湖北省“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”2021-2022学年高二上学期期中联考物理试题

2021 年秋“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟” 高二期中联考 物理试题 一、选择题：本题共11 小题，每小题4 分，共44 分。在每小题给出的四个选项中，第1~7 题只有 一项符合题目要求，第8~11 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分， 有选错的得0 分。 1．如图所示，松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。 下列说法正确是 A．工作中，树干的振动频率等于采摘振动头的振动频率 B．采摘振动头振动频率越高，则落果的效果越好 C．采摘振动头振动频率越高，则树干的振动幅度越大 D．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小 2．一弹簧振子做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是 A．振子的振幅为8cm B．振子的运动轨迹为余弦曲线 C．在0.1s 末振子的速度方向沿x 轴正方向 D．在0.2s 末振子的加速度最大，速度为零 3．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，当滑动变阻器滑片向下移动时，下列说法正确的是 A．电流表示数变大 B．电压表示数变小 C．R2的功率一定变大 D．电源的输出功率一定变大 4．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开一定的角度，然后同时放开小 球和小车，不计一切摩擦，下列说法正确的是 A．小球的机械能守恒 B．小球不能向左摆到原高度 C．小车和小球组成的系统动量守恒 D．任意时刻小车和小球水平方向的动量都等大反向 5．如图所示，我国自行研制的第五代隐形战机“歼-20”以速度 水平向右匀速飞行，到达目的地 时，将质量为M 的导弹自由释放，导弹向后喷出质量为m、对地速率为 的气体，则喷气后导弹的速率为 A． B． C． D． 6．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车，现有一质量为2m 的光滑小球以 v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列 说法正确的是 A．小球离车后，对地将做自由落体运动 B．小球离车后，对地将向右做平抛运动 C．小球在弧形槽上上升的最大高度为 D．此过程中小球对车做的功为 7．今年夏天，湖北各地遭遇极端天气，很多地方降雨记录创有气象记录以来最大值，一般而言， 暴雨级别的雨滴落地时的速度约为9m/s。某次下暴雨时李明同学恰巧撑着半径为0.6 m 的雨伞 （假设伞面水平，雨水的平均密度为 ），由于下雨使李明增加的撑雨伞的力约为 A．0.45N B．4.5N C．45N D．450N 8．如图所示，在光滑水平地面上质量为2kg 的小球A 以3m/s 速度向右运动，与静止的质量为1kg 的小球B 发生正碰，碰后B 的速度大小可能为 A．1.5m/s B．2.5m/s C．3.5m/s D．4.5m/s 9．如图为一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中质点b 的起振时刻比质点a 超前了0.2 s，则 以下说法正确的是 A．这列波沿x 轴负方向传播 B．该时刻质点P 正沿y 轴正方向运动 C．这列波的频率为5 Hz D．这列波的波速为10 m/s 10．如图所示单摆在竖直平面内的A、C 之间做简谐运动，O 点为单摆的固定悬点，B 点 为运动中的最低位置，则下列说法正确的是 A．摆球在A 点和C 点处，速度为零，故细线拉力为零，但回复力不为零 B．摆球由A 点向B 点摆动过程中，细线拉力增大，但回复力减小 C．摆球在B 点处，重力势能最小，合力为零 D．摆球在B 点处，动能最大，细线拉力也最大 11．在倾角为 的光滑固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块A 和B，它们的质量分别为 m 和2m，弹簧的劲度系数为 ，C 为一固定挡板，开始未加电场，系统处于静止状态，A 带正 电，B 不带电，现加一沿斜面向上的匀强电场，物块A 沿斜面向上运动， 当B 刚离开C 时，A 的速度为v，之后两个物体运动中当A 的加速度为0 时，B 的加速度大小均为a，方向沿斜面向上，则下列说法正确的是 A．从加电场后到B 刚离开C 的过程中，挡板C 对物块B 的冲量为0 B．从加电场后到B 刚离开C 的过程中，A 发生的位移大小为 C．从加电场后到B 刚离开C 的过程中，物块A 的机械能和电势能之和先增大后减小 D．B 刚离开C 时，电场力对A 做功的瞬时功率为 二、非选择题:本题共5 小题，共56 分。 12．（6 分） 如图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用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2； 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 在斜面上的三个落点位置，从M、P、N 到B 点的距离分别为s1、s2、s3。依据上述实验步骤， 请回答下面问题： （1）两小球的质量m1、m2应满足m1___________m2（填写“>”“=”或“<”）； （2）小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中_______点，m2的落点是图中________点； （3）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式___________，就能说明两球碰撞前后动量 是守恒的。 13．（9 分） 某实验小组的同学欲测量一组废旧电池组的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．废旧电池组：电动势 约为 ，内阻约为 B．电压表 ：量程为 ，内阻 为 C．电流表 ：量程为 ，内阻 约为 D．滑动变阻器 ：最大阻值 E．电阻箱 ：阻值 F．开关S，导线若干 （1）由于电压表量程太小，实验小组利用电压表 和电阻箱改装了一个 的电压表（表 盘刻度未改），则电阻箱接入电路的阻值应为__________ ； （2）为了比较精确地测量电池组的电动势与内阻，请在虚线框内画出实验电路图，并标明所用 器材的代号； （3）该实验小组的同学利用设计的合理电路测出的数据绘出的 图线（ 为电压表 的示 数， 为电流表 的示数），则电源的电动势 __________ ，内阻 __________ （结果保留两位小数）。 14．（9 分） 一长为l 且不可伸长的绝缘细线，一端固定于O 点，另一端拴一质量为m、带电荷量为+q 的小球，处于水平方向的匀强电场中。开始时，将细线在水平位置拉直，小球静止在A 点，如 图所示。释放小球，小球由静止开始向下摆动，当小球摆到B 点时速度恰好为零，此时细线与 水平方向的夹角θ=60°，重力加速度为g， 求： （1）电场强度的大小； （2）小球摆动过程中的最大速度。 15．（14 分） 一列横波沿x 轴传播，在如图所示的轴上有M、N 两质点，两质点之间的距离为x=14m， 两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于7.5m 和11.5m 之间。求： （1）质点N 在0~5s 内通过的路程； （2）该波可能的波速。 16．（18 分） 如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物A、B 之间往返运动。小车最 左端放有一个小木块，初始小车紧挨障碍物A 静止。某时刻，一粒子弹以 的速度 射中木块并嵌入其中。小车向右运动到与障碍物B 相碰时，木块恰好运动到了小车的最右端， 且小车与木块恰好达到共速。小车和它上面的木块同时与障碍物B 相碰，碰后小车速度立即减 为零，而木块以碰撞之前的速率反弹。过一段时间，小车左端又与障碍物A 相碰，碰后小车速 度立即减为零，木块继续在小车上向左滑动，速度逐渐减为零而停在小车上。已知小车的质量 为m ，长度为L=2.7 米，小木块质量为 2 5 m ，子弹质量为 1 10 m ，子弹和小木块都可以看做质 点（g 取10 m/s2）。求： （1）小木块运动过程中的最大速度； （2）小木块与小车间的动摩擦因数； （3）小木块最终停止运动后，小木块在小车上的位置与小车右端的距离。 2021 年秋“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟” 高二期中联考 物理试题参考答案 一、选择题（共11 小题，44 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A D C D B C C BC AD BD BCD 二、非选择题（共5 小题，56 分） 12．(6 分) （1） > （2） M N （3） （前3 空每空1 分，最后一空3 分） 13． (9 分) （1）6 (2 分) （2） (3 分) （3） 5.00 6.67 (每空2 分) 14．(9 分) 答案：（1） （2） 解：（1）小球到达B 点时速度为零，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合 力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，小球的速度最大，令电场强度大小为E，受力分 析如图： ……2 分，解得： ……2 分 （2）令小球的最大速度为 ，小球由A 运动到C 的过程中，由动能定 理得： ……3 分 解得： ……2 分 15． (14 分) 答案：（1）2.5m （2）10m/s 或14m/s 解：（1）由振动图像可知波的周期为T=0.8s；振幅为A=0.1m 质点N 在0~5s 内完成的全振动的个数 ……2 分 一个全振动中质点的路程为4A，所以质点N 在这段时间内的路程为s=n×4A=2.5m……2 分 （2）由图像知在t=0 时刻，质点M 位于平衡位置正在向y 轴正方向运动，质点N 位于波谷位置， 若波向左传播，则有： （k=0，1，2，3……）……1 分，所以 由7.5m≤ ≤11.5m，解得：0.47≤k≤1.16，故k=1……1 分 此时： ……1 分，所以v= =10m/s……2 分 若波向右传播，则有：x=(k+ ）（k=0，1，2，3……）……1 分），所以 由7.5m≤ ≤11.5m，解得：0.97≤k≤1.61，故k=1……1 分 此时： ……1 分，所以 ……2 分 16．(18 分) 答案：（1）5.4m/s （2）0. 36 （2）0. 35 m 解：（1）小木块在小车上滑动时做减速运动，因此小木块的最大速度为子弹射入木块后的共 同速 度，设子弹和木块的共同速度为v1，向右为正方向，根据动量守恒定律有 1 10 mv0=( 1 10 m+ 2 5 m)v1……2 分，解得： ……2 分 （2）内嵌子弹的小木块与小车作用过程，系统动量守恒，设共同速度为v2，由动量守恒定律 得： ( 1 10 m+ 2 5 m)v1=( 1 10 m+ 2 5 m+m)v2……2 分，解得： 设小木块与小车之间的摩擦力为f ，动摩擦因数为 ，对三者组成的系统，由能量守恒得： ……2 分 解得： f = mv0 2 150 L ， ……2 分 （3）设内嵌子弹的小木块反弹后与小车达到相对静止状态时共同速度为v3，相对小车滑动的 距离为s1， 小车停后小木块做匀减速运动，相对小车滑行距离为s2， 小木块反弹后，对三者组成的系统，由动量守恒定律得： ( 1 10 m+ 2 5 m)v2=( 1 10 m+ 2 5 m+m)v3 ……2 分 由能量守恒得： fs1=1 2 ( 1 10 m+ 2 5 m)v2 2−1 2 ( 1 10 m+ 2 5 m+m)v3 2 ……2 分 小车停后，对内嵌子弹的小木块，由动能定理得： fs2=1 2 ( 1 10 m+ 2 5 m)v3 2 ……2 分 解得： s1=1 9 L ， s2= 1 54 L 内嵌子弹的小木块在小车上的位置与小车右端的距离： x=s1+s2= 7 54 L=0.35m ……2 分