表达式可知碰后的动能大于的动能，D错误。故选C。 11．C【详解】A．设空气阻力大小为f，上升过程的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 解得 设下降过程的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得 解得 所以上升过程的加速度大小大于下降过程的加速度大小，由于上升和下降的位移相等，由运动学公式 可知，上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误； B．由于空气阻力大小不变，上升过程和下降过程空气阻力做的功相等，所以上升过程中机械能损失等于下落过程中机械能损失，故B错误； C．设物体从地面竖直向上抛出时的速度为v0，物体落回到地面时的速度为v，由运动学公式得 又因为所以上升过程的动能减小量为 下落过程的动能增加量为所以上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量，故C正确； D．上升过程动量的变化量为 下落过程的动量变化量为 所以上升过程的动量变化量大于下落过程的动量变化量，D正错误。故选C。 12．D【详解】A．根据图像可知，水温时 此时电压表指针偏转达到最大位置，即3V，根据题意可知解得 内阻不计，所以电源输出电压为6V，故A错误； B．根据可知，水温越高，热敏电阻阻值越小，电压表的示数越大，故B错误； C．水温时根据故C错误； D．水温时根据故D正确。故选D。 13．A【详解】A．空间中某点加强与减弱取决于该点到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍，所以两种电波的干涉强弱分布是固定的，故A正确； B．两种无线电波的波长不同，所以频率不同，它们之间不会产生干涉，故B错误； C．导航运用了两种不同无线电波的干涉，两种无线电波的波长不同，所以干涉加强区域和减弱区域不完全相同，但是在波源连线的中垂线上都是加强区域，导航原理正是运用了这一特点，所以天线发出的两种无线电波波长不可以相同，故C错误； D．若只有一个天线正常工作，则将有许多加强区域，无法判断是否在波源连线的中垂线（即跑到）上，所以飞机不能安全降落，故D错误。故选A。 14．AB【详解】可以画出PQ之间的最简单的波形，如图所示 同时由于PQ可以含有多个完整的波形，则 整理可以得到 当时，；当时，；当时，。故选AB。 15．(1)AD(2)①③/③①(3)C(4) 【详解】（1）在用单摆测定力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应选取长约1m左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小实验误差。故选AD。 （2）根据单摆的周期公式可知摆长应为悬点到小球圆心的距离，所以测量摆线长度，作为单摆的摆长不妥；同时为了方便计时并减小周期的测量误差，不应从小球运动到最高点开始计时，应从小球到达最低时开始计时，所以①③不妥。 （3）A．由单摆周期公式有整理有 所以图像的斜率为整理有 由图像可知其图像a的斜率大于图像b的斜率，结合上述分析可知，图线a对应的g值小于图线b对应的g值，故A项错误； B．实验中误将49次全振动计为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，由之前的分析可知图线a的重力加速度测量值偏小，故B项错误； C．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则实际摆长为 单摆周期公式为整理有 所以其图像时图线b向下平移，与图线c相同，故C项正确。故选C。 （4）由单摆周期公式有整理有 所以图像的斜率为结合题图，整理有 16．(1)乙(2) C (3) 【详解】（1）甲图中采用弹性圈，二者碰后即分离，此种情况下，机械能的损失最少，机械能几乎不变；而乙图中由于装与撞针和橡皮泥，则两物体相碰时成为一体，机械能的损失最多；若要求碰撞机械能损失最多，应选图乙。 （2）[1]若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，需要要求两球发生对心碰撞且碰后入射小球不反弹，故满足故选C。 [2]设抛出点距地面的高度H，则平抛时间为 两球平抛运动时间相同。若两球碰撞过程中动量守恒 即 就可以证明碰撞前后系统动量守恒。 [3]若两球碰撞为完全弹性碰撞，则 化简可得结合联立可得 （3）由平抛运动规律有x=v0t；所以 当水平位移相等时，v0与成正比，动量守恒要验证的式子是即 17．（1）5m/s；（2）0.8N·s；（3）3.2N，方向竖直向下 【详解】（1）由运动学公式v2＝2gh，可得手机落地前瞬间速度为 （2）手机做自由落体运动，由，可得手机从开始掉落到落地的时间为 根据I＝Ft，得手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小 （3）设向上方向为正方向，对手机由动量定理得解得 由牛顿第三定律可知手机对地面的平均作用力大小为，方向竖直向下。 18．(1)8m/s；(2)3J；(3) 5N 【详解】(1)滑块1从A运动到B，根据动能定理－μm1gx=得v1=8m/s (2)设两滑块碰后的共同速度为v，根据动量守恒定律m1v1=(m1+m2)v得v=5m/s 根据能量守恒定律得ΔE=3J (3)设两滑块到达最高点C处时的速度为vC，根据机械能守恒定律(m1+m2)v2=(m1+m2)+(m1+m2)g×2R 得vC=3m/s 两滑块在C点的受力示意图如图所示 根据牛顿第二定律FN+（m1+m2）g=(m1+m2)得FN=5N 19．(1)是简谐运动；(2)；；(3) ； 【详解】(1)设小物块位于平衡位置时弹簧的伸长量为，则有可得 小物块运动到平衡位置下方处，受力如图所示 此时弹簧弹力大小为 小物块所受合力为 即小物块所受合力与其偏离平衡位置的位移大小成正比，方向相反，说明小物块的运动是简谐运动； (2)根据简谐运动对称性的特点，小物块由最高点运动到最低点过程中，下降的高度为，重力势能的变化量为 根据机械能守恒定律得 其中解得弹簧弹性势能的变化量为 (3)由最高点运动到最低点过程中，小物块的加速度随变化的图象如图所示 当时小物块的速度最大，设合外力做功为，根据图中图线（或）与横轴所围面积得 根据可得小物块向下运动过程中的最大速度为 20．（1）a．2.4m/s，b．，方向直于CD挡壁向上；（2）正确，见解析 【详解】（1）a.设母球和目标球碰撞后的速度分别为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 联立解得，即目标球被撞后瞬间速度的大小为。 b.建立如图所示坐标系，将目标球与CD挡壁碰撞前后的速度沿两坐标轴方向分解。 可知x轴方向动量变化为y方向动量变化为 因此碰撞前后目标球的动量变化为 方向沿y轴正方向，即垂直于CD挡壁向上。设CD挡壁对目标球的作用力为F，根据动量定理 解得方向直于CD挡壁向上。 （2）该同学的得出的结论正确。 由于两球碰撞遵循动量守恒定律和机械能守恒定律，碰前动量水平向右，所以碰后垂直于初速度方向的动量为零，又因为两球质量相等，所以 又有；联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$