内容正文:
高二期中物理试卷
测试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列可近似看作简谐运动的是( )
A. 单摆的摆动 B. 树叶摇曳 C. 风吹草动 D. 秋千的摆动
【答案】A
【解析】
【详解】简谐运动的特征是回复力大小与位移成正比,方向相反,即满足。
A.单摆在小角度(通常)摆动时,回复力近似与位移成正比,可视为简谐运动,故A正确;
B.树叶摇曳受风力影响,运动无固定规律,不符合简谐运动条件,故B错误;
C.风吹草动由外力驱动,且运动形式复杂,不属于简谐运动,故C错误;
D.秋千摆动通常角度较大,只有在摆角很小且阻力可以忽略的情况下,才能被认为是简谐运动,故D错误。
故选A。
2. 某巡警车在高速公路上以一定的速度巡查,巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波,结果该电磁波被此辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低。此现象属于( )
A. 波的衍射 B. 多普勒效应 C. 波的干涉 D. 波的反射
【答案】B
【解析】
【详解】巡警车与轿车存在相对运动,导致反射波的频率变化。电磁波发射时,巡警车为波源,轿车为接收者;反射时,轿车变为波源,巡警车为接收者。两次多普勒效应叠加后,接收频率降低,说明两者在相互远离。此现象由相对运动引起的频率变化,属于多普勒效应。
故选B。
3. 有关实际中的现象,下列说法不符合事实的是( )
A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B. 体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力
C. 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
【答案】D
【解析】
【详解】A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度,故A正确;
B.体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间,从而可以减小地面对运动员的作用力,故B正确;
C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是可以防止枪身快速后退而造成伤害;故是为了减少反冲的影响,故C正确;
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱应有弹性,从而延长与人的接触时间而减小伤害,故D错误。
故选D。
4. 如图所示,某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后,仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( )
A. 仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B. 仅将单缝远离双缝移动少许
C. 仅将单缝与双缝的位置互换 D. 仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】他对实验装置作了改动后,仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加,可知各条纹宽度减小。由公式
得
A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间,、与都不变,则不变,故A错误;
B.仅将单缝远离双缝移动少许,、与都不变,则不变,故B错误;
C.仅将单缝与双缝的位置互换,将不能正常观察双缝干涉,故C错误;
D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片,减小,与都不变,则减小,故D正确。
故选D。
5. 一列简谐横波沿x轴传播,其在t=0.2s时的波形图如图甲所示,该波上A质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 该波的波速为2.5m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 若该波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为0.4Hz
D. 若某障碍物的尺寸比2m小,则该波遇到这个障碍物时一定能发生明显的衍射现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,T=0.4s,λ=2m,则波速,故A错误;
B.由图乙可知,t=0.2s时刻,质点A正通过平衡位置向上振动,根据波形的平移法可知,该波沿x轴正方向传播,故B错误;
C.发生稳定的干涉现象需要两列波的频率相同,则所遇到的波的频率为,故C错误;
D.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸可能与2m差不多或比2m小,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,AB为圆柱形有机玻璃棒,A、B之间距离为s,一光脉冲信号从有机玻璃棒A端中间射入,在有机玻璃棒与空气的交界面上恰好发生全反射,由A端传输到B端所用的时间为t。已知光在真空中的传播速度为c,则有机玻璃棒的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设有机玻璃棒的折射率为n,则有sinα=sinC=
根据折射率与速度的关系有n=
传播时间
联立以上各式解得
故选B。
7. 用不可伸长的细线悬挂一质量为M的木块,木块静止,如图所示。现有一质量为m(m≪M)的子弹从左向右水平射入木块并停留在木块中,子弹的初速度为v0,忽略空气阻力,重力加速度为g,则子弹和木块一起上升的最大高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】子弹射入木块的瞬间,在水平方向上,系统的内力远大于外力,所以水平方向动量守恒,设子弹射入木块的瞬间,子弹和木块的共同速度为v,则有
解得
子弹和木块一起上升过程中,系统内只有重力做功,根据机械能守恒定律,有
联立解得h=
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,夏天,在平静无风的海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因,对它做了不科学的解释,认为是海中蛟龙(蜃)吐出的气结成的,因而叫作“海市蜃楼”,也叫蜃景。下列有关蜃景的说法正确的是( )
A. 海面上层空气的折射率比下层空气的折射率小
B. 海面上层空气的折射率比下层空气的折射率大
C. A是蜃景,B是景物
D. B是蜃景,A是景物
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.海面上,下层空气的温度比上层的低,则下层空气的密度比上层的大,故下层空气的折射率比上层空气的折射率大,故A正确,B错误;
CD.由于人眼认为光是沿直线传播的,故A是蜃景,B是景物,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 位于x=0.25m的波源P从人t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,质点b的平衡位置xb=-0.5m。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向传播的速度为0.75m/s
B 波源沿y轴正方向起振
C. t=2.45s时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是3m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,波的波长
由题意可知0.1s内波传播四分之一波长,可得
解得
波的波速
选项A错误;
B.作出t=2.0s时的波形如图
根据同侧法可知,此时波源P的振动方向向上,因
所以波源其正方向也向上,即波源沿y轴正方向起振,选项B正确;
C.波的波速
波源停止振动,到质点停止振动的时间
即质点还在继续振动,到经过时间
即,结合图像可知质点a位移为负且向轴负方向运动,选项C正确;
D.波传到点所需的时间
在0到2s内,质点振动的时间为
质点b运动总路程
选项D错误。
故选BC。
10. 如图,坐标系中,x轴为水平方向,y轴为竖直方向,导弹以某一初速度由地面O点处发射,同时开启推进器助推,到达a点时关闭推进器,导弹的运动轨迹如图中曲线所示。已知推力方向和空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线上,空气阻力大小与导弹速率的二次方成正比,图中a、c高度相同,b为导弹运动轨迹最高点。下列说法正确的是( )
A. 导弹在b点时的速率为零
B. 导弹在Oa阶段可能做直线运动
C. 导弹在a点的动量一定大于在c点的动量
D. ab阶段导弹重力的冲量小于bc阶段导弹重力的冲量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.b为导弹运动轨迹最高点,导弹在b点时竖直方向的分速度为零,由于在b点之后导弹仍然向右运动,所以水平方向的分速度不为零,即导弹在b点时的速率不为零,故A错误;
B.Oa阶段导弹所受重力方向竖直向下,推力与阻力的方向均与速度方向共线,这三个力的合力不可能为零,且合力与运动方向不在同一条直线上,导弹不可能做直线运动,故B错误;
C.由于a点之后导弹仅受重力和空气阻力,阻力做负功,导弹的机械能减小,由于导弹在a、c两点的重力势能相同,则导弹在c点的动能一定小于在a点的动能,即导弹在c点的速度大小一定小于在a点的速度,可知导弹在c点的动量一定小于在a点的动量,故C正确;
D.空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线上,ab阶段导弹竖直方向分加速度大小大于bc阶段导弹竖直方向的分加速度,a、c高度相同,则ab阶段导弹运动的时间小于bc阶段导弹运动的时间,可知,ab阶段导弹重力的冲量小于bc阶段导弹重力的冲量,故D正确。
故选CD。
三、实验探究题:本题共2小题,共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上,或按题目要求作答。
11. 某实验小组在做“利用单摆测定当地重力加速度”实验。
(1)用游标卡尺测量摆球直径示数如图甲所示,则摆球直径为______cm;如果测定的单摆做40次全振动的时间,示数如图乙所示,那么秒表的示数是______s,单摆的周期是______s。
(2)用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是______。
【答案】(1) ①. 0.96 ②. 75.2 ③. 1.88
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]根据游标卡尺的读数规律,该读数为9mm+6×0.1mm=9.6mm=0.96cm
[2]根据秒表的读数规律,该读数为t=60s+15.2s=75.2s
[3]单摆做了40次全振动,则单摆的周期
【小问2详解】
根据周期公式有
解得
12. 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。
(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选_________段来计算A的碰前速度,应选_________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前_________kg•m/s;碰后_________kg•m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。
【答案】 ①. BC ②. DE ③. 0.420 ④. 0.417
【解析】
【详解】(1)[1][2] 由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后;推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;
碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度.
(2)[3]由图可知,BC=10.50cm=0.1050m;DE=6.95cm=0.0695m;碰前系统的动量为
kg•m/s
[4]碰后的总动量为
kg•m/s
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 一列简谐横波沿x轴传播,其在t=0时的波形图如图所示,此时波恰好传播到B点,再经过1.0s,C点正好完成第一次全振动。求:
(1)该简谐横波的波长。
(2)波速v的大小。
【答案】(1)4m (2)5m/s
【解析】
【小问1详解】
由波形图可知=3 m-1 m=2 m
可得简谐横波的波长λ=4 m
【小问2详解】
由题图可知,B点到C点的距离为λ,则有
代入数据解得T=0.8s
所以波速
代入数据联立解得v=5m/s
14. 如图所示,某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上,光源S(未画出)发出一束平行于桌面的光,光从OA上的某点垂直射入透明砖,恰好经过三次全反射后,垂直OB射出,并再次经过光源S。已知∠AOB=90°,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)该材料折射率n;
(2)此过程中,光在空气中传播的时间与光在该材料中传播的时间的比值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光路图如图所示,由几何关系可知C=45°,由光的折射定律可知sinC=
可得材料的折射率n=
【小问2详解】
设扇形透明砖的半径为R,则光在空气中传播的路程s1=SM+SN
所以s1=R×2=R
光在空气中传播的时间
光在该材料中传播的路程s2=R×6=3R
光在该材料中传播的时间
所以
15. 如图所示,水平地面上有一固定的光滑圆弧轨道A,轨道半径R=0.2m,A的底端与地面上的长木板C上表面相切。一质量mB=1kg的小滑块B从轨道顶端滑下,在B冲上C的左端时,给C一个与B相同的初速度。已知mC=3kg,B、C间的动摩擦因数μ1=0.2,C与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,C的右端有一个挡板,C的长度L=0.44m。若B与C右端的挡板发生碰撞后黏在一起,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)B滑到A底端时的速度大小。
(2)B从滑上C到最终停止所用的时间。
【答案】(1)2m/s
(2)s
【解析】
【小问1详解】
B滑到轨道底端时,有
解得
【小问2详解】
当B滑上C后,对B进行受力分析,其所受摩擦力方向向左,根据牛顿第二定律得
解得加速度大小,方向向左。
对C进行受力分析,其受到B给它的向右的摩擦力fBC和地面给它的向左的摩擦力f地C,根据牛顿第二定律,有
解得其加速度大小,方向向左。
由匀变速直线运动的位移与速度关系公式,有
解得B能够向右运动的最大距离
C能够向右运动最大距离
设C从开始运动到减速为零所用的时间为t1,有
解得t1=0.2s
此过程,B的位移
相对位移
此时
设再经过t2时间,B与C右端的挡板碰撞,则有
解得t2=0.2s
碰撞时,B的速度
碰撞过程,由动量守恒可得
解得碰撞后B、C的共同速度
之后二者一起做匀减速运动,根据牛顿第二定律,有
B、C一起做匀减速运动,经过t3时间停下,则有
故B从滑上C到最终停止所用的时间t=t1+t2+t3=s
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高二期中物理试卷
测试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列可近似看作简谐运动的是( )
A. 单摆的摆动 B. 树叶摇曳 C. 风吹草动 D. 秋千的摆动
2. 某巡警车在高速公路上以一定速度巡查,巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波,结果该电磁波被此辆轿车反射回来时,巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低。此现象属于( )
A. 波的衍射 B. 多普勒效应 C. 波的干涉 D. 波的反射
3. 有关实际中的现象,下列说法不符合事实的是( )
A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B. 体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力
C. 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
4. 如图所示,某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,调节后观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了改动后,仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( )
A. 仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B. 仅将单缝远离双缝移动少许
C. 仅将单缝与双缝的位置互换 D. 仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
5. 一列简谐横波沿x轴传播,其在t=0.2s时的波形图如图甲所示,该波上A质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 该波的波速为2.5m/s
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 若该波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为0.4Hz
D. 若某障碍物的尺寸比2m小,则该波遇到这个障碍物时一定能发生明显的衍射现象
6. 如图所示,AB为圆柱形有机玻璃棒,A、B之间距离为s,一光脉冲信号从有机玻璃棒A端中间射入,在有机玻璃棒与空气交界面上恰好发生全反射,由A端传输到B端所用的时间为t。已知光在真空中的传播速度为c,则有机玻璃棒的折射率为( )
A. B. C. D.
7. 用不可伸长的细线悬挂一质量为M的木块,木块静止,如图所示。现有一质量为m(m≪M)的子弹从左向右水平射入木块并停留在木块中,子弹的初速度为v0,忽略空气阻力,重力加速度为g,则子弹和木块一起上升的最大高度为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,夏天,在平静无风海面上,向远方望去,有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因,对它做了不科学的解释,认为是海中蛟龙(蜃)吐出的气结成的,因而叫作“海市蜃楼”,也叫蜃景。下列有关蜃景的说法正确的是( )
A. 海面上层空气的折射率比下层空气的折射率小
B. 海面上层空气的折射率比下层空气的折射率大
C. A蜃景,B是景物
D. B是蜃景,A是景物
9. 位于x=0.25m的波源P从人t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0s时波源停止振动,t=2.1s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75m,质点b的平衡位置xb=-0.5m。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向传播的速度为0.75m/s
B. 波源沿y轴正方向起振
C. t=2.45s时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是3m
10. 如图,坐标系中,x轴为水平方向,y轴为竖直方向,导弹以某一初速度由地面O点处发射,同时开启推进器助推,到达a点时关闭推进器,导弹的运动轨迹如图中曲线所示。已知推力方向和空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线上,空气阻力大小与导弹速率的二次方成正比,图中a、c高度相同,b为导弹运动轨迹最高点。下列说法正确的是( )
A. 导弹在b点时的速率为零
B. 导弹在Oa阶段可能做直线运动
C. 导弹在a点的动量一定大于在c点的动量
D. ab阶段导弹重力的冲量小于bc阶段导弹重力的冲量
三、实验探究题:本题共2小题,共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上,或按题目要求作答。
11. 某实验小组在做“利用单摆测定当地重力加速度”实验。
(1)用游标卡尺测量摆球直径示数如图甲所示,则摆球直径为______cm;如果测定的单摆做40次全振动的时间,示数如图乙所示,那么秒表的示数是______s,单摆的周期是______s。
(2)用摆长l和周期T计算重力加速度公式是______。
12. 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。
(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选_________段来计算A的碰前速度,应选_________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前_________kg•m/s;碰后_________kg•m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 一列简谐横波沿x轴传播,其在t=0时的波形图如图所示,此时波恰好传播到B点,再经过1.0s,C点正好完成第一次全振动。求:
(1)该简谐横波的波长。
(2)波速v的大小。
14. 如图所示,某种材料制成的扇形透明砖放置在水平桌面上,光源S(未画出)发出一束平行于桌面的光,光从OA上的某点垂直射入透明砖,恰好经过三次全反射后,垂直OB射出,并再次经过光源S。已知∠AOB=90°,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)该材料的折射率n;
(2)此过程中,光在空气中传播的时间与光在该材料中传播的时间的比值。
15. 如图所示,水平地面上有一固定的光滑圆弧轨道A,轨道半径R=0.2m,A的底端与地面上的长木板C上表面相切。一质量mB=1kg的小滑块B从轨道顶端滑下,在B冲上C的左端时,给C一个与B相同的初速度。已知mC=3kg,B、C间的动摩擦因数μ1=0.2,C与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,C的右端有一个挡板,C的长度L=0.44m。若B与C右端的挡板发生碰撞后黏在一起,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)B滑到A底端时的速度大小。
(2)B从滑上C到最终停止所用的时间。
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