唐山市十县一中联盟2023-2024学年度第一学期期中考试
高二物理
本试卷共100分,考试时间75分钟,10道选择题,5道非选择题。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于动量,以下说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,其动量保持不变
B. 悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相等
C. 动量相等的物体,其速度一定相等
D. 动量相等的物体,其速度方向一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.做匀速圆周运动的物体,速度方向时刻发生变化,速度是变化的,物体的动量为
故做匀速圆周运动的物体,其动量是变化的,故A错误;
B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,相邻两次经过最低点时的速度方向相反,动量大小相等,方向相反,故B错误;
C.动量相等的物体,物体质量不一定相等,其速度不一定相等,故C错误;
D.动量方向与速度方向相同,动量相等的物体,其速度方向一定相同,故D正确。
故选D。
2. 关于下列物理现象,说法正确的是( )
A. 一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于波的反射现象
B. “闻其声而不见其人”属于波的干涉现象
C. 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,属于波的多普勒效应
D. 当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,属于波的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,是由于声音在云层间来回传播,属于波的反射现象,故A正确;
B.“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象,故B错误;
C.学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加,从而出现加强区和减弱区,属于波的干涉现象,故C错误;
D.当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,即频率变高,属于多普勒效应,故D错误。
故选A。
3. 质量为0.5kg的金属小球,从距地面3.2m的高处以6m/s的速度水平抛出,g取,小球落地的运动过程中( )
A. 物体的初动量大小
B. 物体的末动量大小
C. 重力的冲量大小
D. 重力的冲量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的初动量大小
故A错误;
B.竖直方向小球做自由落体运动,则
小球落地时竖直方向的分速度
小球落地时的合速度
物体的末动量大小
故B错误;
CD.由
得
重力的冲量大小
故C错误,D正确。
故选D。
4. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 在时,质点的加速度为正向最大
B. 在与两个时刻,质点的速度相同
C. 从到时间内,质点做加速度增大的减速运动
D. 从到时间内,质点的位移是2cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.在时,质点正方向位移最大,根据
可知质点的加速度为负方向最大,故A错误;
B.在与两个时刻,质点的速度大小相等,方向相反,故B错误;
C.从到时间内,质点向负方向运动,速度逐渐减小,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,故质点做加速度增大的减速运动,故C正确;
D.质点振动的角速度为
质点的振动方程为
时质点为位置为
从到时间内,质点的位移
故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波在同一均匀介质中传播,波速为v。位于平衡位置a、b的两质点相距为l,a、b之间只有一个波谷。则该波的周期可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若波形图如下图
则波长
由得
若波形图如下图之一
则波长
由得
若波形图如下图
则波长
由得
故选B。
6. 一物体P与静止在粗糙水平面上的物体Q发生弹性正碰,碰撞时间极短,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,碰撞前后物体P运动的图像如图所示,则( )
A. 物体P碰撞前后所走的位移大小之比是
B. 物体P和物体Q质量之比是
C. 物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是
D. 物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是
【答案】B
【解析】
详解】B.物体P与物体Q发生弹性正碰,根据动量守恒有
根据机械能守恒有
解得
,
故物体P和物体Q质量之比是,故B正确;
A.两物体与水平面间的动摩擦因数相同,设为,则两物体做减速运动的加速度为
物体P碰撞前有
物体P碰撞后有
可得
物体P碰撞前所走的位移
物体P碰撞后所走的位移
物体P碰撞前后所走的位移大小之比是
故A错误;
C.物体Q碰后运动的时间为
物体Q碰后运动的位移为
物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是
故C错误;
D.物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是
故D错误。
故选B。
7. 如图所示,两完全相同的波源a、b发出的波在介质中形成稳定的干涉图样。c是介质中的一点,a、b、c间的距离均为l。已知在a、c连线上除a、c两点外还存在其它振幅极大的点,其中距c点处的质点振幅极大,则该波的波长最大为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设与c点最近的振幅极大点为d,a、b发出的波到d点的波程分别为x1和x2。
则
即
根据干涉振幅极大点的波程关系
|x1-x2|=nλ(n=0,1,2 )
当n=1时可得最大波长
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 下列说法中正确的是( )
A. 同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B. 虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,但横波、纵波可能沿同一方向传播
C. 波源的频率越大,它产生的机械波传播得越快
D. 只要发生机械振动均可形成机械波
【答案】AB
【解析】
【详解】A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波,故A正确;
B.虽然横波、纵波振动方向与波的传播方向的关系不同,但横波、纵波可能沿同一方向传播,故B正确;
C.机械波传播速度由介质决定,与波源的频率无关,故C错误;
D.要形成机械波除了有机械振动外、还需要传播介质,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,实线是在时刻的波形图,虚线是这列波经的波形图,。则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长是6cm
B. 这列波的周期是0.5s
C. 这列波的波速是10m/s
D. 从时刻开始,处的质点经0.35s振动到波峰
【答案】AD
【解析】
【详解】A.波形图可知波长
故A正确;
B.由于波沿x轴正方向传播,且
故由图像可知内,波传播的距离
则
故
故B错误;
C.这列波的波速
故C错误;
D.从时刻波峰位于
处。从时刻开始,该波峰第一次传播到
处,经历时间
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘,圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放,小球与盘碰撞后瞬间结为整体,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 圆盘和小球碰后会以碰撞瞬间的位置作为平衡位置做简谐运动
B. 圆盘做简谐运动的振幅大于
C. 振动过程中圆盘的最大速度为
D. 从碰后瞬时位置向下运动过程中,小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.以小球和圆盘组成的系统为研究对象,系统做简谐运动,平衡位置处合外力应为零,而碰后瞬间,系统合外力不为零,故A错误;
B.上述分析可知,开始的位置不是最大位移处,开始时
球粘在盘子上一起静止的位置满足
所以从开始碰撞到平衡位置距离为
故振幅应大于,故B正确;
C.小球自h处静止释放,与盘发生完全非弹性碰撞,由动量守恒
由匀变速直线运动,速度位移关系
联立解得
两者碰撞瞬间由牛顿第二定律
即碰后两者做加速度减小的加速运动,当
时,速度最大,之后做减速运动到最低点,故振动过程中,圆盘的速度应大于,故C错误;
D.设小球和圆盘所具有的的总能量为E,则由能量守恒可知
因为系统速度读先增大后减小,故小球的动能先增大后减小,所以小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大。故D正确。
故选BD。
三、非选择题:共54分。11-12题为实验题;13-15题为计算题,需要写出必要过程,只有结果,不给分。
11. 某同学设计了一个验证动量守恒定律的实验,实验步骤如下,请完成填空:
(1)用游标卡尺测出遮光片宽度d,如图甲所示,则________mm;
(2)如图乙,将遮光片固定在滑块上,光电门1、2固定在长木板上,长木板下垫着小木片,调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等,这样做的目的是________;
(3)保持(2)中长木板的倾角不变,如图丙,在滑块A的前端粘有橡皮泥,推动滑块A使之运动,并与原来静止在前方的滑块B相碰,碰撞瞬间结为整体继续运动,滑块A、B与斜面的动摩擦因数相同,用数字计时器分别读出遮光片通过光电门1、2的时间、。
(4)已测得滑块A和橡皮泥的总质量,滑块B的质量,则碰前两滑块的总动量为________,碰后两滑块的总动量为________(计算结果保留三位有效数字)。比较碰撞前后的总动量,完成验证。
【答案】 ①. 2.45 ②. 平衡摩擦力 ③. 0.424 ④. 0.422
【解析】
【详解】(1)[1]遮光片的宽度为
(2)[2]光电门1、2固定在长木板上,长木板下垫着小木片,调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等,即通过光电门的速度相同,则小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡摩擦力。
(3)[3]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度,碰前滑块A的速度为
碰前两滑块的总动量为
[4]碰后两滑块的速度为
碰后两滑块的总动量为
12. 在利用单摆测量重力加速度实验中。
(1)为了减小测量周期的误差,应在________位置开始计时和结束计时。
(2)若测得悬点到小球最下端长为l,小球直径为d,则摆长________;该单摆摆动n次全振动所用时间是t,则此单摆的周期是________;用以上直接测量的L、d、t、n表示出重力加速度________;
(3)若某同学测摆长时,忘记测摆球的半径,而只把悬点到小球最下端长度作为摆长,则他根据以上计算式求得的重力加速度________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】 ①最低点 ②. ③. ④. ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]为了减小测量周期的误差,应在最低点位置开始计时和结束计时。
(2)[2]若测得悬点到小球最下端长为l,小球直径为d,则摆长
[3]该单摆摆动n次全振动所用时间是t,则此单摆的周期是
[4]根据
可得重力加速度
(3)[5]根据
若测摆长时,把悬点到小球最下端长度作为摆长,则摆长偏大,则他根据以上计算式求得的重力加速度偏大。
13. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。
(1)写出该质点简谐运动的表达式;
(2)求出该质点在前20s的总位移和路程。
【答案】(1);(2)0,100cm
【解析】
【详解】(1)由图可知,周期,又
振幅,初相为
质点的振动方程为
(2)质点振动的时间为
质点振动的位移是
质点振动的路程是
14. 如图所示,在x轴上有两个波源,分别位于和处,振幅均为,由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为时刻两列波的波形图,此时平衡位置处于和处的O、M两质点刚开始振动。已知两列波同时传播到处的P点处。0~0.2s时间内,平衡位置处于处的质点O运动的路程为。求:
(1)甲波的波速的大小;
(2)时刻质点P到平衡位置距离。
【答案】(1)0.2m/s;(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知0~0.2s时间内,平衡位置处于处的质点O运动的路程为,即4倍的振幅,则甲波的周期
甲波的波长
甲波的波速
(2)由题意可知两列波速相等,时间内传播的距离
时刻质点P到平衡位置的距离即两列波叠加后的位移大小
15. 如图所示,光滑水平面上有一质量的小车,小车上表面有一半径为的光滑圆弧轨道,与水平轨道在B点相切,B点右侧粗糙,小车的最右端D点竖直固定轻质弹簧片CD,已知小球与弹簧片碰撞时无机械能损失,BD之间距离为0.3m,一个质量的小球置于车的B点,车与小球均处于静止状态,有一质量的子弹,以速度击中小车并停留在车中,设子弹击中小车的过程时间极短,已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,g取。求:
(1)子弹击中小车后的瞬间,小车的速度;
(2)小球再次返回圆弧轨道最低点时,小球的速度大小;
(3)小球最终相对于B点的距离。
【答案】(1)8m/s;(2)8m/s;(3)0.2m
【解析】
【详解】(1)取向右为正方向,子弹打小车过程,子弹和小车系统动量守恒
(2)子弹、小车和小球构成的系统动量守恒
子弹、小车和小球构成的系统机械能守恒
联立可得
(3)小球最终状态是三者共速时
损失的机械能
联立可得
所以相对于B点的距离是
1唐山市十县一中联盟2023-2024学年度第一学期期中考试
高二物理
本试卷共100分,考试时间75分钟,10道选择题,5道非选择题。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于动量,以下说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,其动量保持不变
B. 悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相等
C. 动量相等的物体,其速度一定相等
D. 动量相等的物体,其速度方向一定相同
2. 关于下列物理现象,说法正确的是( )
A. 一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于波反射现象
B. “闻其声而不见其人”属于波的干涉现象
C. 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,属于波的多普勒效应
D. 当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,属于波的衍射现象
3. 质量为0.5kg的金属小球,从距地面3.2m的高处以6m/s的速度水平抛出,g取,小球落地的运动过程中( )
A. 物体初动量大小
B. 物体的末动量大小
C. 重力的冲量大小
D. 重力的冲量大小
4. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 在时,质点的加速度为正向最大
B. 在与两个时刻,质点的速度相同
C. 从到时间内,质点做加速度增大的减速运动
D. 从到时间内,质点的位移是2cm
5. 一列简谐横波在同一均匀介质中传播,波速为v。位于平衡位置a、b的两质点相距为l,a、b之间只有一个波谷。则该波的周期可能为( )
A. B. C. D.
6. 一物体P与静止在粗糙水平面上的物体Q发生弹性正碰,碰撞时间极短,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,碰撞前后物体P运动的图像如图所示,则( )
A. 物体P碰撞前后所走的位移大小之比是
B. 物体P和物体Q质量之比是
C. 物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是
D. 物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是
7. 如图所示,两完全相同的波源a、b发出的波在介质中形成稳定的干涉图样。c是介质中的一点,a、b、c间的距离均为l。已知在a、c连线上除a、c两点外还存在其它振幅极大的点,其中距c点处的质点振幅极大,则该波的波长最大为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 下列说法中正确是( )
A. 同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B. 虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,但横波、纵波可能沿同一方向传播
C. 波源的频率越大,它产生的机械波传播得越快
D. 只要发生机械振动均可形成机械波
9. 如图所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,实线是在时刻的波形图,虚线是这列波经的波形图,。则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长是6cm
B. 这列波周期是0.5s
C. 这列波的波速是10m/s
D. 从时刻开始,处的质点经0.35s振动到波峰
10. 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘,圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放,小球与盘碰撞后瞬间结为整体,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 圆盘和小球碰后会以碰撞瞬间的位置作为平衡位置做简谐运动
B. 圆盘做简谐运动的振幅大于
C. 振动过程中圆盘的最大速度为
D. 从碰后瞬时位置向下运动过程中,小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
三、非选择题:共54分。11-12题为实验题;13-15题为计算题,需要写出必要过程,只有结果,不给分。
11. 某同学设计了一个验证动量守恒定律的实验,实验步骤如下,请完成填空:
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图甲所示,则________mm;
(2)如图乙,将遮光片固定在滑块上,光电门1、2固定在长木板上,长木板下垫着小木片,调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门时间相等,这样做的目的是________;
(3)保持(2)中长木板的倾角不变,如图丙,在滑块A的前端粘有橡皮泥,推动滑块A使之运动,并与原来静止在前方的滑块B相碰,碰撞瞬间结为整体继续运动,滑块A、B与斜面的动摩擦因数相同,用数字计时器分别读出遮光片通过光电门1、2的时间、。
(4)已测得滑块A和橡皮泥的总质量,滑块B的质量,则碰前两滑块的总动量为________,碰后两滑块的总动量为________(计算结果保留三位有效数字)。比较碰撞前后的总动量,完成验证。
12. 在利用单摆测量重力加速度实验中。
(1)为了减小测量周期的误差,应在________位置开始计时和结束计时。
(2)若测得悬点到小球最下端长为l,小球直径为d,则摆长________;该单摆摆动n次全振动所用时间是t,则此单摆的周期是________;用以上直接测量的L、d、t、n表示出重力加速度________;
(3)若某同学测摆长时,忘记测摆球的半径,而只把悬点到小球最下端长度作为摆长,则他根据以上计算式求得的重力加速度________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
13. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。
(1)写出该质点简谐运动的表达式;
(2)求出该质点在前20s的总位移和路程。
14. 如图所示,在x轴上有两个波源,分别位于和处,振幅均为,由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为时刻两列波的波形图,此时平衡位置处于和处的O、M两质点刚开始振动。已知两列波同时传播到处的P点处。0~0.2s时间内,平衡位置处于处的质点O运动的路程为。求:
(1)甲波的波速的大小;
(2)时刻质点P到平衡位置的距离。
15. 如图所示,光滑水平面上有一质量的小车,小车上表面有一半径为的光滑圆弧轨道,与水平轨道在B点相切,B点右侧粗糙,小车的最右端D点竖直固定轻质弹簧片CD,已知小球与弹簧片碰撞时无机械能损失,BD之间距离为0.3m,一个质量的小球置于车的B点,车与小球均处于静止状态,有一质量的子弹,以速度击中小车并停留在车中,设子弹击中小车的过程时间极短,已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,g取。求:
(1)子弹击中小车后的瞬间,小车的速度;
(2)小球再次返回圆弧轨道最低点时,小球的速度大小;
(3)小球最终相对于B点的距离。
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