云南省云南师范大学附属中学2021-2022年学高二下学期期中考试 物理试题

2021-2022 学年下学期期中考试 高二物理《选择性必修一》模块考试试卷 命题人：赵娱 审题人：王勇 说明：考试时间120 分钟，满分100 分。本试卷分第I 卷和第II 卷，第I 卷为选择题，第II 卷为非选择题；请将答案填到答题卡上，交卷时只交答题卡。 第I 卷（选择题 共40 分） 一、单选题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4 分，选错得0 分。共20 分） 1.一弹簧振子做简谐运动，相对于平衡位置下列说法中正确的是 A.若位移为负值，则速度一定为正值 B.振子通过平衡位置时，位移为0，回复力最大 C.振子每次经过平衡位置时，加速度为0 且速度一定相同 D.振子每次通过同一位置时，位移一定相同，速度不一定相同 2.如图所示，轻弹簧一端固定在墙上，另一端与木块B 相连，木块静止在光滑的水平桌面上，子弹A 以水平 速度v0射入木块后（子弹与木块作用时间极短）停在木块内。然后将轻弹簧压缩到最短，已知木块B 的质量 为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），则从子弹开始入射木块到弹簧 压缩至最短的整个过程中，下列说法正确的是 A.系统的动量不守恒，机械能守恒 B.系统的动量守恒，机械能不守恒 C.弹簧弹性势能的最大值为 D.系统损失的机械能为 3.质量为0.1kg 的物体静止在水平地面上，从t=0 时刻开始受到竖直向上的拉力F 作用，F 随时间t 变化的情 况如图所示，g 取10m/s2，则物体7s 末的速度为 甲 乙 A.60m/s B.120m/s C.30m/s D.50m/s 4.一列简谐横波，t=0 的波形如图甲所示，波上P、A 质点的平衡位置分别为5m、25m。A 质点的振动图象如 图乙所示，从t=0 时刻开始计时，下列说法正确的是 甲 乙 A.波沿x 轴负方向传播 B.再经过 ，P 质点的位移为 m； C.该波的波速大小为50m/s D.该波频率为0.125Hz 5.一列简谐横波沿x 轴传播，a、b 为x 轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=xb（xb>0）。已知质点a 的振 动规律如图所示，波速大小为v=1m/s。在t=0s 时刻质点b 的位移为0.05m，则下列判断正确的是 A.若波沿x 轴正向传播，则xb可能为0.5m B.若波沿x 轴负向传播，则xb可能为2.5m C.从t=0 时刻起2s 内，a 质点位移为2m D. t=0.5s 时，质点a 的位移为0.05m 二、多选题（每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的 得2 分，有选错的得0 分，共20 分） 6.一质点沿直线做简谐运动，其振动图象如图所示，下列说法正确的是 A.质点振动频率为4Hz B.1s~2s 内质点速度与加速度方向相同 C.在3s 末，质点速度为零，回复力最大 D.在t=1.5s 到t=3.5s 内，质点通过的路程为4cm 7.如图所示，质量为M 的小车静止在光滑的水平面上，小车AB 段是半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道，BC 段是长为L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B 点。一质量为m 的滑块在小车上从A 点由静止开始沿轨道滑 下，然后滑入BC 轨道，最后恰好停在C 点。已知小车质量M=2m，重力加速度为g。则滑块从A 运动到C 的 过程中，下列说法正确的是 A.滑块减少的机械能等于系统因摩擦产生的热量 B.小车相对地面的位移大小为 C.小车M 的最大速度为 D.小车M 的最大速度为 8.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x 轴正方向传播；虚线波沿 x 轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，下列说法正确的是 A.在相遇区域的质点会发生振动位移的叠加 B.实线波和虚线波的频率之比为2：3 C.平衡位置为x=6m 处的质点此时刻速度为零 D.平衡位置为x=8.5m 处的质点此刻位移y>20cm 9.图甲为一列简谐横波在t=0 时的波形图，P 是平衡位置在x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m 处的质 点；图乙为质点Q 的振动图象，下列说法正确的是 甲 乙 A.在t=0 时刻，质点P 的位移为 cm B.在t=0.15s 时，质点Q 位移为10cm C.从t=0 到t=0.15s，该波沿x 轴正方向传播了6m D.从t=0 到t=0.15s，质点P 通过的路程为30cm 10.如图所示，固定光滑直杆上套有一个质量为m，带电量为+q 的小球和两根原长均为L 的轻弹簧，两根轻弹 簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为2L 的A、B 两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为θ，两弹簧的劲度系数均为 ， 小球在距B 点 的P 点处于静止状态。将小球拉至距A 点 的Q 点由静止释放。小球可视为质点，运动 过程中电荷量不变，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.匀强电场的电场强度大小为 B.小球在Q 点的加速度大小为 C.运动过程中小球的最大动能为 D.小球运动到最低点时与B 点的距离为 第II 卷（非选择题 共60 分） 三.实验题（本题共3 小题，共16 分） 11.（6 分）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）当他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹紧摆线（可固定可松开），如图所示。 这样做的目的是 。 A.保证摆球在同一竖直平面内摆动 B.可使周期测量得更加准确 C.需要改变摆长时便于调节 D.保证摆动过程中摆长不变 （2）该同学测得一组摆长和周期，计算得到g 值比当地标准值偏小，其原因可能是 。 A.将摆线长当成了摆长 B.摆动的振幅过小 C.小球密度较大 D.摆动次数多记了一次 （3）该同学按正确的操作测量摆长，并且改变摆长测得多组l 和对应的周期T，以l 为纵坐标，T2为横坐标， 画出l—T2图线为一条倾斜直线，其斜率为k，则计算当地重力加速度的表达式为g= 。 12.（4 分）某实验小组设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验，如图甲所示，长木板下垫着 小木片以平衡两车的摩擦力；推动小车P 使其获得一速度后做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车 Q 相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动；在小车P 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz。 甲 乙 （1）某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A 为运动的起点，则应选 段来计算小车P 碰撞前 的速度，应选 段来计算小车P 和Q 碰后的共同速度（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）； （2）测得小车P 的质量m1=0.3kg，小车Q 的质量m2=0.2kg，则碰前两小车的总动量大小为 kg•m/s，碰后 两小车的总动量大小为 kg•m/s（计算结果保留三位有效数字）。 13.（6 分）图示为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤 进行实验： （1）用天平测出入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2；实验应满足m1 m2（选填“>”、“=”或 “<”）； （2）安装实验装置，将斜槽AB 固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC 连接在斜槽末端； （3）先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A 处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P； （4）将小球m2放在斜槽末端B 处，仍让小球m1从斜槽顶端A 处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球 m1、m2在斜面上的落点位置； （5）用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B 的距离.图中M、P、N 点是实验过程中记下的小球在斜面的 三个落点位置，测得M、P、N 到B 点的直线距离分别为SM、SP、SN （6）用实验中测得的数据来表示，误差范围内只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞前后动量是守 恒的； （7）若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞，用实验中测得的数据来表示，误差范围内只要满足关系式 ，就能说明两球碰撞是弹性碰撞。 四。计算题（本题共5 小题，共44 分）。 14.（8 分）一质量为m=0.2kg 的小球从距地面高h1=1.8m 处自由落下，落地后第一次反弹的高度为 h2=1.25m，测得小球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t=1.2s，不计空气阻力，取g=10m/s2。求： （1）小球与地面的作用时间； （2）第一次碰撞地面的过程中，地面对小球的平均作用力的大小。 15.（8 分）一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0 时刻波形如图所示，图中质点A 在t=10s 时刻第三次出现在 波峰。 （1）求该波的波速； （2）写出质点B 的振动方程并求出t=0 时刻以后质点B 出现在波峰的时刻。 16.（9 分）如图所示，质量为m=0.3kg 的小物块B（可视为质点）放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m 的木板 A 的最左端，A 和B 一起以v0=lm/s 的速度在光滑水平面上向右运动，一段时间后A 与右侧一竖直固定挡板P 发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略，碰后A 等速率反弹。A 与B 间的动摩擦因数μ=0.1，取重力加速度 g=10m/s2，求： （1）A 与P 第1 次碰撞结束到第二次碰前A、B 之间的相对位移； （2）A 与P 第1 次碰撞到第2 次碰撞的时间间隔。 17.（9 分）如图所示，足够高的光滑弧形轨道AB 固定在竖直平面内，与光滑水平平台相切于B 点，另一个 半径为R 的半圆弧位于竖直平面内，其圆心恰为平台的右端点O，质量为m 的小物块甲静止在O 点。将质量 也为m 的小物块乙从轨道AB 上的某点由静止释放，物块乙滑到平台右端与物块甲碰撞后粘在一起后从O 点 水平抛出。两物块均可视为质点。 （1）若两物块在半圆弧上的落点与O 点的连线与水平方向的夹角为α，求碰后瞬间两物块的速度大小； （2）若要使两物块刚要落到半圆弧上瞬间动能最小，释放乙的初始位置到平台的竖直高度h 应为多大？ 18.（10 分）如图所示，质量为2m 的物块c 静止在倾角均为α=30°的等腰斜面上的E 点，物块a 和质量为m 的物块b 通过一根不可伸长的均质轻绳相连，轻绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松弛状态，控制物块a 使其 静止在D 点，让物块b 从斜面顶端O 由静止开始下滑，刚下滑到E 点瞬间释放物块a，细绳正好伸直且瞬间 张紧绷断，之后b 与c 立即发生完全弹性碰撞，碰后a、b 都经过t=1s 的时间同时分别到达斜面底端A 和B.已 知A、D 两点间的距离为xAD=1.5m，O、E 两点的距离为xOE=1.6m，E、B 两点的距离为xEB=0.4m。斜面上除 EB 段外其余都是光滑的，物块b、c 与EB 段间的动摩擦因数均为 ，空气阻力及摩擦不计，细绳张紧时 与斜面平行，取g=10m/s2，物块a、b、c 均可视为质点。 （1）绳子刚要伸直时物块b 的速度大小； （2）物块a 的质量。