内容正文:
常州前黄国际-2027届高二上学期期中考试——物理
本试卷共2页,满分100分,完成时间75min
一、单选题(共10题,每题4分,每题只有一个选项最符合题意)
1. 关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是( )
A. 火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B. 火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
C. 为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D. 在没有空气的宇宙空间,火箭无法利用反冲进行加速
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭的运动属于反冲运动,而汽车是利用燃料燃烧获得向前的牵引力从而使汽车前进的,不属于反冲运动,故A错误;
B.由于反冲作用,火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动,这个反作用力并不是空气给的,故B错误;
C.用枪射击时要用肩部抵住枪身,这样可以减少反冲的影响,故C正确;
D.火箭的加速利用了反冲原理,靠喷出气流的反作用力进行加速,没有空气也可以加速,故D错误。
故选C。
2. 数据表明,在发生交通事故时,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。下列关于佩头盔作用的说法正确的是( )
A. 减小了驾驶员头部撞击的作用时间
B. 减小了驾驶员头部撞击作用力的大小
C. 减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量
D. 减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
【答案】B
【解析】
【详解】A.佩戴头盔延长了驾驶员头部撞击作用时间。故A错误;
B.头盔的作用就是通过分散和吸收撞击力,从而减小驾驶员头部受到的撞击力的大小。故B正确;
C.在撞击过程中,驾驶员头部的动量变化量是由撞击前后的速度变化决定的,与是否佩戴头盔无关。故C错误;
D.冲量是力与时间的乘积,即I=Ft。由于动量变化量Δp是一定的,根据动量定理(Δp=I),冲量I也是一定的。佩戴头盔不会减小冲量,而是通过延长作用时间来减小撞击力的大小。故D错误。
故选B。
3. 在广州,某同学研究单摆做受迫振动时振幅与驱动力频率的关系,其共振曲线如图所示。则该单摆( )
A. 摆长约为 B. 驱动力频率增大时,振幅增大
C. 驱动力频率增大时,振动频率不变 D. 若该实验移至上海、共振曲线的峰值将向右偏移
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,该单摆的固有频率为,则固有周期为
根据
可得该单摆的摆长约为,故A错误;
B.当驱动力频率等于该单摆的固有频率时,振幅最大,所以驱动力频率增大时,振幅不一定增大,故B错误;
C.驱动力频率增大时,振动频率也随着增大,故C错误;
D.若该实验移至上海,由于上海的重力加速度大于广州的重力加速度,所以固有周期变小,固有频率变大,则共振曲线的峰值将向右偏移,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,小车停在光滑水平面上,车上的人持枪向车内竖直挡板连续平射,子弹全部嵌在挡板内,射击停止后,小车( )
A. 速度为零 B. 向射击方向运动
C. 向射击的反方向运动 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】整个系统水平方向上不受外力,动量守恒,由于初动量为零,因此当子弹向右飞行时,车一定向左运动,当子弹射入挡板瞬间,车速度立即减为零,因此射击停止后,车速度为零。
故选A。
5. 某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中先从某一高度处单独释放质量为的小球a,标记下小球a撞击在挡板上的位置M,再在水平轨道上放上质量为的小球b,从同一高度释放小球a,标记两球撞击挡板的位置P、N,关于本实验下列说法正确的是( )
A. 两小球的质量需满足
B. 该实验中可用来反映小球a的初动量
C. 位置N为小球b撞击挡板的位置
D. 小球a在轨道上受到的摩擦力越小,对实验结果的误差影响就越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.为了防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量要大于被碰球的质量,即,故A错误;
C.小球离开水平轨道后均做平抛运动,从图中可以看出每个小球每次平抛运动的水平位移相同,a小球不与b小球相碰时落点为M,a小球与b小球相碰后,a小球平抛初速度比第一次小,且,根据平抛运动学公式。水平方向则有
竖直方向则有
因为,b小球平抛初速度大,下落高度小,所以P点应为b小球撞击挡板位置,N位置应为小球a击挡板位置,故C错误;
D.需要保持小球每一次到达轨道末端的速度相等,小球每一次从同一位置静止释放即可,轨道的光滑程度对实验无影响,故D错误;
B.根据平抛公式解得
因此验证碰撞过程动量守恒
可得
所以可以用来反映小球a的初动量,故C正确。
故选B。
6. 某人拿着绳子左侧上下做简谐运动,时刻,绳波的图像如图所示,a、b为绳波中的两质点,则( )
A. a质点的起振方向向上 B. a质点正在向右运动
C. b质点正在向上运动 D. a、b质点的位移时刻相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,该波向右传播,由同侧法可知,绳子上的质点的起振方向向下,则a质点的起振方向向下,故A错误;
B.质点在平衡位置附近上下振动,不能左右移动,故B错误;
C.由图可知,该波向右传播,由同侧法可知,b质点正在向上运动,故C正确;
D.由图可知,a、b质点的平衡位置相差半个波长,可知,除两质点同时在平衡位置时,a、b质点的位移大小相等,方向相反,故D错误。
故选C。
7. 一简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻波形图如图甲所示,a、b、d是波上的三个质点,图乙是波上某一点的振动图像,则下列说法不正确的是( )
A. 图乙可以表示质点b的振动图像
B. 该波的传播速度大小为v=16m/s
C. 质点a在t=1s时位于波谷
D. 质点d简谐运动的表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.题图乙中质点在t=0时刻从平衡位置向y轴负方向振动,波沿x轴负方向传播,由同侧法可知质点b也向y轴负方向振动,故A正确,不符合题意;
B.由题图甲可知波长为,由题图乙可知周期为,则波速
故B错误,符合题意;
C.由图甲可知,在t=0时刻质点a位于波峰,经过1s,即半个周期,质点a位于波谷,故C正确,不符合题意;
D.在t=0时刻质点d处于平衡位置向上振动,则质点d简谐运动的表达式为
故D正确,不符合题意。
本题选不正确的,故选B。
8. 图甲所示为某脂肪测量仪,其原理就是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(人体含水量约为70%,水中含有钠离子、钾离子等离子容易导电,而脂肪几乎不导电),其模拟电路如图乙所示。已知电源内阻为r,,电流表、电压表均可视为理想电表。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄A、B。体型相近的两人相比,脂肪含量高者测量时( )
A. 电压表示数与电流表示数的比值更小
B. 电源的输出功率更低
C. 电压表示数更小
D. 电源的消耗功率更高
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律可得电压表示数与电流表示数的比值为
由于体型相近的两人相比,脂肪含量高者电阻更大,所以电压表示数与电流表示数的比值更大,故A错误;
CD.体型相近的两人相比,脂肪含量高者电阻更大,图乙是串联电路,则脂肪含量高者握着手柄时,电路总电阻更大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路电流更小,路端电压更大;由于通过定值电阻、的电流更小,、的两端电压更小,所以电压表示数更大;根据电源消耗功率
电路电流更小,所以电源的消耗功率更低,故CD错误;
B.电源的输出功率为
根据数学知识可知,当电路外电阻时,电源的输出功率最大;由于,所以电路外电阻大于内阻,则脂肪含量高者测量时,由于外电阻更大,所以电源的输出功率更低,故B正确。
故选B。
9. 如图所示,弹簧振子在A、之间做简谐运动。以平衡位置为原点,向右为正方向,建立轴。若振子经过点向左运动时开始计时,则其振动过程中位移、速度、加速度、动能随时间变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,以向右为正方向,振子运动到O点向左运动开始计时,0时刻,振子位移为0,故A错误;
B.结合上述,0时刻,振子运动到O点向左运动,振子具有负方向的最大速度,故B正确;
C.结合上述,0时刻,振子运动到O点向左运动,振子的加速度为0,方向向右,即随后加速度为正值,故C错误;
D.0时刻,振子运动到O点向左运动,速度向左具有最大值,则动能具有最大值,随后大小减小,由于动能为标量,动能不可能为负值,故D错误。
故选B。
10. 如图,质量为2m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径长度为2R,现将质量为的小球从点正上方高处由静止释放,然后由点进入半圆形轨道后从点冲出,在空中上升的最大高度为(不计空气阻力),则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为
D. 小球第二次上升距点的最大高度
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向上动量守恒;小球与小车组成的系统在竖直方向所受合外力不为零,系统在竖直方向上动量不守恒,因此小球和小车组成的系统动量不守恒,故A错误;
B.小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,系统水平方向动量为零,小球离开小车时两者在水平方向速度相等,则小球离开小车时小球与小车水平方向速度均为零,小球离开小车后做竖直上抛运动,故B错误;
C.当小球向右运动时,设任一时刻小球速度的水平分量大小为v,小车的速度大小为,以向右为正方向,根据系统水平方向动量守恒,得
解得
则小球在水平方向的位移大小x等于小车在水平方向的位移大小的2倍,即
又有
解得小车向左运动的最大距离
故C错误;
D.设小球第一次在小车上运动的过程中克服摩擦力做的功为W1,由功能关系得
相比第一次在小车上运动,小球第二次在小车上运动的过程中,任一对应位置处速度变小,小车对小球的弹力变小,小球受到的摩擦力变小,小球克服摩擦做的功
设小球第二次能上升的最大高度为H,根据功能关系可得
解得
故D正确。
故选D。
二、非选择题:共5题,60分,12-15题需要有必要的文字说明、方程式、重要演算步骤,答案包含数值和单位
11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究:
(1)用游标卡尺测量摆球直径的情况如下图所示,则摆球直径为______cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0,单摆每经过最低点记一次数,当数到时秒表的示数如图所示,则该单摆的周期是______s(计算结果保留三位有效数字)。
(3)利用前面字母d、、T、g写出测重力加速度大小的表达式为______。
(4)若应用公式计算的结果与真实的重力加速度值比较,发现测量结果偏大,分析原因可能有
A. 振幅偏小 B. 在未悬挂单摆之前先测定好摆长
C. 将摆线长当成了摆长 D. 将摆线长和球的直径之和当成了摆长
(5)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出图像如图,则此图线的斜率的物理意义是
A. g B. C. D.
【答案】(1)2.06
(2)2.51 (3) (4)D (5)C
【解析】
【分析】
【小问1详解】
根据游标卡尺的读数规则,有
【小问2详解】
根据秒表的读数规则,有
依题意,单摆每经过最低点记一次数,当数到时,共个周期
得
【小问3详解】
根据单摆的周期公式
有,其中
得
【小问4详解】
A.振幅大小对重力加速度的测量没有影响,A错误;
B.未悬挂单摆之前测摆长,由于细线没有充分拉伸开,测得的摆长会偏小,偏小,B错误;
C.将摆线长当成了摆长,漏掉了摆球的半径,即摆长偏小,偏小,C错误;
D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长,即摆长偏大,偏大,D正确。
故选D。
【小问5详解】
根据单摆的周期公式
得,图线的斜率为
故选C。
【点睛】
三、解答题
12. 医生用超声波检测仪向人体内发射超声波(简谐横波),如图甲所示,探头处质点的振动图像如图乙所示。超声波在人体组织中的传播速度大小。
(1)求超声波的频率和波长;
(2)若超声波到达某器官后反射回探头,总用时,求该器官到探头的距离。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知周期为
则超声波的频率为
根据
代入数据解得波长为
【小问2详解】
超声波往返的总路程为
又
联立解得该器官到探头的距离为
13. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻,电动机两端电压为,电路中的电流为,重物A重。不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上1s内消耗的电能是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据焦耳定律,电动机线圈电阻上1s内消耗的电能为
【小问2详解】
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
【小问3详解】
电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率,则
解得
14. 如图所示,竖直面内有半径为R的半圆挡板和长为7R的直挡板。a为直挡板下端点,bd为半圆挡板直径且沿水平方向,c为半圆挡板最高点,两挡板相切于b点,de与ab平行且等长。小球乙被锁定在c点。小球甲从a点出发沿挡板运动,恰好到达c点。接着与小球乙发生完全弹性碰撞,碰撞前瞬间解除对小球乙的锁定,小球乙在此后的运动过程中无其他碰撞。小球甲质量为,小球乙质量为,两小球均可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为g,求
(1)小球甲运动到c点的速度大小;
(2)碰撞后小球乙的速度大小;
(3)若碰撞后小球乙能运动到e点,求小球乙与小球甲的质量比值应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
小球甲从a点出发沿挡板运动,恰好到达c点,有
解得
【小问2详解】
根据题意甲乙发生完全弹性碰撞,碰撞前后根据动量守恒和能量守恒,
解得碰后乙的速度为
【小问3详解】
碰后乙能运动至点,第一种情况,碰后乙顺着挡板做圆周运动后到达e点,此时需满足
即
联立可得
第二种情况,碰后乙做类平抛运动到达e点,此时可知,
解得
联立可得
15. 如图所示,倾角的光滑斜面固定,劲度系数为k的弹簧左端固定,右端与质量,为m的木块B连接,B上放置一质量为m的小铁块A,A、B间动摩擦因数为,重力加速度为g。在弹簧原长时,静止释放A、B,释放后A、B始终能保持相对静止。
(1)求弹簧的最大伸长量L;
(2)求运动过程中A所受摩擦力的最大值f;
(3)若改变释放点,A、B刚好不脱离,求运动过程中A动能的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
释放后两者做简谐运动,速度最大时,则有
解得
从原长释放,所以最大伸长
【小问2详解】
由简谐振动的对称性,小铁块运动到最低点时加速度沿斜面向上最大,对整体,根据牛顿第二定律有
对小铁块,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问3详解】
运动到最低点时,对小铁块,根据牛顿第二定律有
对整体,根据牛顿第二定律有
联立解得
到平衡位置时动能最大,从最低点到平衡位置,根据能量守恒有
又
联立解得
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常州前黄国际-2027届高二上学期期中考试——物理
本试卷共2页,满分100分,完成时间75min
一、单选题(共10题,每题4分,每题只有一个选项最符合题意)
1. 关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是( )
A. 火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B. 火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
C. 为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D. 在没有空气的宇宙空间,火箭无法利用反冲进行加速
2. 数据表明,在发生交通事故时,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度。下列关于佩头盔作用的说法正确的是( )
A. 减小了驾驶员头部撞击的作用时间
B. 减小了驾驶员头部撞击作用力的大小
C. 减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化量
D. 减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
3. 在广州,某同学研究单摆做受迫振动时振幅与驱动力频率的关系,其共振曲线如图所示。则该单摆( )
A. 摆长约为 B. 驱动力频率增大时,振幅增大
C. 驱动力频率增大时,振动频率不变 D. 若该实验移至上海、共振曲线的峰值将向右偏移
4. 如图所示,小车停在光滑水平面上,车上的人持枪向车内竖直挡板连续平射,子弹全部嵌在挡板内,射击停止后,小车( )
A. 速度为零 B. 向射击方向运动
C. 向射击的反方向运动 D. 无法确定
5. 某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中先从某一高度处单独释放质量为的小球a,标记下小球a撞击在挡板上的位置M,再在水平轨道上放上质量为的小球b,从同一高度释放小球a,标记两球撞击挡板的位置P、N,关于本实验下列说法正确的是( )
A. 两小球的质量需满足
B. 该实验中可用来反映小球a的初动量
C. 位置N为小球b撞击挡板的位置
D. 小球a在轨道上受到的摩擦力越小,对实验结果的误差影响就越小
6. 某人拿着绳子左侧上下做简谐运动,时刻,绳波的图像如图所示,a、b为绳波中的两质点,则( )
A. a质点的起振方向向上 B. a质点正在向右运动
C. b质点正在向上运动 D. a、b质点的位移时刻相同
7. 一简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻波形图如图甲所示,a、b、d是波上的三个质点,图乙是波上某一点的振动图像,则下列说法不正确的是( )
A. 图乙可以表示质点b的振动图像
B. 该波的传播速度大小为v=16m/s
C. 质点a在t=1s时位于波谷
D. 质点d简谐运动的表达式为
8. 图甲所示为某脂肪测量仪,其原理就是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例(人体含水量约为70%,水中含有钠离子、钾离子等离子容易导电,而脂肪几乎不导电),其模拟电路如图乙所示。已知电源内阻为r,,电流表、电压表均可视为理想电表。测量时,闭合开关,测试者分握两手柄A、B。体型相近的两人相比,脂肪含量高者测量时( )
A. 电压表示数与电流表示数的比值更小
B. 电源的输出功率更低
C. 电压表示数更小
D. 电源的消耗功率更高
9. 如图所示,弹簧振子在A、之间做简谐运动。以平衡位置为原点,向右为正方向,建立轴。若振子经过点向左运动时开始计时,则其振动过程中位移、速度、加速度、动能随时间变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图,质量为2m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径长度为2R,现将质量为的小球从点正上方高处由静止释放,然后由点进入半圆形轨道后从点冲出,在空中上升的最大高度为(不计空气阻力),则( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为
D. 小球第二次上升距点的最大高度
二、非选择题:共5题,60分,12-15题需要有必要的文字说明、方程式、重要演算步骤,答案包含数值和单位
11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实践和探究:
(1)用游标卡尺测量摆球直径的情况如下图所示,则摆球直径为______cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0,单摆每经过最低点记一次数,当数到时秒表的示数如图所示,则该单摆的周期是______s(计算结果保留三位有效数字)。
(3)利用前面字母d、、T、g写出测重力加速度大小的表达式为______。
(4)若应用公式计算的结果与真实的重力加速度值比较,发现测量结果偏大,分析原因可能有
A. 振幅偏小 B. 在未悬挂单摆之前先测定好摆长
C. 将摆线长当成了摆长 D. 将摆线长和球的直径之和当成了摆长
(5)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出图像如图,则此图线的斜率的物理意义是
A. g B. C. D.
三、解答题
12. 医生用超声波检测仪向人体内发射超声波(简谐横波),如图甲所示,探头处质点的振动图像如图乙所示。超声波在人体组织中的传播速度大小。
(1)求超声波的频率和波长;
(2)若超声波到达某器官后反射回探头,总用时,求该器官到探头的距离。
13. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻,电动机两端电压为,电路中的电流为,重物A重。不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上1s内消耗的电能是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
14. 如图所示,竖直面内有半径为R的半圆挡板和长为7R的直挡板。a为直挡板下端点,bd为半圆挡板直径且沿水平方向,c为半圆挡板最高点,两挡板相切于b点,de与ab平行且等长。小球乙被锁定在c点。小球甲从a点出发沿挡板运动,恰好到达c点。接着与小球乙发生完全弹性碰撞,碰撞前瞬间解除对小球乙的锁定,小球乙在此后的运动过程中无其他碰撞。小球甲质量为,小球乙质量为,两小球均可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为g,求
(1)小球甲运动到c点的速度大小;
(2)碰撞后小球乙的速度大小;
(3)若碰撞后小球乙能运动到e点,求小球乙与小球甲的质量比值应满足的条件。
15. 如图所示,倾角的光滑斜面固定,劲度系数为k的弹簧左端固定,右端与质量,为m的木块B连接,B上放置一质量为m的小铁块A,A、B间动摩擦因数为,重力加速度为g。在弹簧原长时,静止释放A、B,释放后A、B始终能保持相对静止。
(1)求弹簧的最大伸长量L;
(2)求运动过程中A所受摩擦力的最大值f;
(3)若改变释放点,A、B刚好不脱离,求运动过程中A动能的最大值。
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