天津市第一中学2018_2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）.docx

天津市第一中学2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、单项选择1.弹簧振子做简谐运动，振子运动范围为0.8cm，周期为0.5s，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是（ ）A. x = 8 10-3 sin(4pt + )( m )B. x = 4 10-3 sin(4pt - )( m )C. x = 8 10-3 sin(2pt + )( m )D. x = 4 10-3 sin(2pt - )( m )【答案】B【解析】【详解】振子振动范围0.8cm，所以，振幅，周期为0.5s，所以，而初始时刻具有正向最大加速度，即在波谷位置，综上可得：x = 4 10-3 sin(4pt -)( m )，B正确ACD错误2.如图所示为某弹簧振子在 0 到 5 s 内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）A. 振动周期为 5 s，振幅为 8 cmB. 第 2 s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C. 第 3 s 内振子的加速度逐渐增大D. 从第 3 s 末到第 4 s 末振子做减速运动【答案】D【解析】【详解】A.根据图像可知，振动周期为4s，振幅为8cm，A错误B.第2秒末，振子到达波谷处，速度为零，加速度最大，回复力指向正向，所以加速度为正向最大，B错误C.第3秒内，即2到3这一秒，振子在向平衡位置移动，回复力减小，加速度减小，C错误D.从第 3 s 末到第 4 s 末振子从平衡位置向波峰移动，速度越来越小，D正确3.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有 5 个单摆，其中 b 摆球质量最大，其余 4 个摆球质量相等，摆长关系为 LcLb=LdLaLe，现将 b 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是（ ） A. 4 个单摆的周期 TcTdTaTeB. 4 个单摆的频率 fa=fc=fd=feC. 4 个单摆的振幅 Aa=Ac=Ad=AeD. 4 个单摆中 c 摆振幅最大【答案】B【解析】【详解】AB. b 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，使得其他4个单摆都做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以4个单摆频率相同，周期也一样，所以A错误B正确CD.当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即达到共振。根据知，d摆长与b摆长相等，则驱动力的周期等于d摆的固有周期，发生共振，所以d摆振幅最大，CD错误4.一质点以坐标原点 O 为中心在 y 轴方向上做简谐运动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生的简谐波沿 x 轴正方向传播，波速 v=1m/s，t=0s 时该质点开始振动，经过 2s 后该质点停止振动，规定竖直向上为正方向，再经过 1s 后的波形图是图乙中的（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】波的传播速度为v=1m/s，经过 2s 后该质点停止振动再经过 1s 后，原点的振动向前传播，t=2s时，质点过平衡位置向下振动，所以1m处质点过平衡位置向下振动，且2s 后质点停止振动，则不再有振动产生，所以ABD错误，C正确5.物体 A 和 B 用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图（a）所示，A 的质量为 m，B 的质量为 M，当连接 A、B 的绳突然断开后，物体 A 上升经某一位置时的速度大小为 v，这时物体 B 的下落速度大小为 u，如图（b）所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体 A 的冲量为（ ）A. mvB. muC. mvMuD. mvmu【答案】D【解析】【详解】从初态到末态A、B组成的系统动量守恒，取向上为正方向：，对B由动量定理得：，对A由动量定理得，设弹簧冲量为I：，联立解得：，ABC错误，D正确6.A、B两船的质量均为m，都静止在平静的湖面上，现A船上质量为m的人，以对地水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船，经n次跳跃后，人停在B船上，不计水的阻力，则A. A、B两船速度大小之比为2：3B. A、B（包括人）两船动量大小之比为1：1C. A、B（包括人）两船动能之比3：2D. A、B（包括人）两船动能之比为1：1【答案】BC【解析】以人与两船组成的系统为研究对象，人在跳跃过程中总动量守恒，所以A、B两船（包括人）的动量大小之比总是1：1，故B正确；最终人在B船上，以系统为研究对象，在整个过程中，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故A错误；A的动能为：，B的动能为：，则，故C正确，D错误。所以BC正确，AD错误。7.一颗子弹沿水平方向射向一个木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行，这两次相比较（ ）A. 第一次子弹的动量变化较小B. 第二次子弹的动量变化较小C. 两次子弹的动量变化相等D. 无法比较两次子弹的动量变化大小【答案】A【解析】【详解】因为第一次木块固定，所以子弹减少的能量全转化成内能，而第二次木块不固定，根据动量守恒，子弹射穿后，木块具有动能，所以子弹减少的能量转化成内能和木块的动能，因为产热：，两次产热相同，所以第二次子弹剩余动能更小，速度更小，而动量变化量等于，所以第一次速度变化小，动量变化小，BCD错误A正确8.如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t0 时，小物块以速度 v0 滑到长木板上，小物块在到达木板右端前与木板相对静止，图（b）为物块与木板运动的 vt 图像，图中t1、v0、v1 已知，重力加速度大小为 g，由此可求得（ ）A. 木板的长度B. 物块的质量C. 物块与木板之间的动摩擦因数D. 从 t0 开始到 t1 时刻，木板获得的动能【答案】C【解析】【详解】A.根据vt 图像,可求出物块相对木板的位移,但不知最后所停具体位置,所以木板的长度求不出来,A错误B.根据系统动量守恒设物块质量m，木板质量M：，可求得两物体质量之比，求不出具体数值，B错误C.根据图像可知，小物块的减速加速度为已知，根据牛顿第二定律可联立求得：，C正确D.木板获得动能，因为木板质量未知，所以动能无法计算，D错误二、多项选择 9.一个质点在平衡位置 O 点附近做简谐运动，若从 O 点开始计时，经过 3s 质点第一次 经过 M 点，再继续运动，又经过 2s 它第二次经过 M 点；则该质点第三次经过 M 点再需 要的时间是（ ）A. B. 4sC. 8sD. 14s【答案】AD【解析】【详解】若振子开始向左振动，如图所示，根据题意可以求得：，解得，所以第三次经过M点：若振子开始向右运动：根据题意得：，周期，所以第三次经过M点：，所以BC错误AD正确10.物体 A 置于物体 B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B 相连，在弹性限度范围内，A 和 B 一起在光滑水平面上做简谐运动（不计空气阻力），则下列说法正确的是（ ）A. 作用在 A 上静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比B. 一段时间 Dt 内，B 对 A 的摩擦力对 A 的冲量与 A 对 B 的摩擦力对 B 的冲量相等C. 一段时间 Dt 内，B 对 A 的摩擦力对 A 做功与 A 对B 的摩擦力对 B 做功的代数和为零D. 一段时间 Dt 内，B 对 A 的摩擦力对 A 做功为零，则 Dt 一定为周期的整数倍【答案】AC【解析】【详解】A.对AB整体根据牛顿第二定律得：，隔离A得：，所以摩擦力与弹簧形变量成正比，A正确B.B 对 A 的摩擦力与 A 对 B 的摩擦力是相互作用力，一定大小相等，方向相反，根据冲量，所以B 对 A 的摩擦力对 A 的冲量与 A 对 B 的摩擦力对 B 的冲量大小相等，方向相反，B错误C.因为B 对 A 的摩擦力与 A 对 B 的摩擦力是相互作用力，而AB的位移方向相同，所以作用力做正功，反作用力一定做负功，且功的值相等，所以B 对 A 的摩擦力对 A 做功与 A 对B 的摩擦力对 B 做功的代数和为零，C正确D.通过对称的任意两点，A的速度大小相同，根据动能定理得：，所以B 对 A 的摩擦力对 A 做功为零，Dt 不一定为周期的整数倍，D错误11.下列说法正确的是（ ）A. 对于波长一定的波，孔越大越容易通过，衍射现象越明显B. 蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置C. 两个完全相同的波源形成稳定的干涉，某点到两波源距离之差为波长的奇数倍，该点 为振动减弱点D. 向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的 频率变化就能知道血流速度，是利用了多普勒效应【答案】BD【解析】【详解】A.对于波长一定的波，孔越大越容易通过，但因为孔的直径大于波长，所以孔越大衍射现象越不明显，A错误B.蝙蝠就是利用超声波捕获昆虫的，所以蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置，B正确C.两个完全相同的波源形成稳定的干涉，到两波源距离之差为波长的整数倍的点都是加强点，C错误D.向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的 频率变化就能知道血流速度，就是“彩超”，利用的是多普勒效应，D正确12.在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则A. 此后再经6 s该波传播到x=24 m处B. M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C. 波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D. 此后M点第一次到达y=3 m处所需时间是2 s【答案】AB【解析】试题分析：波的周期T=4 s，波长=8 m，波速，则再经过6 s，波传播的距离为x=vt=12 m，故该波传到x=24 m处，选项A正确；M点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了0.75T，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到x=12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项C错误；因为=sin 45，故M点第一次到达y=3 m位置时，振动的时间小于=1 s，选项D错误。【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移；能根据波形图及波的传播方向判断质点的振动方向。【此处有视频，请去附件查看】13.一列简谐横波沿 x 轴传播，图（a）为 t1 s 时的波形图像，N、P、Q 为介质中 x1m、x2 m 和 x3 m 处的三个质点，图（b）为某质点的振动图像，由图像可知，下 列说法中正确的是（ ）A. 该简谐横波一定沿 x 轴正方向传播， 速度大小为 1 m/sB. 图（b）不可能是质点 P 的振动图像C. t2 s 时刻，质点 P 的速度一定最 大，且一定沿 y 轴负方向D. t3 s 时刻，质点 Q 的速度一定最大，且一定沿 y 轴负方向【答案】BC【解析】【详解】A.根据振动图像可以确定，t1 s 时质点经平衡位置向y轴正方向振动，若b图是N点的振动图像，则根据平移法可判断，波向x轴负向传播，A错误B.因为图b显示t1 s 时质点经平衡位置向y轴正方向振动，而P点此时正在波峰位置，所以图（b）不可能是质点 P 的振动图像，B正确C.根据图b，可以求出质点振动周期，t1 s 时P处于波峰， t2 s 时刻，过，P一定过平衡位置速度最大，向y轴负向运动，C正确D.若波向x轴负向传播， t3 s 时刻，即再过，则Q到平衡位置向y轴正向运动，D错误14.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q 是传播方向上相距 10 m 的两质点，波先传到 P，当波传到 Q 开始计时，P、Q 两质点的振动图像如图所 示（实线为 Q 的振动图像），则（ ）A. 质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向B. 该波从 P 传到 Q 的时间可能为 7 sC. 该波的传播速度可能为 1 m/sD. 该波的波长可能为 1.5 m【答案】ACD【解析】【详解】A.因为所有点都重复振源的振动，此时Q刚开始振动，根据Q可以判断振源开始振动方向向上，即P开始振动方向沿y轴正方向向上，A正确B.根据振动图像可以求得：，而从P传到Q经历4s，B错误CD.从P传到Q经历，所以，波长，所以当n=6，波长是1.5m；波速，当n=1时，波速是1m/s，CD正确三、填空与实验15.总质量为 M 的列车以速度 v 在平直轨道上匀速行驶，行驶中各车厢受阻力均为车重 的 K 倍，某时刻列车后面质量为 m 的车厢脱钩而机车牵引力未变，当脱钩的车厢刚停下 时，前面列车的速度是_【答案】【解析】【详解】因为开始匀速行驶，系统合力为零，动量守恒，根据动量守恒得：，解得：16.质量 m0.6 kg 的篮球从距地板 H0.8 m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度 h0.45 m，从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t1.1 s，忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2，则篮球对地板的平均撞击力大小_N【答案】16.5N【解析】【详解】取向上为正方向：下落碰地板前的速度：，反弹的速度：，撞击瞬间，设碰撞时间，地板对篮球的支持力为F，有：根据动量定理：，解得：17.在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）由公式求得的 g 值偏小，可能是由于_A测量摆长时，只测量了摆线长度B悬点固定不牢，摆动中摆线被拉长了 C测量周期时，将 N 次全振动误记为 N+1 次全振动 D选择了质量大体积小的摆球（2）下列摆动图像真实地描述了对摆长约为 1m 的单摆进行周期测量的四种操作过程， 图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C 均为 30 次全振动图象，已知 sin5=0.087， sin15=0.026，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_（填字母代号）（3）某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心 在球心的正下方。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长 L，通过改变摆 线的长度，测得 6 组 L 和对应的周期 T，画出 LT2 图线，然后在图 线，然后选取 A、B 两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方 法，则计算重力加速度的表达式应为 g_。请你判断该同 学得到的实验结果不摆球重心就在球心处的情况相比，将_。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）【答案】 (1). （1）AB； (2). （2）A； (3). （3） (4). 相同【解析】【详解】（1）A.根据公式：若测量摆长时，只测量了摆线长度，测得摆线比实际小，则测量的g值偏小，A正确B.摆动中摆线被拉长了，导致实际摆线比测量摆线长，即测量摆线短，根据公式，可知，测量g值偏小，B正确C.测量周期时，将 N 次全振动误记为 N+1 次全振动，使得测量时间偏小，根据公式可知，测量g值偏大，C错误D.实验中为了减小阻力带来的误差，选择质量大体积小的摆球，所以选择了质量大体积小的摆球，测量g值不会偏小，D错误（2）摆角小于5，我们认为小球做单摆运动，摆长约为 1m 的单摆，可以计算得出振幅：，而在测量时间时，为了减小误差，从平衡位置开始计时，所以BCD错误A正确（3）根据单摆周期公式：，得：，则图像斜率，所以；由图象可知L与T2成正比，由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值，用图线法求得的重力加速度准确，该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将相同。18.如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置：（1）关于实验叙述正确的是_ A入射球 A 每次必须从同一高度静止下滑B轨道有摩擦，对实验有影响，必须选择光滑轨道 C入射球 A 的质量一定大于被碰球 B 的质量 D入射球 A 的半径一定大于被碰球 B 的半径（2）用半径相同的两小球 A、B 的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意如图，斜槽与水平槽圆滑连接。实验时先不放 B 球，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。再把 B 球置于水平槽前端边缘处静止，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。记录纸上的 O 点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到 O 点的距离：OM=2.68 cm , OP = 8.62 cm , ON= 11.50 cm，并已知 A、B 两球的质量比为 2 : 1，则未放 B 球时 A 球落地点是记录纸上的_点；验证碰撞前后动量守恒的表达式为_（距离用字母表示），系统碰撞前总动量 P ，撞后总动量 P的百分误差=_% （结果保留一位有效数字）。【答案】 (1). （1）AC； (2). （2）P 点、 (3). 2OP=2OM+ON、 (4). 2%【解析】【详解】（1）A.为了保证每次入射球到轨道末端速度相同，入射球 A 每次必须从同一高度静止下滑，A正确B.只要保证入射球 A 每次必须从同一高度静止下滑，无论轨道是否有摩擦都能保证到达轨道末端的速度相同，因此轨道有摩擦，对实验无影响，B错误C.为了保证碰后入射球不反弹，所以入射球 A 的质量一定大于被碰球 B 的质量，C正确D.实验中为了减小误差，尽量保证对心碰，所以两球半径应相同，D错误（2）因为入射球质量大于被碰球质量，所以未放 B 球时 A 球落地点是记录纸上的P点；根据平抛规律，设抛出速度为v：，解得，根据动量守恒定律得：，根据题意联立解得：；百分误差四、计算题19.一列简谐横波的波形如图所示，实线表示 t10 时 刻的波形图，虚线表示 t20.05 s 时刻的波形图，求：（1）该简谐横波的振幅不波长各为多少？（2）若 2Tt2t1T，波速可能为多大？（T 为周 期）【答案】（1）振幅 A=5cm；波长 8m；（2）若向 x 轴正方向（向右）传播，波速 200m/s 若向 x 轴负方向（向左）传播，波速 280m/s【解析】【详解】（1）根据振动图像可以求出：振幅 A=5cm；波长为（2）若波向正向传播，从 t10到t20.05 s，传播了2m，即，所以，解得周期：，因2Tt2t1T，所以：，波速：；若波向负向传播，从 t10到t20.05 s，传播了6m，即，所以，解得周期：，因为2Tt2t1T，所以：，波速：；20.光滑圆弧槽（半径为 R 的四分之一圆）质量为 M，静止于光滑水平地面上，质量为m 的小球（可以视为质点），静止在光滑圆弧槽的最高点由静止释放 沿光滑圆弧槽下滑，当小球刚滑到水平地面时，求（1）小球的速度大 小；（2）光滑圆弧槽后退的距离（R 与重力加速度 g 为已知）【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）系统水平方向不受外力，所以水平方向动量守恒，取向右为正方向，设小球到水平面速度为，此时圆弧槽的速度为，根据动量守恒：，根据能量守恒：，联立解得：（2）根据动量守恒，运动时间相同即：且根据几何关系：，解得：21.光滑的水平面上，用轻质弹簧相连的质量均为 2kg 的 A、B 两物块以 6m/s 的共同速度向右运动，弹簧处于原长，质量为 1kg 的物体 C 静止在前方， 如图所示，B 与 C 发生弹性碰撞，求：（1）碰后物体 C 的速度大 小；（2）在以后的运动中，弹簧的最大弹性势能为多少？【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）B、C碰撞瞬间，系统动量守恒：，发生的是弹性碰撞：，联立解得：，（2）在以后的运动中，当A、B的速度相等时，弹簧压缩最短，