山东省泰安市2022-2023学年高二上学期物理期中考试试卷

更新时间：2022-11-28 浏览次数：102 类型：期中考试

一、单选题

1. 如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的 $\text{[math]}$ 圆周轨道，圆心O在S的正上方，P与O等高，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法正确的是（）

A . a、b到达S过程中，重力的冲量不相等，它们在S点的动量不相等 B . a、b到达S过程中，重力的冲量相等，它们在S点的动量不相等 C . a、b到达S过程中，重力的冲量不相等，它们在S点的动量相等 D . a、b到达S过程中，重力的冲量相等，它们在S点的动量相等

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2. 下列关于机械波的说法，正确的是（）

A . 高频机械波和低频机械波相遇能发生干涉现象 B . 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移可能小于振动减弱区域质点的位移 C . 在相同条件下，高频机械波比低频机械波更容易发生衍射现象 D . 只有障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多时，波才能发生衍射

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3. 为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则（）

A . 打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同 B . 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C . 稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同 D . 振动器工人开动机器后迅速远离振动器，他听到的振动器声调不变

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4. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动，向右为正方向。振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示。下列判断正确的是（）

A . 0.2s时振子的位移小于6cm B . 0.4s时振子的速度最大 C . 0.4s至1.2s内振子通过的路程为24cm D . 0.8s和1.6s时振子的速度相同

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5. 如图所示，两个半径大小相同、质量不同的小球m₁和m₂（m₁<m₂）分别放在光滑圆弧（弧长远小于半径）最低点O和离O点一小段距离处，t=0时刻将小球m₂由静止释放，经过一段时间二者发生碰撞，碰后两小球未离开轨道。已知圆弧半径R=1m，当地的重力加速度大小g=9.8m/s² ， $\text{[math]}$ ，两小球均可看作质点，当两小球第二次碰撞时（）

A . 与第一次碰撞时间间隔为1s B . 与第一次碰撞时间间隔为2s C . 在O点左侧碰 D . 在O点右侧碰

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6. 如图所示，位于介质I和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在I、Ⅱ介质中波的频率及传播速度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和v₁、v₂ ，则（）

A . $\text{[math]}$ =2 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ =2 $\text{[math]}$ C . v₂=2v₁ D . v₁=2v₂

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7. 如图所示，一质量为1kg的小球从离地1.8m高处由静止释放，不计空气阻力，碰到水平面被竖直反弹回来，反弹高度为0.8m，小球与地面作用时间为0.05s，g取10m/s² ，在小球与地面碰撞的过程中，以下说法正确的是（）

A . 地面对小球的平均作用力的大小为40N B . 地面对小球的平均作用力的大小为50N C . 地面对小球的平均作用力的大小为200N D . 地面对小球的平均作用力的大小为210N

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8. 如图所示，质量均为m的木块A、B与轻弹簧相连，置于光滑水平桌面上处于静止状态，质量为2m的木块C以速度v₀与木块A碰撞并粘在一起，之后运动过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多选题

9. 某一列简谐横波中质点a的振动图像如图甲所示，这列简谐横波在t=2.0s时的波形图如图乙所示，则（）

A . 这列波沿x轴负方向传播 B . 这列波沿x轴正方向传播 C . a质点和x=175cm处质点不可能在某一时刻速度相同 D . a质点和x=175cm处质点可能在某一时刻速度相同

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10. 如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰，两小球的质量分别为m₁和m₂ ，图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像（x－t图像）。已知m₁=10kg，由此可判断（）

A . 小球2的质量 $\text{[math]}$ B . 小球2的质量 $\text{[math]}$ C . 两球的碰撞为弹性碰撞 D . 两小球碰撞过程中损失的机械能为30J

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11. 某游乐园入口旁有一人造喷泉，喷出的水柱将一质量为0.4kg的卡通玩具稳定地悬停在空中。水柱从横截面积为15cm²的喷口持续以速度6m/s竖直向上喷出；玩具底部为平板，面积为10cm²；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为10³kg/m³ ，重力加速度大小g=10m/s²。则（）

A . 喷泉单位时间内喷出的水的质量为9kg B . 喷泉单位时间内喷出的水的质量为6kg C . 玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为1.6m D . 玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度为 $\text{[math]}$ m

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12. 如图甲所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程用时极短。测得物块A的动能E_k与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图中除0～x₁之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点，重力加速度为g，则（）

A . 物块A，B的质量之比为1：1 B . 物块A，B的质量之比为1：2 C . 从x₁到x₃的过程中，物块A，B一起运动加速度的最大值 $\text{[math]}$ D . 从x₁到x₃的过程中，物块A，B一起运动加速度的最大值 $\text{[math]}$

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三、实验题

13. 在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤为：
a.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上；

b.用米尺量得细线长度l；

c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球；

d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期 $\text{[math]}$ ；

e.用公式 $\text{[math]}$ 计算重力加速度。
1. （1）在该实验中，下列做法有利于减小实验误差的是___________。
  
  A . 测量摆线长度时多测几次取平均值 B . 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C . 单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D . 为计时方便，测量单摆振动周期时选单摆经过最大位移处时开始计时
2. （2）按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比（选填“偏大”、“相同”或“偏小”），
3. （3）该同学为了减少误差，利用上述未改正错误测量中的多组实验数据做出了图像，该图像对应图中的图。
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14. 在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图（a）所示，实验原理如图（b）所示。
1. （1）为了使两球碰撞为一维碰撞，在两球碰撞后使入射小球A不反弹，所选两球的质量和半径关系为___________。
  
  A . m_A<m_B ， r_A<r_B B . m_A<m_B ， r_A>r_B C . m_A>m_B ， r_A=r_B D . m_A>m_B ， r_A<r_B
2. （2）实验步骤如下：
  ①取两个小球A、B，实验时先不放球B，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹，重复操作，从多次落点痕迹中找到平均落点，记为P；
  
  ②把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹，重复操作，从多次落点痕迹中找到平均落点，分别记为M和N；
  
  ③重垂线所指的位置在记录纸上记为O点，将毫米刻度尺的零刻度线和O点对齐，如图（c）所示，测得各平均落点M、P、N到O点的距离分别为x₁、x₂、x₃；
  
  ④若小球A、B的质量分别为m_A、m_B ，则实验需要探究的表达式为（用步骤中所给的字母表示）。该同学测得小球A的质量m_A=0.50kg，小球B的质量m_B=0.25kg，则碰撞前 $\text{[math]}$ ；碰撞后 $\text{[math]}$ ；（上述两空的计算结果保留三位有效数字）。在实验误差允许的范围内，可认为碰撞前后A、B两小球组成的系统动量守恒。
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四、解答题

15. 如图所示，相距2.5m的S₁和S₂是两个完全相同声源，选某一时刻为计时零点，两声源振动方程均为 $\text{[math]}$ ，声速v=340m/s。以两声源连线中点O为坐标原点过两个声源建立x轴，求：
1. （1）该波的波长 $\text{[math]}$ 。
2. （2）在S₁、S₂连线上因干涉而静止的各点位置。
3. （3） x=0.5m处质点 $\text{[math]}$ 时位移。
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16. 一列横波在t₁=0时刻、t₂=0.4s时刻波形分别如图中实线、虚线所示，求：
1. （1）若这列波向左传播，且时间间隔与周期的关系为3T<0.4s<4T，求波的传播速度。
2. （2）若波传播速度v=90m/s，判断波传播的方向。
3. （3）若t₁=0时刻质点x=8m振动方向沿+y方向，且时间间隔与周期的关系为T<0.4s<2T，求从t₁=0时刻算起，该质点第9次到达y=5cm所需时间。（结果保留2位小数）
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17. 一只质量为M的皮划艇，其上载有6名士兵，每名士兵的质量为m。皮划艇和士兵们静止在水面上，现让士兵跳离皮划艇，设每名士兵每次跳离时相对皮划艇的速度大小均为v₀。不考虑水的阻力。试求：
1. （1）若前2名士兵一块跳离皮划艇，跳离后瞬间皮划艇对地的速度。
2. （2）若前2名士兵先后连续跳离皮划艇，2人跳离后瞬间皮划艇对地的速度。
3. （3）假设M=m，6名士兵依次连续跳离皮划艇，士兵全部跳离后皮划艇的速度。（运算中的数值保留1位小数）
4. （4）上一问（3）中，士兵连续跳离所用的时间为t，t时间内皮划艇受到的平均反冲作用力大小。
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18. 如图甲所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=6kg的可视为质点的物块C压缩在光滑平台上而处于静止状态，弹簧与物块C不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。一质量为m₁=6g的小物块A静止在传送带左侧的光滑平台的右端，一半圆形光滑轨道与水平传送带在N点相连接，水平传送带MN长L=7m，顺时针匀速转动的速度为v₀=6m/s。当弹簧储存的弹性势能E_p=3J时释放物块，物块C与小物块A发生弹性碰撞，A物块冲上传送带的同时另一质量为m₂=1kg的小物块B以v₂=6m/s的初速度从传送带最右端N冲上传送带，经过一段时间二者在传送带上某处发生碰撞，碰撞时间极短，碰后二者结合在一起，两物块与传送带间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。小物块A、B均可视为质点，g取10m/s² ，求：
1. （1）小物块A冲上传送带的速度大小；
2. （2）小物块A与物块B碰撞之前因摩擦产生的热量；
3. （3）小物块A、B进人竖直半圆形轨道时不脱离轨道，轨道半径应满足的条件。
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