河南省洛阳市创新发展联盟2022-2023学年高二下学期3月联考物理试卷

（北京）股份有限公司 2022~2023 年度下学年创新发展联盟第一次联考 物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共110 分。考试时间90 分钟。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第一章至第三章。 一、选择题：本题共12 小题，每小题5 分，共60 分。在每小题给出的四个选项中，第1~8 题只有一项符合题目要求，第9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得5 分，选对但不 全的得3 分，有选错的得0 分。 1. 早期工程师们发现飞机启动后飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，经过分析发现是机翼 发生了共振现象。为了解决该问题，工程师们创造性地在飞机机翼前缘处安装一个配重 杆。这样做的主要目的是 A.加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡 C.使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率 2. 如图所示，长为l 的细绳下方悬挂一小球，绳的另一端固定在天花板上O 点。将小球向 右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(小于5°)后由静止释放，并从释放时开始计时。 小球相对于平衡位置O 的水平位移为x，向右为正，则小球在一个周期内的振动图像为 3. 如图所示，一辆装满西瓜的货车静止在平直道路上，车厢中西瓜A 的质量为m，重力加 速度大小为g，现货车从静止开始经时间t 速度增加到v，在此过程中，下列说法正确的 是 （北京）股份有限公司 A.西瓜A 受到的重力在时间t 内的冲量为0 B.外界对西瓜A 的总冲量大小为mv C.周围西瓜对西瓜A 的冲量大小为mv D.其他条件不变的情况下，时间t 越短，外界对西瓜A 的总冲量越大 4. “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，健身者把绳子的一端固定，用手握 住绳子的另一端，健身者根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，绳 子就在竖直面内形成波形，某时刻的波形图如图所示。下列说法正确的是 A.手握住绳子的握点O 的起振方向向上 B.若手上下振动的频率减小，则该波的波长将变长 C.若手上下振动的频率增大，则绳波传到固定端的时间变短 D.若手上下振动的频率减小，则绳波传到固定端的时间变短 5. 如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0 时的波形图如图所示，此时波刚好传到 c 点，这列波的周期 0.08s，a、b、c、d 均是介质中的质点，下列说法正确的是 A. t=0 时，质点a 的振动方向沿y 轴负方向 B. t=0.41s 时,质点c 的振动方向沿y 轴负方向 C. t=0.1s 时,质点b 的位移为-5 cm D.波传播到质点d 时，质点c 通过的路程为5cm 6. “神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图如图所示，其过程可简化为：打开降落伞 一段时间后，整个装置沿竖直方向匀速下降，为确保返回舱能安全着陆，在返回舱距地 面1m 左右时，舱内宇航员主动切断与降落伞的连接(“切伞”)，同时 （北京）股份有限公司 点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭向下喷气过程中返回舱减至安全速度。已知“切伞”瞬 间返回舱的速度大小 v₁=10m/s, 火箭喷出的气体速度大小v₂=1082m/s,火箭“喷气” 时间极短，喷气完成后返回舱的速度大小v₃=2m/s，则喷气完成前、后返回舱的质量比 为 A.45:44 B.100 :99 C.125 :124 D.135 :134 7. 如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0 时，位于坐标原点O 处的波源开始从 平衡位置沿y 轴向上做周期为0.5s、振幅为6cm 的简谐振动。 当平衡位置在x=10m 处的质点P 刚开始振动时，波源处的质点 刚好位于波峰。下列描述正确的是 A.波源O 在开始振动后1.75s 内通过的路程为0.84m B.该列简谐横波的最大波长为20m C.该列简谐横波的最大波速为40m/s D.若波长满足5m<λ<10m,则波速为40m/s 8. 如图甲所示，质量为0.2kg 的物体静止在水平地面上，从t=0 时刻开始物体受到竖直向上 的拉力F 作用，拉力F 随时间t 变化的情况如图乙所示，取重力加速度大小 、 g=10m/s²,. 则物体5s 末的速度大小为 A.0 B.7.5m/s C.37.5m/s D.47.5m/s 9. 如图所示，在空旷的广场上有一堵较高的墙MN，墙的一侧O 点有一个播放器，先后播 （北京）股份有限公司 放男中音和女高音歌唱家的作品，小枫同学站立在墙另一侧的B 点。下列说法正确的是 A.由于声波的衍射，该同学可能听得到女高音但听不见男中音 B.由于声波的衍射，该同学可能听得到男中音但听不见女高音 C.该同学沿OB 方向加速奔跑，会感觉听到的音调越来越高 D.该同学沿OB 方向加速奔跑，会感觉听到的音调越来越低 10. 如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在A、B 两点之间做简谐运动，取向右为正 方向，振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示。下列说法正确的是 A. t=0.2s 时,振子的位移为6cm B.0.3s 末和0.7s 末,振子的速度相同 C.在2s~2.4s 时间内，振子的速度和加速度方向始终相同 D.振子做简谐运动的表达式为x=15sin 5 πt 4 (cm) 11. 一列简谐横波在x轴上传播，甲图和乙图分别为x轴上a 、b质点的振动图像，a质点在b 质点左侧，且两质点平衡位置间的距离为9m。下列说法正确的是 A.该波可能由b 向a 传播 B.该波一定由a 向b 传播 C.该波最大波速为9m/s D.该波波长可能为4m 12. 如图所示，一轻质弹簧两端分别连着木块A 和B，均静止 于 光滑的水平面上。木块A 被水平飞行的初速度为v₀ 的子弹 射 （北京）股份有限公司 中并镶嵌在其中，已知子弹的质量为m，木块A 的质量为49m，木块B 的质量为50m， 下列说法正确的是 A.子弹击中木块A 后，与A 的共同速度大小为1 49 v0 B.子弹击中木块的过程中产生的热量为1 49 mv0 2 C.弹簧压缩到最短时木块A 的速度大小为 1 50 v0 D.木块B 在运动过程中的最大动能为1 100 mv0 2 二、非选择题：本题共5 小题，共50 分。 13. (6 分)“春华”学习小组用“碰撞实验器”通过实验验证动量守恒定律，他们第一次实验 使用的装置如图甲所示，实验中，a 是入射小球，b 是被碰小球，先将小球a 从斜槽上某 一固定位置由静止释放，小球a 从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕 迹，重复多次，描出小球a 的平均落点位置P，再把小球b 放在斜槽末端，让小球a 仍从 斜槽上同一位置由静止释放，与小球b 碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重 复多次，描出碰后小球a、b 的平均落点位置M、N 如图乙所示，O 点为轨道末端在水平 地面上的投影。 (1)关于本实验,下列说法正确的是 。 A.小球a 的质量必须小于小球b 的质量且两小球半径相同 B.斜槽越粗糙，实验误差就会越大 C.斜槽末端的切线必须水平 D.必须测量斜槽末端到水平地面的高度 （北京）股份有限公司 (2)实验中，小球碰撞前后的速度是不容易直接被测得的，同学们经过分析讨论，发现小 球做平抛运动的时间相同，因此可以用 间接地来代替小球碰撞前后时的速度。 (3)同学们用托盘天平测出了小球a 的质量记为m₁，小球b 的质量记为m₂，用毫米刻度 尺测得O、M、P、N 各点间的距离(图乙中已标出)，则验证两小球碰撞过程中动量守恒 的表达式为 。(用题中涉及的物理量符号表示) 14. (8 分)小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中： (1)以下做法正确的是 。 A.测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长 B.测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止， 然后求出完成一次全振动的时间 C.要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 D.单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10° (2)该同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则 摆球的直径为 cm 。 (3)另一位同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球 的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作 出l−T ²图像，如图乙所示。实验得到的l−T ²图像是 (填“a”、“b”或“c”),小球的直径是 cm 。 15. (10 分)一列沿x 轴传播的简谐横波在t=0 时刻的波形如图 （北京）股份有限公司 甲所示，M、N、P、Q 是介质中的四个质点，M 点位于平衡位置、P 点和Q 点分别位于 波谷和波峰，M、Q 两质点平衡位置之间的距离为18m，M 点的振动情况如图乙所示。 求： (1)该波的传播速度v； (2)从t=0 时刻开始，质点N 回到平衡位置所需的最短时间t₀。 16. (12 分)如图所示，S₁、S₂ 是同一种介质中相距10m 的两个振动情况完全一致的相干波源， 它们的振动方向垂直于△S₁S₂S 所在的平面，它们振动的周期为T=0.4s，在介质中形成的 机械波的波速为 v=5m/s。 已知∠S₁=∠S₂=53°,在S₂S 连线上有好几个振动加强的点(不含 S₂、S)，其中距S 最近的点为S₃(图中未画出)，距S₃ 最近的点为S₄(图中未画出)，取sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。 (1)判断S 是否为振动加强点； (2)求S₂、S₄ 两点间的距离。 17. (14 分)如图所示，质量M=0.4kg 的“L”形平板B 静置在光滑水平地面上，质量m=0.1 kg 的小物块A(可视为质点)处于平板B 上的O′点，O′点左侧粗糙，O′点右侧光滑且光滑部 分的长 d 度=2m。用不可伸长的轻绳将一小球悬挂在O'点正上方的O 点，轻绳处于水平 拉直状态，将小球由静止释放，下摆至最低点与 （北京）股份有限公司 小物块A 发生碰撞，碰后小球的速度方向与碰前方向相同并开始做简谐运动(摆角小于 5°)，A 以 v ₀=2.5 m/s 的速度沿平板滑动直至与B 右侧的挡板发生弹性碰撞。一段时间后 A 第一次返回到O 点的正下方时，小球恰好第二次自右向左经过O 点正下方并与A 再次 发生碰撞。已知A 与B 粗糙部分的动摩擦因数μ=0.125,]，取重力加速度大小g=10m/ s²,π²=10, 整个过程中A 始终在B 上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求： (1)A 与B 的挡板碰撞后瞬间，二者的速度大小v A与vB； (2)此过程中B 对A 的摩擦力的冲量大小I； (3)轻绳的长度x。 2022~2023 年度下学年创新发展联盟第一次联考 物理参考答案 1. D 2. A 3. B 4. B 5. C 6. D 7. A 8. B 9. BD 10. CD 11. ACD 12. BD 13. (1)C (2 分) (2)水平位移 (2 分，其他表述意思正确即可给分) ( 3)m₁ x₂=m₂( x₁+x₂+x₃) (2 分) 14. (1)C (2 分) (2)2.125 (2 分) (3)c (2 分) 1.2 (2 分) 15. 解：(1)设简谐横波的波长为λ，观察简谐横波在t=0 时刻的波形图，根据M、Q 两质点 平衡位置之间的距离可知4 3 λ=18m (1 分) 根据题图乙可知，简谐横波的周期 T=0.3s (1 分) 简谐横波的波速大小v= λ T (1 分) 解得v=80m/s。(1 分) （北京）股份有限公司 (2) 由题图乙可知，t=0 时刻质点M 沿y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正 方向传播，质点N 也沿y 轴正方向运动 (1 分) 质点做简谐运动的圆频率为ω=2π T (1 分) 设质点N 做简谐运动的振动方程 y 为=Asin(ωt −φ₀), 根据题意有 −5cm=Asin(−φ₀)(1 分) 质点N 回到平衡位置时y=Asin(ωt −φ₀)=0 (1 分) 解得 t0=2.5×10 −2s (或t0= 1 40 s (2 分) 16. 解：(1)根据几何关系可知 SS₁=SS₂=25 3 m (1 分) SS₁−SS₂=0 (1 分) 则S 点为振动加强点。(2 分) (2)机械波的波长λ=vT (2 分) 根据题意可知 S ₄ S₁−S ₄ S₂=2 λ (2 分) 根据几何关系可知 cos∠S1S2S4 =S1S2 2+S4 S2 2−S1S4 2 2S1S2×S4 S2 (2 分) 解得S ₄ S₂=4.2m。 (2 分) 17. 解：(1)设水平向右为正方向，因为A 与B 发生弹性碰撞，m 恒有 m v0=M vB−m v A (1 分) 1 2 mv0 2=1 2 mv A 2 + 1 2 MvB 2 (1 分) 解得 v A=1.5m/s (1 分) vB=1m/s (1 分) （北京）股份有限公司 (2)设A 与B 碰撞后经过时间t ₁回到O '点，根据匀速运动规律有( t1= d v A+vB (1 分) 之后A 在B 上做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，再经过时间t ₂回到O点的正下方， 根据牛顿第二定律有 μmg=ma (1 分) 根据匀变速直线运动规律有 vBt 1=v At2−1 2 at2 2(1 分) 此过程中B 对A 的摩擦力的冲量大小 I=μmgt ₂(1 分) 解得I=0.1 N ∙s (1 分) (3)设从小球与A 发生碰撞到A 与B 发生碰撞的时间为t₀，根据匀速运动规律有 t0= d v0 (1 分) 根据单摆的周期公式，结合题意有 T=2π ❑ √ x y (1 分) t0+t1+t2=¿ 3 2T (1 分) 解得x=0.64 m。(2 分) · （北京）股份有限公司