内容正文:
高二年级下学期第二次调研考试
物理试题
一、单选题(7题,每题4分,共28分)
1. 如图所示为以点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,当这个弹簧振子从A向O运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子速度在变小,加速度在变大
B. 弹簧振子速度在变大,加速度也在变大
C. 弹簧振子速度在变小,加速度也在变小
D. 弹簧振子速度在变大,加速度在变小
【答案】D
【解析】
【详解】当振子从向运动过程中,弹簧逐渐恢复原长,弹力逐渐增小,根据牛顿第二定律知,弹簧振子加速度逐渐减小,加速度的方向与速度的方向相同,振子做加速运动,则振子速度在增大。
故选D。
2. 近期,高一的小伙伴们喜提新课桌。若一课桌受到10N的推力作用并且保持静止,经时间5s,推力对课桌的冲量大小为( )
A. 10N·s B. 50 N·s
C. 25 N·s D. 15 N·s
【答案】B
【解析】
【详解】根据冲量的定义可知,推力对课桌的冲量大小为
故选B。
3. 如图所示,一列简谐横波向左传播,振幅为A,某时刻介质中质点a相对平衡位置的位移为,经周期,质点a位于平衡位置的( )
A. 上方,且相对平衡位置位移大于
B. 上方,且相对平衡位置位移等于
C. 下方,且相对平衡位置位移大于
D. 下方,且相对平衡位置位移小于
【答案】A
【解析】
【详解】简谐横波向左传播,由图可知a点向y轴正方向运动,速度减小,经周期,质点a从位移正向最大处向平衡位置运动,位移平衡位置上方,且相对平衡位置位移大于。
故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图,长木板A静止在光滑水平面上,质量为的物体B以水平速度在长木板A表面上滑行,由于A、B间存在摩擦,之后A、B的0-2s内运动的图,下列说法正确的是( )
A. 长木板获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为1J
C. 长木板A的最小长度为1m D. A、B间摩擦因数为0.2
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,A、B组成的系统动量守恒,以B的方向为正方向,由动量守恒可知
解得木板的质量
M=2kg
长木板获得的动能
故A错误;
B.系统损失的机械能为
故B错误;
C.由图像可知,物块A、B的相对位移为A、B图像线下面积的差值,所以长木板A的最小长度为
故C正确;
D.由图像可知,物块B的加速度
由牛顿第二定律可知
解得
故D错误。
故选C。
5. 如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.35s时刻的波形图。该波的波速为0.8m/s,则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长是14cm
B. 这列波的周期是0.5s
C. 这列波可能是沿x轴正方向传播的
D. t=0时刻,x=4cm处质点的速度方向沿y轴负方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图中虚线可知,这列波的波长是12cm,故A错误;
B.由机械波波长与波速关系可知
故B错误;
C.这列波在0.35s内传播的距离为
即传播了两个波长加4cm,即虚线波谷应距离实线波谷4cm,故这列波沿x轴负方向传播,故C错误;
D.这列波沿x轴负方向传播,由同侧法可知t=0时刻,x=4cm处质点的速度方向沿y轴负方向,故D正确。
故选D。
6. 简谐运动是最简单、最基本的振动,弹簧振子是一种典型的简谐运动。如图甲所示是一个以O点为平衡位置的水平方向的弹簧振子,在M、N两点间做简谐运动,图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力
B. 时,弹簧振子的位移为
C. 从到的时间内,弹簧振子的动能持续地增加
D. 在与两个时刻,弹簧振子的回复力不相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力。回复力是效果力,受力分析时不考虑效果力,故A错误;
B.弹簧振子在水平方向上做简谐运动,由图乙可得周期
位移x随时间t变化的关系为
当时,弹簧振子的位移为。故B错误;
C.从到的时间内,弹簧振子远离平衡位置,速度减小,由可知动能减小,故C错误;
D.在与两个时刻,位移大小相等,方向相反,所以回复力的大小相等,方向相反,即回复力不相同,故D正确。
故选D。
7. 如图为我国某公司研发的一种新型飞行救生圈,旨在更高效的对落水者进行施救。该装置的动力由四个相同的螺旋桨提供,螺旋桨高速旋转向下推动空气产生升力。已知该装置的质量为,单个螺旋桨产生的气流横截面积为,空气密度为,重力加速度为。当该装置在空中悬停时,螺旋桨吹出风速大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】该装置在空中悬停时,四个相同的螺旋桨向下推动空气获得升力,根据平衡条件有
设时间内每个螺旋桨向下吹出的空气的质量为
对向下推动的空气由动量定理
由牛顿第三定律可知
联立解得
故选A。
二、多选题(3题,每题6分,共18分)
8. 振动和波存在于我们生活的方方面面,下列几幅图片描绘的情境分析正确的是( )
A. 图甲救护车向右运动的过程中,A、B两人听到警笛声的频率不同
B. 图乙在大山背面的人收听广播,波长越短的信号收听效果越好
C. 图丙某些动物会发出次声波,与人体内脏和身躯的固有频率接近,可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适。
D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图,波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍
【答案】AC
【解析】
【详解】A.据多普勒效应可知,甲救护车向右运动的过程中,A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率,B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率,则A、B两人听到警笛声的频率不同,故A正确;
B.图乙要在大山后面的房舍内收听到广播,发射台发出的信号波长越长效果越好,故B错误;
C.由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近,所以容易使人体器官发生共振,造成伤害,故C正确;
D.根据波的干涉,波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示是明代宋应星所著《天工开物》中记载的我国古代的一种农业机械——水碾,当水冲击下部水轮时,转动的轮子会带动上部的碾来碾米。假设水流沿水平方向垂直冲击叶片,每秒冲击叶片的水量为10kg,水速从6m/s减小为1m/s,水流动能的减少量全部用来对叶轮做功,下列说法正确的是( )
A. 水碾每秒从水流中获得的能量为180J
B. 水流对该叶片的平均作用力的大小为50N
C. 每秒钟水流对叶轮做功175J
D. 水流减少的动能全部被用来碾米
【答案】BC
【解析】
【详解】A.水碾每秒从水流中获得的能量等于水流动能的变化量的大小,即
故A错误;
C.每秒钟水流对叶轮做的功等于水流动能的变化量的大小,即175J,故C正确;
B.由动量定理可得,叶片对水流的平均作用力的冲量等于水流动量的变化
得到
由牛顿第三定律得到水流对该叶片的平均作用力的大小为50N,故B正确;
D.水碾每秒从水流中获得的能量会有一部分损耗,比如摩擦产生的内能等,所以不能都被用来碾米,故D错误。
故选BC。
10. 如图a所示,在某均匀介质中,处有相距的两个沿y方向做简谐运动的点波源,。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为2.00m/s,p点为距为5m的点,则( )
A. 两列简谐波的波长均为2m
B. P点的起振方向向下
C. P点为振动加强点,若规定向上为正方向,则时p点的位移为6cm
D. P点的振幅始终为6cm
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.两列简谐波的波长均为
故A错误;
B.因起振方向向下,由振源形成的波首先传到P点,则P点的起振方向向下,故B正确;
C.P点到两振源的距离之差为2m等于半波长的奇数倍,因两振源的振动方向相反,可知P点为振动加强点;由形成的波传到P点的时间为2.5s,时由在P点引起振动的位移为4cm;同理,由形成的波传到P点的时间为3.5s,时由在P点引起振动的位移为2cm;若规定向上为正方向,则时P点的位移为6cm,故C正确;
D.P点为振动加强点,则P点的振幅始终为6cm,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(9空,每空2分,共18分)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤:
①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。
③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小。
④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中,每滴入100滴,量筒内的溶液增加1mL。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
(1)上述步骤中,正确的顺序是④①________(填写步骤前面的数字,前两步已给出);
(2)完成本实验需要几点假设,以下假设与本实验无关的是( )
A. 将油酸分子视为球形
B. 油膜中分子沿直线排列
C. 将油膜看成单分子层
D. 油酸分子紧密排列无间隙
(3)油膜形状稳定后,数得油膜所占格数约为128格(已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm),则可估算出油酸分子的直径约为________m(此空保留一位有效数字);
(4)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d结果偏小,出现这种情况的可能原因是( )
A. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数计多了
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
【答案】(1)②⑤③ (2)B
(3) (4)BD
【解析】
【小问1详解】
“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制油酸酒精溶液(④)→准备浅水盆,撒上痱子粉(①)→滴入油酸酒精溶液,形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积,计算分子直径(③)。故正确顺序为:④①②⑤③。
【小问2详解】
该实验中的理想化假设是:把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜;不需要考虑分子间隙;把形成油膜的分子看作是紧密排列的;将油酸分子视为球体模型。即与本实验有关的是ACD,不符合题意;无关的是B,符合题意。
故选B。
【小问3详解】
一滴油酸酒精溶液的体积为
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油膜所占正方形格数约为128格,故油膜的面积约为
油酸分子的直径
【小问4详解】
根据公式
A.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致结果偏大,故A错误;
B.求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数计多了,则一滴油酸的体积减小了,即减小,会导致计算结果偏小,故B正确;
C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算,则计算时所用的体积数值偏大,会导致结果偏大,故C错误;
D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度变大,则会导致计算结果偏小,故D正确。
故选BD。
12. 在用单摆测重力加速度的实验中:
(1)实验时必须控制摆角很小,并且要让单摆在________内摆动.
(2)某同学测出不同摆长对应的周期T,作出l-T2图线如图所示,再利用图线上任意两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2)求得g=__________.
(3)若该同学测量摆长时漏加了小球半径,而其他测量、计算均无误,则以上述方法算得的g值和真实值相比是________(填“偏大”“偏小”或“不变”)的.
(4)他组装好单摆后,在摆球自然悬垂的情况下用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低点得长度l=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如下图所示.则该摆球的直径为______mm,单摆摆长为______m.
【答案】(1)竖直平面
(2)
(3)不变 (4) ①. 12.0 ②. 0.9930
【解析】
【小问1详解】
在用单摆测重力加速度的实验中,实验时必须控制摆角很小,并且要让单摆在竖直平面内摆动。
【小问2详解】
由单摆的周期公式得:,解得,所以图像的斜率,解得
【小问3详解】
若该同学测量摆长时漏加了小球半径,那么l与T2仍然为线性关系,若其他测量、计算均无误,则以上述方法算得的g值和真实值相比是不变的。
【小问4详解】
图示中游标卡尺的精度为0.1mm,游标的零刻线与主尺的12mm刻线对齐,所以游标卡尺读数为12.0mm,那么单摆摆长为
四、计算题(3题,共36分)
13. 某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径,其横截面如图所示,O点为圆心,为直径MN的垂线,足够大的光屏PQ与直径MN垂直并相切于N点。使用激光笔从点发射一细光束射向圆心O点,保持光线始终沿半径方向,将激光笔逆时针缓慢转动,当光屏PQ上只有一个光点时停止转动,此时光点距N点的距离是,光在空气中的传播速度为。求:(结果可保留根式)
(1)求半圆形玻璃砖的折射率n;
(2)求光在玻璃中传播速度v。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当光屏PQ上只有一个光点时,光线在O点发生全反射,则临界角
可知折射率
【小问2详解】
光在玻璃中传播速度
14. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示,位于坐标原点O处的质点恰好位于平衡位置,O处质点的振动情况如图乙所示,求
(1)该波的传播速度大小和方向;
(2)1.5s~31.5s内O处质点的路程x。
【答案】(1)4m/s,沿x轴负方向;(2)4m
【解析】
【详解】(1)由图可知,该波的波长为
周期为
所以该波的传播速度大小为
由图乙可知,在后沿y轴负方向振动,根据同侧法,可知该波沿x轴负方向传播。
(2)由图可知,质点的振幅为,质点振动的时间为
在1.5s~31.5s内O处质点的路程x为
15. 如图,L形滑板A静止在粗糙水平面上,在A上距离其左端为3l处静置小木块B,A、B之间光滑;水平面上距离A右端处静止着一滑块C,A和C与水平面之间的动摩擦因数均为µ,A、B、C的质量均为m,AB、AC之间的碰撞都属于完全非弹性碰撞且不粘连,现对A施加水平向右的恒定推力,当AC相碰瞬间撤去,碰撞后瞬间AC的速度,由于A板足够长,所以不考虑BC的相碰,已知重力加速度为g,求:
(1)AC碰前瞬间A的速度大小;
(2)水平推力F的大小;
(3)当AC都停下时C离A板右端的距离d。
【答案】(1);(2)34µmg;(3)5.5l
【解析】
【详解】(1)由题意,发生完全非弹性碰撞,碰后共速,由动量守恒定律可得:
得:
(2)对A,从开始到与C相碰前,由动能定理:
得
(3)相碰后,分离,对C有
得
对A有
然后相碰,有
此后,对A有
得
之间的距离
得
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高二年级下学期第二次调研考试
物理试题
一、单选题(7题,每题4分,共28分)
1. 如图所示为以点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,当这个弹簧振子从A向O运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子速度在变小,加速度在变大
B. 弹簧振子速度在变大,加速度也在变大
C. 弹簧振子速度在变小,加速度也在变小
D. 弹簧振子速度在变大,加速度在变小
2. 近期,高一的小伙伴们喜提新课桌。若一课桌受到10N的推力作用并且保持静止,经时间5s,推力对课桌的冲量大小为( )
A. 10N·s B. 50 N·s
C. 25 N·s D. 15 N·s
3. 如图所示,一列简谐横波向左传播,振幅为A,某时刻介质中质点a相对平衡位置的位移为,经周期,质点a位于平衡位置的( )
A. 上方,且相对平衡位置位移大于
B. 上方,且相对平衡位置位移等于
C. 下方,且相对平衡位置位移大于
D. 下方,且相对平衡位置位移小于
4. 如图,长木板A静止在光滑水平面上,质量为的物体B以水平速度在长木板A表面上滑行,由于A、B间存在摩擦,之后A、B的0-2s内运动的图,下列说法正确的是( )
A. 长木板获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为1J
C. 长木板A的最小长度为1m D. A、B间摩擦因数为0.2
5. 如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.35s时刻的波形图。该波的波速为0.8m/s,则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长是14cm
B. 这列波的周期是0.5s
C. 这列波可能是沿x轴正方向传播的
D. t=0时刻,x=4cm处质点的速度方向沿y轴负方向
6. 简谐运动是最简单、最基本的振动,弹簧振子是一种典型的简谐运动。如图甲所示是一个以O点为平衡位置的水平方向的弹簧振子,在M、N两点间做简谐运动,图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法中正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧的弹力、回复力
B. 时,弹簧振子的位移为
C. 从到的时间内,弹簧振子的动能持续地增加
D. 在与两个时刻,弹簧振子的回复力不相同
7. 如图为我国某公司研发的一种新型飞行救生圈,旨在更高效的对落水者进行施救。该装置的动力由四个相同的螺旋桨提供,螺旋桨高速旋转向下推动空气产生升力。已知该装置的质量为,单个螺旋桨产生的气流横截面积为,空气密度为,重力加速度为。当该装置在空中悬停时,螺旋桨吹出风速大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(3题,每题6分,共18分)
8. 振动和波存在于我们生活的方方面面,下列几幅图片描绘的情境分析正确的是( )
A. 图甲救护车向右运动的过程中,A、B两人听到警笛声的频率不同
B. 图乙在大山背面的人收听广播,波长越短的信号收听效果越好
C. 图丙某些动物会发出次声波,与人体内脏和身躯的固有频率接近,可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适。
D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图,波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍
9. 如图所示是明代宋应星所著《天工开物》中记载的我国古代的一种农业机械——水碾,当水冲击下部水轮时,转动的轮子会带动上部的碾来碾米。假设水流沿水平方向垂直冲击叶片,每秒冲击叶片的水量为10kg,水速从6m/s减小为1m/s,水流动能的减少量全部用来对叶轮做功,下列说法正确的是( )
A. 水碾每秒从水流中获得的能量为180J
B. 水流对该叶片的平均作用力的大小为50N
C. 每秒钟水流对叶轮做功175J
D. 水流减少的动能全部被用来碾米
10. 如图a所示,在某均匀介质中,处有相距的两个沿y方向做简谐运动的点波源,。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为2.00m/s,p点为距为5m的点,则( )
A. 两列简谐波的波长均为2m
B. P点的起振方向向下
C. P点为振动加强点,若规定向上为正方向,则时p点的位移为6cm
D. P点的振幅始终为6cm
三、实验题(9空,每空2分,共18分)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤:
①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。
③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小。
④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中,每滴入100滴,量筒内的溶液增加1mL。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
(1)上述步骤中,正确的顺序是④①________(填写步骤前面的数字,前两步已给出);
(2)完成本实验需要几点假设,以下假设与本实验无关的是( )
A. 将油酸分子视为球形
B. 油膜中分子沿直线排列
C. 将油膜看成单分子层
D. 油酸分子紧密排列无间隙
(3)油膜形状稳定后,数得油膜所占格数约为128格(已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm),则可估算出油酸分子的直径约为________m(此空保留一位有效数字);
(4)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d结果偏小,出现这种情况的可能原因是( )
A. 水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数计多了
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
12. 在用单摆测重力加速度的实验中:
(1)实验时必须控制摆角很小,并且要让单摆在________内摆动.
(2)某同学测出不同摆长对应的周期T,作出l-T2图线如图所示,再利用图线上任意两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2)求得g=__________.
(3)若该同学测量摆长时漏加了小球半径,而其他测量、计算均无误,则以上述方法算得的g值和真实值相比是________(填“偏大”“偏小”或“不变”)的.
(4)他组装好单摆后,在摆球自然悬垂的情况下用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低点得长度l=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如下图所示.则该摆球的直径为______mm,单摆摆长为______m.
四、计算题(3题,共36分)
13. 某实验小组研究一块半圆柱形玻璃砖的折射率。半圆柱形玻璃砖的半径,其横截面如图所示,O点为圆心,为直径MN的垂线,足够大的光屏PQ与直径MN垂直并相切于N点。使用激光笔从点发射一细光束射向圆心O点,保持光线始终沿半径方向,将激光笔逆时针缓慢转动,当光屏PQ上只有一个光点时停止转动,此时光点距N点的距离是,光在空气中的传播速度为。求:(结果可保留根式)
(1)求半圆形玻璃砖的折射率n;
(2)求光在玻璃中传播速度v。
14. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示,位于坐标原点O处的质点恰好位于平衡位置,O处质点的振动情况如图乙所示,求
(1)该波的传播速度大小和方向;
(2)1.5s~31.5s内O处质点的路程x。
15. 如图,L形滑板A静止在粗糙水平面上,在A上距离其左端为3l处静置小木块B,A、B之间光滑;水平面上距离A右端处静止着一滑块C,A和C与水平面之间的动摩擦因数均为µ,A、B、C的质量均为m,AB、AC之间的碰撞都属于完全非弹性碰撞且不粘连,现对A施加水平向右的恒定推力,当AC相碰瞬间撤去,碰撞后瞬间AC的速度,由于A板足够长,所以不考虑BC的相碰,已知重力加速度为g,求:
(1)AC碰前瞬间A的速度大小;
(2)水平推力F的大小;
(3)当AC都停下时C离A板右端的距离d。
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