精品解析：甘肃省西北师范大学附属中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

西北师大附中2024—2025学年第一学期期末考试试题 高二物理 一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 以下物理量属于矢量的是（　　） A. 动能 B. 动量 C. 功 D. 功率 2. 据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。声音的共振称为共鸣，振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图像如图所示，请根据图像分析把铜盘磨薄的目的是（　　） A. 改变铜盘固有振动的振幅 B. 改变皇宫敲钟引起的空气振动的强度 C. 改变皇宫敲钟引起的空气振动的频 D. 改变铜盘固有振动的频率 3. 如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，。若小球从B到C的运动时间为1s，则下列说法正确的是（　　） A. 小球从B经O到C完成一次全振动 B. 从B开始经过3s，小球通过的路程是40cm C. 振动周期是2s，振幅是10cm D. 经过两次全振动，小球通过的路程是40cm 4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小 5. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。已知重力加速度为g。则以下说法正确的是（　　） A. 忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供 B. 当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力等于手机所受的重力 C. 秋千摆动的周期为 D. 该地的重力加速度 6. 一只质量为1.4 kg的乌贼吸入0.1 kg的水，静止在水中。遇到危险时,它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以2 m/s的速度向前逃窜。以下说法错误的是（　　） A. 该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反 B. 该乌贼喷出的水的速度大小为28 m/s C. 该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为39.2 J D. 该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为280 N 7. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知小物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当小物块从木板右端离开时，小物块和木板的速度分别为和，下列说法正确的是（　　） A. 木板移动的距离s一定小于木板的长度L B. 木板质量M越大，小物块滑出木板时木板的速度越大 C. 木板质量M越大，小物块滑出木板时小物块的速度越小 D. 小物块的初速度越大，木板位移s越小，该过程产生的热量越少 二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图甲所示，竖直悬挂弹簧振子在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，振子到达D点开始计时，规定竖直向下为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的图像，则（　　） A. 弹簧振子从D点经过O点再运动到C点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向相反 C. 弹簧振子的振动方程为 D. 弹簧振子在前2.5s内的路程为1m 9. 如图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、；图（b）是质点Q的振动图像。正确的是（　　） A. 波沿方向传播，0.5s时刻P质点正在向方向振动 B. 波沿方向传播，0.5s时刻Q质点正在向方向振动 C. 从，再经过21s时，质点P在加速、质点Q在减速 D. 波速为4cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反 10. 如图所示，质量分别为、（未知且）的小球B、C静止放置在光滑水平面上，一质量为的小球A从小球B的左侧以速度水平向右运动。已知所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，A与B只发生一次碰撞，则的值可能为（ ） A. 4.5 B. 6 C. 7.5 D. 9 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共18分） 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动；然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2。已知滑块P、Q的质量分别为m、M。请回答下列问题。 （1）若用螺旋测微器测量遮光条的宽度为L；如果滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为；碰后两滑块整体的速度为______。 （2）若碰撞过程，系统的动量守恒，则关系______成立； （3）该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为______。（用测量的物理量表示） 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，则金属丝的直径为________mm。 （2）然后用欧姆表粗测金属丝电阻，选择倍率为的欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如上图所示，该金属丝电阻约为_______。 （3）某同学通过实验测定金属丝的电阻Rx，现有电源（4V，内阻忽略不计）、滑动变阻器（0-50Ω）、额定电流（2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0-3A，内阻约0.025Ω） B．电流表（0-0.6A，内阻约为0.125Ω） C．电压表（0-3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0-15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_________，电压表应选用_________（选填器材前的字母）； （4）实验电路应采用如图________（填“乙”或“丙”），该电路测量得到的电阻阻值比真实值______填（”偏大”或者“偏小”或“相等”） 四、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。） 13. 如图所示，一质量为m的小钢球，用长为l的细绳系在水平天花板上（l远大于小钢球的半径），初始时，细绳和竖直方向的夹角为。由静止释放小球后，求：（不计空气阻力，重力加速度为g） （1）释放时小球回复力的大小； （2）小球从最高点和到最低点的过程中合力的冲量的大小 （3）从小球释放到第一次运动到最低点过程中重力的冲量的大小。 14. 一列简谐波的波源在图中的坐标原点处，经过0.4 s，振动从原点向右传播20 cm，此时波的图像如图，质点P离原点的距离为80 cm.则： （1）判断质点P起振时的速度方向； （2）该波从原点向右传播时开始计时，经过多长时间质点P第一次到达波峰； （3）由图示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，求这段时间内波源在振动过程中通过的路程。 15. 如图所示，固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动（碰撞时间极短），平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求：（重力加速度为g） (1)A、B碰撞过程中产生的热量； (2)A和B沿C能上升的最大高度； (3)斜面体C获得的最大速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西北师大附中2024—2025学年第一学期期末考试试题 高二物理 一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 以下物理量属于矢量的是（　　） A. 动能 B. 动量 C. 功 D. 功率 【答案】B 【解析】 【详解】动能、功和功率都是只有大小无方向的物理量，是标量；而动量既有大小又有方向，是矢量。 故选B。 2. 据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致。后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。声音的共振称为共鸣，振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系图像如图所示，请根据图像分析把铜盘磨薄的目的是（　　） A. 改变铜盘固有振动的振幅 B. 改变皇宫敲钟引起的空气振动的强度 C. 改变皇宫敲钟引起的空气振动的频 D. 改变铜盘固有振动的频率 【答案】D 【解析】 【详解】把铜盘磨薄一些，是为了改变铜盘固有振动的频率，铜盘与皇宫早晚的钟声不再发生共振，即不再出现共鸣。 故选D。 3. 如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置，。若小球从B到C的运动时间为1s，则下列说法正确的是（　　） A. 小球从B经O到C完成一次全振动 B. 从B开始经过3s，小球通过的路程是40cm C. 振动周期是2s，振幅是10cm D. 经过两次全振动，小球通过的路程是40cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在B、C间振动，小球从B经O到C再经O回到B，完成一个全振动，A错误； B．从B开始经过3s，小球运动的时间是1.5个周期，通过的路程为 B错误； C．小球从B到C经历的时间为半个周期，所以振动周期为2s，小球在B、C两点间做机械振动，，O是平衡位置，则振幅为10cm，C正确； D．经过两次全振动，小球通过的路程是，D错误。 故选C。 4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴正方向运动 C. 此时K质点的速度比L质点的小 D. 此时K质点的加速度比L质点的小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误； C．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误； D．由于质点在竖直方向做机械振动，根据 F = - ky F = ma 结合波图像可看出 yL > yK 则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。 故选D。 5. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。已知重力加速度为g。则以下说法正确的是（　　） A. 忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供 B. 当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力等于手机所受的重力 C. 秋千摆动的周期为 D. 该地的重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．忽略空气阻力，秋千的回复力由重力圆弧沿切线方向的分力提供， A错误； B．在最低点，合力提供向心力 秋千对手机的支持力 故秋千对手机的支持力大于手机的重力，B错误； C．秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置再回到最大振幅偏角位置所用的时间，所以两次经过最低点，有两次向心加速度最大，根据垂直手机平面方向的关系图，周期为 C正确； D．根据单摆周期公式 故当地重力加速度 D错误。 故选C。 6. 一只质量为1.4 kg的乌贼吸入0.1 kg的水，静止在水中。遇到危险时,它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以2 m/s的速度向前逃窜。以下说法错误的是（　　） A. 该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反 B. 该乌贼喷出的水的速度大小为28 m/s C. 该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为39.2 J D. 该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为280 N 【答案】C 【解析】 【详解】A．乌贼喷水过程时间较短,系统内力远大于外力，系统动量守恒, 则该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反，故A正确； B．选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得 0=Mv1-mv2 解得 v2== m/s=28 m/s 故B正确； C．该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量 E=m+M=42 J 故C错误； D．该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为 F==280 N 故D正确。 本题要求选说法错误的 故选C。 7. 如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知小物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当小物块从木板右端离开时，小物块和木板的速度分别为和，下列说法正确的是（　　） A. 木板移动的距离s一定小于木板的长度L B. 木板质量M越大，小物块滑出木板时木板的速度越大 C. 木板质量M越大，小物块滑出木板时小物块的速度越小 D. 小物块的初速度越大，木板位移s越小，该过程产生的热量越少 【答案】A 【解析】 【详解】A．因小物块滑出木块过程所受阻力恒定，小物块加速度大小 木块的加速度大小 画出子弹和木块的图像如图所示 由图甲可知，L（深色梯形面积）一定大于s（浅色三角形面积），即木板移动的距离s一定小于木板的长度L，故A正确： BC．木板的质量M越大，越小，由图乙可知，小物块滑过的时间越短，小物块滑出速度越大，木板速度越小，故B错误，C错误； D．小物块的初速度越大，由图丙可知木块位移s越小，但系统产生的热量为保持不变，故D错误。 故选A。 二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图甲所示，竖直悬挂弹簧振子在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，振子到达D点开始计时，规定竖直向下为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的图像，则（　　） A. 弹簧振子从D点经过O点再运动到C点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向相反 C. 弹簧振子的振动方程为 D. 弹簧振子在前2.5s内的路程为1m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．弹簧振子从D点经过O点运动到C点然后再经过O点回到D点为一次全振动，故A错误； B．题图乙中的P点时刻振子的速度方向沿负方向，加速度方向沿正方向，故B正确； C．由题图乙知周期为，弹簧振子的振幅为，则 规定竖直向下为正方向，振子到达D点开始计时，时刻位移为0.1m，可知初相位为，则弹簧振子的振动方程为 故C错误； D．弹簧振子在前2.5s内的路程为 故D正确。 故选BD。 9. 如图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、；图（b）是质点Q的振动图像。正确的是（　　） A. 波沿方向传播，0.5s时刻P质点正在向方向振动 B. 波沿方向传播，0.5s时刻Q质点正在向方向振动 C. 从，再经过21s时，质点P在加速、质点Q在减速 D. 波速为4cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由质点Q的振动图像可知0.5s时刻Q质点正在向方向振动，在题图（a）中根据同侧法可以判断出波沿方向传播，故A错误，B正确； C．根据波的图像可得波长为 根据振动图像可得质点振动的周期即波传播的周期为 则波速为 根据同侧法可得0.5s时刻P质点正在向平衡位置运动，在加速，而Q质点则正在向负向最大位移处运动，在减速，再过21s时，即经过，P和Q质点振动方向各自与原来的方向相同，C正确： D．由于质点P、Q的平衡位置的距离不是半波长的整数倍，所以质点P、Q振动方向有时相同有时相反，D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，质量分别为、（未知且）的小球B、C静止放置在光滑水平面上，一质量为的小球A从小球B的左侧以速度水平向右运动。已知所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，A与B只发生一次碰撞，则的值可能为（ ） A. 4.5 B. 6 C. 7.5 D. 9 【答案】AB 【解析】 【详解】A与B碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒可得 联立解得碰后A、B的速度分别为 ， B与C碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒可得 联立解得碰撞B的速度为 为了保证A与B只发生一次碰撞，需要满足 由于，则有 联立解得 故选AB。 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共18分） 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动；然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2。已知滑块P、Q的质量分别为m、M。请回答下列问题。 （1）若用螺旋测微器测量遮光条的宽度为L；如果滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为；碰后两滑块整体的速度为______。 （2）若碰撞过程，系统的动量守恒，则关系______成立； （3）该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为______。（用测量的物理量表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 碰前滑块P的速度为 碰后两滑块整体的速度为 【小问2详解】 则碰前系统的总动量为 碰后系统的总动量为 若碰撞过程系统的动量守恒，则有 化简得 【小问3详解】 该碰撞过程损失的机械能为 初动能为 则 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，则金属丝的直径为________mm。 （2）然后用欧姆表粗测金属丝电阻，选择倍率为的欧姆挡，按正确的实验操作步骤测量，表盘指针位置如上图所示，该金属丝电阻约为_______。 （3）某同学通过实验测定金属丝的电阻Rx，现有电源（4V，内阻忽略不计）、滑动变阻器（0-50Ω）、额定电流（2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0-3A，内阻约0.025Ω） B．电流表（0-0.6A，内阻约为0.125Ω） C．电压表（0-3V，内阻约3kΩ） D．电压表（0-15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_________，电压表应选用_________（选填器材前的字母）； （4）实验电路应采用如图________（填“乙”或“丙”），该电路测量得到的电阻阻值比真实值______填（”偏大”或者“偏小”或“相等”） 【答案】（1）0.878##0.879##0.880##0.881##0.882 （2）6##6.0 （3） ①. B ②. C （4） ①. 乙 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 金属丝的直径为 【小问2详解】 金属丝电阻约为 【小问3详解】 [1]通过金属丝的电阻的最大电流为 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用量程为的电流表，故选B。 [2]电源电动势为，为减小测量误差，电压表应选用量程为的电压表，故选C。 【小问4详解】 [1]电压表的内阻远大于金属丝的电阻，为减小实验误差，电流表应采用外接法，实验电路应采用如图乙。 [2]由于电压表的分流作用，通过金属丝的电流小于电流表的示数，电路测量得到的电阻阻值比真实值偏小。 四、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。） 13. 如图所示，一质量为m的小钢球，用长为l的细绳系在水平天花板上（l远大于小钢球的半径），初始时，细绳和竖直方向的夹角为。由静止释放小球后，求：（不计空气阻力，重力加速度为g） （1）释放时小球回复力的大小； （2）小球从最高点和到最低点的过程中合力的冲量的大小 （3）从小球释放到第一次运动到最低点过程中重力的冲量的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球重力垂直于细绳方向的分力提供回复力，刚释放时小球回复力的大小 【小问2详解】 在最高点，小球的速度为0，从释放至小球到最低点，由动能定理有 所以 【小问3详解】 小球做简谐运动，周期为 小球从释放至第一次运动到最低点所用的时间为 可得重力的冲量 14. 一列简谐波的波源在图中的坐标原点处，经过0.4 s，振动从原点向右传播20 cm，此时波的图像如图，质点P离原点的距离为80 cm.则： （1）判断质点P起振时的速度方向； （2）该波从原点向右传播时开始计时，经过多长时间质点P第一次到达波峰； （3）由图示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，求这段时间内波源在振动过程中通过的路程。 【答案】（1）沿y轴负方向；（2）1.9 s；（3）60 cm 【解析】 【详解】（1）振动从原点向右传播，由题图可知，x＝20 cm处质点的起振方向沿y轴负方向，则质点P起振时的速度方向沿y轴负方向． （2）由题意可知，经过0.4 s，振动从原点向右传播20 cm，得波速 由题图可知，此时x＝5 cm处的质点第一次达到波峰，x＝5 cm处质点的振动状态传到P点时波传播的距离 则质点P第一次到达波峰所需的时间 （3）由题图所示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，这段时间内波形平移了75 cm，则所需时间t2＝1.5 s，则 1.5 s＝（3＋）T 波源通过的路程为 （3＋）×4A＝60 cm 15. 如图所示，固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接，地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞，碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动（碰撞时间极短），平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的高度小于斜面体高度。求：（重力加速度为g） (1)A、B碰撞过程中产生的热量； (2)A和B沿C能上升的最大高度； (3)斜面体C获得的最大速度。 【答案】(1)；(2)；(3)，方向水平向右 【解析】 【详解】(1)设A滑到曲面底端时的速度为v0，A下滑过程机械能守恒，则 mgh=m 设A、B碰后共同速度为v1，A、B碰撞过程动量守恒，则 mv0=(m+2m)v1 由能量守恒定律有 Q=mgh－×3m 联立解得A、B碰撞过程中产生的热量 Q= (2)对A、B、C，由水平方向动量守恒定律有 3mv1=(3m+3m)v共 由能量守恒定律有 ×3m－×6m=3mgh′ 联立解得A和B沿C能上升的最大高度 h′= (3)A、B一起冲上斜面体后又返回时，C获得的速度最大，设此时AB共同速度为v2，C的速度为v3，由A、B与C水平方向动量守恒有 3mv1=3mv2＋3mv3 由A、B与C系统机械能守恒有 联立解得 ，v3= 斜面体C获得的最大速度为，方向水平向右 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $