重庆市黔江区2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试卷答案
1【解析】B
A.质点a在平衡位置附近做周期性振动,并不随随波迁移。故A错。
B.波向x轴正方向,根据同侧性可知b此时沿y负方向振动,故B正确。
C. 由图可知波长为λ=4m,=0.2s,故C错
D.0.05s=,质点b正在远离平衡位置,速度越来越慢,故路程小于20cm,故D错。
2【解析】A
由图中几何关系可知,入射角为530,折射角为300,即可求出n=1.6,故A正确
sinC=可知,C不等于530,故B错误。
,由光在空气中传播的速度c=3x108m/s可知,光在该介质中传播速度不为c=3x108m/s,故C答案错误
当速度为3x108m/s时,传播300km用时1×10-3s,但光在该介质中传播速度不为3x108m/s,故D答案错误。
3【解析】B
物体做曲线运动时,合力指向轨迹凹侧,结合本题可知,该力与电场线相反,故该粒子一定带负点,A错误。
qE=ma,结合本题已知条件,E越大,a越大。电场线疏密程度代表场强大小,B处比A处密,故B正确。
B运动到A,电场力F与V夹角是锐角,故F做正功,速度增大,故C错误
沿着电场线方向电势降低,ψA>ψB,粒子带负电,故EpA<EpB,故D错误。
4【解析】C
试触b、c时,电压表有示数,说明ac段无故障,试触d时,电压表没有示数,故cd段开路。故C正确
5【解析】D
由全电路欧姆定律可知:E=U+Ir,脂肪含量高,电阻增大,电流减小,路端电压增大。
C错误
Ur=Ir,故Ur减小,B错误
D、路端电压U=UR1+UR2+UV,电流I减小,UR1=IR1、UR2=IR2减小,而路端电压U增大,故UV增大,D正确
6【解析】B
7【解析】C
A、假设能到达B点,水平方向动量,机械能守恒,可解得,故A错误。
B、小球最终是从滑块右侧离开,冲上滑块的过程,小球对滑块做正功,从最高点滑下的过程,小球对滑块也做正功,滑块速度一直增大,故B错误。
C、(规定向左为正方向)小球冲上去又滑下来过程,水平方向动量守恒:,
机械能守恒:,,且速度方向水平,故向左做平抛运动,C正确
D、如果小球初速度足够大,小球将从B点冲出,由于B点切线方向竖直,小球离开滑块时,二者水平方向速度相同,小球相对滑块做竖直上抛运动,最后将从B再次进入凹槽,最后从滑块右侧离开。故D错误。
8【解析】B
图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等,从图线上可以看出,两摆的
固有频率f1=0.2 Hz,f2=0.5 Hz根据单摆周期公式可得f==,当两摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时,g越大,f越大,所以g2>g1,由于月球上的重力加速度比地球上的小,所以图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线,选项A错误.
B、D.图线Ⅱ若是在地球上完成的,将g=10m/s2和f2=0.5Hz代入频率的计算公式可解得l2=1m,
所以选项B正确,D错误
C.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则g相同,两次摆长之比l1∶l2==25∶4,所
以选项C错误.
9 【解析】C
由图可知:无穷远处电势为零,又有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地方,故
也存在负电荷,所以,q1和q2带有异种电荷,故A错误;
B、电场强度等于图中曲线斜率,x1处的斜率不为零,故电场强度不为零,故B错误;
C、负电荷从x1移到x2,曲线斜率减小,及电场强度减小,所以,受到的电场力减小,故C正确;
D、负电荷从x1移到x2,电势增大,电势能减小,故D错误。
10【解析】D
AB.高压水枪单位时间喷出的水的质量为,规定水流的速度方向为正方向,由动量定理得,解得故AB错误;
C.根据,当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时,平均冲力不是加倍,故C错误。
D.水柱对汽车的压强为,压强p与高压水枪喷出水柱直径D无关,故D减半时,水柱对汽车的压强不变,故D正确;
11【解析】AB
弹簧、小球组成的系统,只有重力、弹力做功,故系统机械能守恒,A正确
小球越衡位置,速度越大,故最低点开始,前运动的路程小于,B正确
由图像可知时刻质点位于平衡位置,动能最大,故C错误
由图像可知时刻质点位于负向位移最大处(最低点),此时弹性势能最大。故D错误
12【解析】BD
由题意可知,该原理是波的干涉。
折射。B干涉。C多普勒效率。D干涉。
13【解析】BC
因为,故C正确;
又因为,于是得:,过B点做AC的垂线(即)可得电场的方向沿垂线由M指向B,故A错误;
由,故B正确;由于AC为等势线,D点在AC上,可得:,故D错误;
故选BC。
14【解析】AC
本题考查振动图像和波动图像。根据振动图像可知,周期,振幅,设原点处的质点
振动方程为,当时,,代入上式得,解得,则,当时,也就是质点从5 s开始计时振动了2 s时,代入振动方程可得,平衡位置位于坐标原点O的质点的位移为,并且质点向y轴负方向振动,因此原点处的质点处在上坡上,如果波沿x轴正向传播,C项正确,如果波沿x轴负向传播,A项正确。
15【解析】ACD
A.根据自由落体运动可得,解得,故A正确;
B.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为I1=Gt=mgt=24N.s,故B错误;
C.物体落地的速度为m/s,物体做匀减速直线过程中动量变化量为△p=0-mv=-24kg.m/s
故物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为24kg·m/s,方向竖直向上,C正确;
D.物体做匀减速运动的平均速度为m/s,可得物体做匀减速运动所经历的时间为,根据动量定理可得,可得解得F=2440N
故匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为2440N,方向为竖直向上;故D正确;
故选ACD。
16、【答案】(1)一元 (2)(3)
(1)根据题意可知,甲与乙碰撞后没有反弹,可知甲大于乙的质量,甲选用的是一元硬币;(2)根据动能定理解得碰撞前,可解得甲到O点时速度的大小(3)同理可得,碰撞后甲的速度和乙的速度载根据动量守恒得: ,,
可得,
17、【答案】(1)15.02 (2)660nm(3)变小
(1)由游标尺的读数规则可知=(15.0+1×0.02) mm=15.02 mm.
(2)图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个,
故=2.31 mm;由可知=660 nm.
(3)频率变大,波长减小,间距减小。
18、解:(1)、……………………………………………………………………………………………………1分
……………………………………………………………………………………………………1分
………………………………………………………………………………………………………1分
(2)、………………………………………………………………………………………………2分
……………………………………………………………………………………………………1分
………………………………………………………………………………………………………2分
……………………………………………………………………………………………2分
19、解:(1)沿y轴负方向振动………………………………………………………………………………………2分
(2)=5m/s…………………………………………………………………………………………………2分
…………………………………………………………………………………………………….2分
(3),所以PQ步调一致,……………………………………2分
Q起振方向沿y轴负方向,波传到Q后,Q再经过T才达到波峰。
此时,P运动的时间…………………………………………2分
P质点这段时间通过的路程………………………………2分
20 解:(1)设物块第一次到达B点时速度大小为,由动能定理得
…………………………………………………………………………………………2分
解得
………………………………………………………………………………………………1分
(2)设方向向右为正方向,物块第一次从段粗糙水平面滑上光滑水平面瞬时,速度为,则
…………………………………………1分
解得
设物块与1号小球第一次碰撞后瞬时,物块速度为,1号小球速度为,由物块与1号小球系统动量守恒有
……………………………………………………………1分
又系统机械能守恒有
………………………………………………1分
解得
……………………………………1分
…………………………………………………1分
第一次碰后,物块的速度大小为,方向水平向左;小球1的速度大小为,方向水平向右。
(3)由动量守恒和机械能守恒易知,小球之间碰撞后速度交换,则5号小球最终速度
………………………………………………1分
设物块第二次从段粗糙水平面滑上光滑水平面瞬时,速度为,则
,解得………………………………………………1分
设物块与1号小球第二次碰撞后瞬时,物块速度为,1号小球速度为,同理可知
,
4号小球最终速度
…………………………………………1分
设物块第三次从段粗糙水平面滑上光滑水平面瞬时,速度为,则
,解得…………………………………………………………………1分
设物块与1号小球第三次碰撞后瞬时,物块速度为,1号小球速度为,同理可知
, …………………………………………………………………………………1分
设物块再在段粗糙水平面滑行s停止运动,则
……………………………………………………………………………………………1分
解得 ………………………………………………1分
物块最终停在C点左侧,距C点。与1号小球碰撞3次后,小物块停在BC段。最终1号球、2号球速度为0.
…………………………………………………………1分重庆市黔江区2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试卷
考试时间:90分钟
注意事项:
答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级在答题卡上填写清楚。
每小题选出答案后,用2B铅笔在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。在试卷上作答无效。
考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分100分。
一、单项选择题。(本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1、如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为20 m/s,则下列说法正确的是( )
A.从图示时刻开始,经0.05 s质点a沿着传播方向移动20cm
B.图中质点b此时正在沿y轴负方向运动
C.该正弦波的周期是0.4s
D.从图示时刻开始,经0.05 s质点b通过的路程为20 cm
2、(改编)光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如图所示是一个质量均匀分布的有机玻璃圆柱的横截面,B、C为圆上两点,一束单色光沿AB方向射入,然后从C点射出,已知∠ABO=127 ,∠BOC=120 ,真空中光速c=3×108m/s,sin53 =0.8,cos53 =0.6。则( )
A.光在该有机玻璃中的折射率为1.6
B.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53
C.光在该有机玻璃中传播速度为3×108m/s
D.将该材料做成长300km的光导纤维,此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10-3s
3、(改编)如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若只受电场力,则下列判断中正确的是( )
A.该粒子带正电
B.粒子在A点的加速度小于B点的加速度
C.带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D.若粒子是从B运动到A,则其速度减小
4、如图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数。为查找故障,在其它连接不变的情况下,他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置,发现试触b、c时,电压表有示数;试触d时,电压表没有示数。若电路中仅有一处故障,则( )
A.导线ab断路
B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路
D.滑动变阻器短路
5、(改编)现在的很多孩子沉迷于手机,不喜欢运动,由于运动量减少,体重逐渐增加,体内的脂肪也逐步增多,我们可以用某型号脂肪测量仪(如图甲所示)来测量脂肪率。其原理是人体体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻,而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示。测量时,测试者两手分别握两手柄A、B,闭合开关S,体型相近的两人相比,脂肪含量高者则( )
A. 电流表示数大
B. 电源内阻的电压大
C. 路端电压小
D.电压表示数大
6、已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),成为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表明平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出。若该材料对电磁波的折射率n=-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )
7、(改编)如图所示,在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块,滑块的一侧是一个圆弧形槽,弧形槽半径为R,A点切线水平。另有一个质量为m(m>M)的小球以速度v0从A点冲上滑块,重力加速度大小为g,不计摩擦。下列说法正确的是( )
A.当v0=时,小球能到达B点
B.小球到达斜槽最高点处时,斜槽的速度取得最大值
C.小球回到斜槽底部后将向左做平抛运动
D.如果小球的速度足够大,球将从滑块的左侧B点离开滑块后直接落到水平面上
8、如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,其中,取地球表面重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是 ( )
A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线Ⅱ是月球上的单摆共振曲线
B.图线Ⅱ若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为1m
C.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则两次摆长之比为L1:L2=4:25
D.若摆长约为1m,则图线I是在地球表面上完成的
9、(改编)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. q1和q2一定带有等量同种电荷
B. x1处的电场强度为零
C.负电荷从x1移到x2,受到的电场力减小
D.负电荷从x1移到x2,电势能增大
10、(改编)用高压水枪清洗汽车的照片如图所示。设水枪喷出的水柱截面为圆形,直径为D,水流速度为v,水柱垂直汽车表面,水柱冲击汽车后反方向的速度为,高压水枪的质量为M,手持高压水枪操作,已知水的密度为。下列说法正确的是( )
A.水柱对汽车的平均冲力为
B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为
C.当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时,平均冲力加倍
D.高压水枪喷出水柱直径D减半时,水柱对汽车的压强不变
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分。)
11、(改编)如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球,小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放(不计空气阻力),并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,周期为T。则( )
A.整个过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒
B.经时间,小球从最低点向上运动的距离小于
C.在时刻,小球动能最小
D.在时刻,弹簧弹性势能最小
12、“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置,当轮船以设计的标准速度航行时,球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示,两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是( )
A.插入水中的筷子,看起来折断了
B.阳光下的肥皂膜,呈现彩色条纹
C.驶近站台的火车,汽笛音调变高
D.振动音叉的周围,声音忽高忽低
13、(原创)如图A、B、C为匀强电场中的三点,它们的连线组成一个直角三角形,D点是AC的中点,且BC=4cm,AC=5cm。一电荷为q=2×10-9C的负点电荷从B点移到C点的过程中,电场力做功8×10-9J,而把该点电荷从A点移到B点需克服电场力做功8×10-9J, sin53 =0.8,cos53 =0.6,则下列说法正确的是( )
A.该电场的电场强度方向由B点指向D点
B.该电场的电场强度大小为
C.B.C两点电势差UBC=-4V
D.D点电势比A点电势高
14、一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时,简谐波的波动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
15、(原创)摩托车、电瓶车给生活带来了很大的便利,但很多骑行人员未按要求佩戴头盔,近期黔江区交管部门针对这一现象,进行专项整改,若你没按要求佩戴头盔,将受到如下处罚:举如图所示的广告牌,发朋友圈“集赞”。生命诚可贵,头盔来护卫。现某同学在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测,某次他在头盔中装入质量为4.0kg的物体,物体与头盔紧密接触,使其从1.80m的高处自由落下,并与水平面发生碰撞,头盔被挤压了0.03m时,物体的速度减为0,如图所示,挤压过程中视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.物体做自由下落运动的时间为0.6s
B.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30N·s
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为24kg·m/s,方向竖直向上
D.匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为2440N
三、实验题(每空2分,共12分。)
16、(6分)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中OA为水平段。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量,得到一元和一角硬币的质量分别为和()。将硬币甲放置在斜面上某一位置,标记此位置为B。静止释放甲,当甲停在水平面上某处时,测量甲从O点到停止处的滑行距离OP。将硬币乙放置在O处,左侧与O点重合,将甲放置于B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后,分别测量甲、乙从O点到停止处的滑行距离OM和ON。保持释放位置不变,重复实验若干次,得到OP、OM、ON的平均值分别为s0、s1、s2。
(1)在本实验中,甲选用的是____(填“一元”或“一角”)硬币;
(2)碰撞前,甲到O点时速度的大小可表示为_____(设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g);
(3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒,则_____(用和表示),然后通过测得的具体数据验证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒;
17、(6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图甲所示,并选用缝间距d=0.2 mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700 mm.然后,接通电源使光源正常工作.
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50个分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上的读数x2=________ mm;
(2)利用上述测量结果,经计算可得该种色光的波长λ=________nm;(保留三位有效数字)
(3)若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
四、解答题(本题共3小题共38分。要有必要的文字说明和解题步骤。)
18、(10分)(改编)如图所示,真空中平行金属板M、N之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
(1)求带电粒子的加速度a;
(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v和时间t;
19、(12分)有一列简谐横波的波源在O处,某时刻沿x轴正方向传播的振动形式恰好传播到x1=2m处的P点,其波形如图所示,取该时刻为t=0时刻。再经过1.2s,坐标为x2=8m的Q点开始起振,求:
(1)质点Q开始振动时的速度方向;
(2)该列波的周期T;
(3)从t=0时刻到Q点第一次达到波峰时,质点P相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s。
20、(16分)(改编)如图所示,半径为R的光滑四分之一圆弧轨道处于竖直平面内,圆弧与水平面相切于圆弧端点B,水平面BC段粗糙,其余部分光滑且足够长,C点右端水平面上有5个完全相同的静止小球,5个小球位于同一直线上,质量均为3m。质量为m的物块从圆弧最高点A由静止开始下滑。物块与BC段粗糙水平面间的滑动摩擦因数为。物块与小球、小球与小球之间的碰撞都是弹性正碰,已知BC段长度为 ,重力加速度为g。求:
(1)物块第一次到达B 点时速度大小;
(2)物块与1号小球第一次碰撞后瞬时,物块与1号小球的速度大小;
(3)最终5个小球的速度大小及物块的位置。