精品解析：北京市顺义区第二中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

顺义二中2024-2025学年度第二学期期中考试高二物理试卷 第一部分 选择题（共42分） 一、下列各小题均有四个选项，其中只有一项是符合题意要求的。请将所选答案前的字母，按规定要求填涂在答题卡第1~14题的相应位置上。（每小题3分，选对一项得3分，多选则该小题不得分。） 1. 如图所示，小球在光滑水平面上以O为平衡位置，在A、B之间做简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点速度最大 B. 小球在O点动能最大 C. 小球在B点弹性势能最小 D. 小球在O点回复力最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在A点速度为零，选项A错误； B．小球在O点速度最大，动能最大，选项B正确； C．小球在B点弹簧形变量最大，则弹性势能最大，选项C错误； D．小球在O点时回复力为零，选项D错误。 故选B。 2. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　） A. 物体动量变化，动能一定变化 B. 物体动能变化，动量一定变化 C. 物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 D. 物体所受合外力越大，它的动量变化就越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体，由于线速度大小不变方向变化，则动量变化时，动能不变，故A错误； B．物体动能变化，则速度大小一定变化，则动量一定变化，故B正确； C．物体所受合外力冲量越大，它的动量变化就越大，不是动量越大，故C错误； D．物体所受合外力越大，合外力冲量不一定越大，根据动量定理可知，动量变化不一定越大，故D错误。 故选B。 3. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压的有效值为 选项A错误； B．周期为0.02s，每个周期内电流方向改变2次，则1s内电流方向改变100次，选项B错误； C．因为 可知电压瞬时值的表达式为 选项C正确； D．若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是 选项D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1 = PL = 3W 故D错误。 故选B。 5. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，由楞次定律可知，二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，通过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B正确； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故CD错误。 故选B。 6. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 7. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ） A. 振子的振幅为12m B. 从0.4s到0.8s的过程中，振子的速度变大，为负方向 C. 从0.8s到1.2s的过程中，振子的加速度逐渐减小，为正方向 D. 1.6s时振子的速度最大，机械能最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．振子的振幅为12cm，A错误； B．从0.4s到0.8s的过程中，振子从位移最大的位置N向平衡位置O运动，则振子的速度变大，为负方向，B正确； C．从0.8s到1.2s的过程中，振子从O点到M点运动，则振子的加速度逐渐增大，为正方向，C错误； D．1.6s时振子在平衡位置，速度最大，振子的机械能守恒，D错误。 故选B。 8. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置上方 C. 从至，手机的动能增大 D. a随t变化的关系式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为 A错误； B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误； C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误； D．由题图乙知 则角频率 则a随t变化的关系式为 D正确。 故选D。 9. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波速为2m/s，时的波形图如图所示，为该介质中的一质点，下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长为14m B. 该波的周期为7s C. 时质点沿轴正方向运动 D. 时质点的加速度方向沿轴负方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．由波形图可知 可得该波的波长为λ=16m，A错误； B．该波的周期为，B错误； C．根据“同侧法”可知时质点沿轴正方向运动，C正确； D．时质点的加速度方向指向平衡位置，即沿轴正方向，D错误。 故选C。 10. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图1所示，以该时刻为计时零点，x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度v=0.1m/s B. 波沿x轴负方向传播 C. t=0时，x=3m处的质点加速度为0 D. t=0.2s时x=3m处的质点位于y=10cm处 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图1可得，波的波长为 由图2可得，波的周期为 所以，波速为 故A错误； B．由图2可得，时，处的质点向y轴正方向振动，根据“同侧法”，波的传播方向为沿x轴正方向，故B错误； C．由图1可得，时，处的质点在负向最大位移处，则该质点的加速度为正向最大，故C错误； D．时，质点振动时间为 处的质点振动半个周期，由负向最大位移振动到正向最大位移处，即位移为 故D正确。 故选D。 11. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故A错误； B．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 根据动量定理得，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为 大小为0，故B错误； C．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故C错误； D．圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为 大小为，故D正确。 故选D。 12. 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 【答案】C 【解析】 【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。 13. 摆，是物理学中重要的模型之一。如图1所示，一根不可伸长的轻软细绳的上端固定在天花板上的点，下端系一个摆球（可看作质点），摆球质量为。将其拉至A点后静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低点。忽略空气阻力。图2所示为绳中拉力随时间变化的图线，g取。下列说法正确的是（ ） A. 摆的振动周期 B. 摆球的最大偏角 C. 摆球质量约为 D. 该单摆摆长约为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由对称性可知，小球在A、C两点拉力大小相等，且拉力最小；一个周期是A到C再回到A，由图2可知周期为，故A错误； BC．在A点时有 在B点时有 从A点到B点由动能定理可得 联立解得，，故B正确，C错误； D．若把小球看成做简谐运动，根据单摆运动周期公式 可得该单摆摆长为 由于摆角为，远大于，所以小球的运动不能看成做简谐运动，则不能得到该单摆摆长约为，故D错误。 故选B。 14. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的圆弧半径为a B. 粒子质量为 C. 管道内的等效电流为 D. 粒子束对管道的平均作用力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为 r=a 故A正确，不符合题意； B．根据 可得粒子的质量 故B正确，不符合题意； C．管道内的等效电流为 故C错误，符合题意； D．由动量定理可得 粒子束对管道的平均作用力大小 联立解得 故D正确，不符合题意。 故选C。 第二部分非选择题（共58分） 二、实验题（本题共2题，每空2分，共18分。） 15. 某同学用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）下列关于实验中选用的实验器材，正确的是______。 A. 长度约为1m的不可伸长细绳 B. 长度约为0.1m的不可伸长细绳 C. 球心开有小孔的泡沫小球 D. 球心开有小孔的金属小球 （2）用游标卡尺测摆球的直径如图乙所示，摆球的直径______mm。 （3）若用L表示单摆的摆线长度，用D表示摆球的直径，用T表示单摆的周期，则由单摆周期公式，可求出重力加速度大小为______。（用L、D、T表示） （4）该同学直接把测得的摆长和周期代入到（3）中的结果求重力加速度，求得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______。 A. 开始计时时，过早按下停表 B. 将摆线与小球直径的总长当成了摆长 C. 测量周期时，细线上端的固定点松动，使摆线长度增加了 D. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 【答案】（1）AD （2）13.4 （3） （4）BD 【解析】 【小问1详解】 AB．为减小实验误差，应选用长约1m的不可伸长细绳，故A正确，B错误； CD．为减小空气阻力的影响应选择质量大而体积小的球做摆球，即用球心开有小孔的金属小球，故D正确，C错误。 故选AD。 【小问2详解】 游标卡尺的精确度为0.1mm，由图乙可知，摆球的直径为 【小问3详解】 由题意可知，摆长为，由单摆周期公式有 整理可得 【小问4详解】 根据单摆的周期公式 得 A．实验中开始计时，秒表提前按下，则周期的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误； B．将摆线与小球直径的总长当成了摆长，使得摆长的测量值偏大，则测得的重力加速度偏大，故B正确； C．摆动后出现松动，知摆长的测量值偏小，则测得的重力加速度偏小，故C错误； D．测量周期时，误将摆球(n−1)次全振动的时间记为n次全振动的时间，测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大，故D正确。 故选BD。 16. 如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 （1）关于本实验，下列做法正确的是_____（填选项前的字母）。 A. 实验前，调节装置，使斜槽末端水平 B. 选用两个半径不同的小球进行实验 C. 用质量大的小球碰撞质量小的小球 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点）。 a．图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点_____； b．分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式_____成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O′点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A′，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1，2的质量分别为m和M，弦长AB = l1、A′B = l2、CD = l3。 推导说明，m、M、l1、l2、l3满足_____关系即可验证碰撞前后动量守恒。 【答案】（1）AC （2） ①. 用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点 ②. m1OP = m1OM＋m2ON （3）ml1 = −ml2＋Ml3 【解析】 【小问1详解】 A．实验中若使小球碰撞前、后的水平位移与其碰撞前，后速度成正比，需要确保小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A正确； B．为使两小球发生的碰撞为对心正碰，两小球半径需相同，故B错误； C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。 故选AC。 【小问2详解】 [1]用圆规画圆，尽可能用最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表平均落点。 [2]碰撞前、后小球均做平抛运动，由可知，小球的运动时间相同，所以水平位移与平抛初速度成正比，所以若 m1OP = m1OM＋m2ON 即可验证碰撞前后动量守恒。 【小问3详解】 设轻绳长为L，小球从偏角θ处静止摆下，摆到最低点时的速度为v，小球经过圆弧对应的弦长为l，则由动能定理有 由数学知识可知 联立两式解得 若两小球碰撞过程中动量守恒，则有 mv1 = −mv2＋Mv3 又有 ，， 整理可得 ml1 = −ml2＋Ml3 三、计算题（共40分，需有必要的文字说明及单位） 17. 蹦极是一项刺激的户外休闲活动。如图所示，原长的弹性绳一端固定在塔台上，另一端绑在蹦极者踝关节处，蹦极者从塔台上由静止自由下落。该蹦极者质量m＝50kg，可看成质点，且从塔台静止下落到最低点所用时间。不计空气阻力，重力加速度g取。求 （1）弹性绳刚伸直时，蹦极者的速度v的大小； （2）蹦极者从塔台上由静止自由下落至弹性绳刚伸直的过程中，其所受重力的冲量的大小； （3）从弹性绳刚开始伸直到蹦极者下落到最低点的过程中，弹性绳对蹦极者的平均作用力F的大小。 【答案】（1）30m/s；（2）；（3）800N 【解析】 【详解】（1）由自由落体运动知识可知，弹性绳刚伸直时，蹦极者的速度v的大小为 解得 （2）由自由落体运动知识可知，弹性绳刚伸直时，蹦极者运动的时间为 则其所受重力的冲量的大小为 （3）全程由动量定理得 代入数据解得，弹性绳对蹦极者的平均作用力F的大小 18. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径；A和B的质量均为，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数。取重力加速度。求： （1）与B碰撞前瞬间轨道对A的支持力F的大小； （2）碰后瞬间速度v的大小； （3）碰后A和B整体沿桌面滑动的距离x。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块A从最高点到最低点过程，根据动能定理可得 解得 在最低点时，根据牛顿第二定律可得 解得 （2）A与B碰撞后结合为一个整体，根据动量守恒可得 解得碰后瞬间速度的大小为 （3）碰后A和B整体沿桌面滑动过程，根据动能定理可得 解得碰后A和B整体沿桌面滑动的距离为 19. 如图1所示，MN、PQ为两根水平放置相距平行且光滑的金属导轨，PM两点间接阻值的定值电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。时刻给导体棒施加水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动，时导体棒的速度。已知匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，导体棒的质量，不计导轨、导体棒的电阻，重力加速度g取。则在导体棒向右运动的过程中，求： （1）时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E； （2）时导体棒的加速度大小a，并在图2中定性画出导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像； （3）0至2.0s时间内导体棒通过的位移大小x。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小 【小问2详解】 根据题意可知，时，感应电流为 导体棒所受安培力为 由牛顿第二定律有 解得 由于导体棒做加速运动，速度越来越大，越来越大，则减小，当时，，导体棒速度最大，且开始做匀速直线运动，则导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像为 【小问3详解】 根据题意，0至2.0s时间内导体棒产生感应电动势的平均值为 由动量定理有 又有 联立解得 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。 【答案】（1）a．2.4m/s，b．，方向直于CD挡壁向上；（2）正确 【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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 顺义二中2024-2025学年度第二学期期中考试高二物理试卷 第一部分 选择题（共42分） 一、下列各小题均有四个选项，其中只有一项是符合题意要求的。请将所选答案前的字母，按规定要求填涂在答题卡第1~14题的相应位置上。（每小题3分，选对一项得3分，多选则该小题不得分。） 1. 如图所示，小球在光滑水平面上以O为平衡位置，在A、B之间做简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 小球在A点速度最大 B. 小球在O点动能最大 C. 小球在B点弹性势能最小 D. 小球在O点回复力最大 2. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　） A. 物体动量变化，动能一定变化 B. 物体动能变化，动量一定变化 C. 物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 D. 物体所受合外力越大，它的动量变化就越大 3. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 4. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 5. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左 6. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 7. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移随时间的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ） A. 振子的振幅为12m B. 从0.4s到0.8s的过程中，振子的速度变大，为负方向 C. 从0.8s到1.2s的过程中，振子的加速度逐渐减小，为正方向 D. 1.6s时振子的速度最大，机械能最小 8. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置上方 C. 从至，手机的动能增大 D. a随t变化的关系式为 9. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波速为2m/s，时的波形图如图所示，为该介质中的一质点，下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长为14m B. 该波的周期为7s C. 时质点沿轴正方向运动 D. 时质点的加速度方向沿轴负方向 10. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图1所示，以该时刻为计时零点，x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度v=0.1m/s B. 波沿x轴负方向传播 C. t=0时，x=3m处的质点加速度为0 D. t=0.2s时x=3m处的质点位于y=10cm处 11. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 12. 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 13. 摆，是物理学中重要的模型之一。如图1所示，一根不可伸长的轻软细绳的上端固定在天花板上的点，下端系一个摆球（可看作质点），摆球质量为。将其拉至A点后静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低点。忽略空气阻力。图2所示为绳中拉力随时间变化的图线，g取。下列说法正确的是（ ） A. 摆的振动周期 B. 摆球的最大偏角 C. 摆球质量约为 D. 该单摆摆长约为 14. 如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的圆弧半径为a B. 粒子质量为 C. 管道内的等效电流为 D. 粒子束对管道的平均作用力大小为 第二部分非选择题（共58分） 二、实验题（本题共2题，每空2分，共18分。） 15. 某同学用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）下列关于实验中选用的实验器材，正确的是______。 A. 长度约为1m的不可伸长细绳 B. 长度约为0.1m的不可伸长细绳 C. 球心开有小孔的泡沫小球 D. 球心开有小孔的金属小球 （2）用游标卡尺测摆球的直径如图乙所示，摆球的直径______mm。 （3）若用L表示单摆的摆线长度，用D表示摆球的直径，用T表示单摆的周期，则由单摆周期公式，可求出重力加速度大小为______。（用L、D、T表示） （4）该同学直接把测得的摆长和周期代入到（3）中的结果求重力加速度，求得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______。 A. 开始计时时，过早按下停表 B. 将摆线与小球直径的总长当成了摆长 C. 测量周期时，细线上端的固定点松动，使摆线长度增加了 D. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 16. 如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。 （1）关于本实验，下列做法正确的是_____（填选项前的字母）。 A. 实验前，调节装置，使斜槽末端水平 B. 选用两个半径不同的小球进行实验 C. 用质量大的小球碰撞质量小的小球 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点）。 a．图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点_____； b．分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式_____成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 （3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O点和O′点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至A点由静止释放，在最低点B与静止于C点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点A′，小球2向右摆动至最高点D。测得小球1，2的质量分别为m和M，弦长AB = l1、A′B = l2、CD = l3。 推导说明，m、M、l1、l2、l3满足_____关系即可验证碰撞前后动量守恒。 三、计算题（共40分，需有必要的文字说明及单位） 17. 蹦极是一项刺激的户外休闲活动。如图所示，原长的弹性绳一端固定在塔台上，另一端绑在蹦极者踝关节处，蹦极者从塔台上由静止自由下落。该蹦极者质量m＝50kg，可看成质点，且从塔台静止下落到最低点所用时间。不计空气阻力，重力加速度g取。求 （1）弹性绳刚伸直时，蹦极者的速度v的大小； （2）蹦极者从塔台上由静止自由下落至弹性绳刚伸直的过程中，其所受重力的冲量的大小； （3）从弹性绳刚开始伸直到蹦极者下落到最低点的过程中，弹性绳对蹦极者的平均作用力F的大小。 18. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径；A和B的质量均为，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数。取重力加速度。求： （1）与B碰撞前瞬间轨道对A的支持力F的大小； （2）碰后瞬间速度v的大小； （3）碰后A和B整体沿桌面滑动的距离x。 19. 如图1所示，MN、PQ为两根水平放置相距平行且光滑的金属导轨，PM两点间接阻值的定值电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。时刻给导体棒施加水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动，时导体棒的速度。已知匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，导体棒的质量，不计导轨、导体棒的电阻，重力加速度g取。则在导体棒向右运动的过程中，求： （1）时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E； （2）时导体棒的加速度大小a，并在图2中定性画出导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像； （3）0至2.0s时间内导体棒通过的位移大小x。 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $