2023-2024年江苏省徐州市高二上学期期中考试物理（选修）试题（解析版）

2023~2024学年度第一学期期中考试高二物理试题考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共6页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。2.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。5.如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等需加黑加粗。一、单项选择题：共11题，每题４分，共44分．每题只有一个选项最符合题意.1.如图所示，飞机在平直跑道上启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，在启动阶段，飞机的动量（）A.与它的位移成正比B.与它的速度成正比C.与它的动能成正比D.与它所经历的时间的二次方成正比【答案】B【解析】【详解】根据又，，可知，，故选B。2.如图所示，一木块置于水平桌面上，木块与桌面之间有一纸条，第一次将纸条以速度v1从木块下方抽出，木块落到地面上的P点，第二次将纸条以速度v2（v2>v1）从木块下方抽出，若木块仍落到地面，则落地点（）A.仍在P点B.在P点右侧不远处C.在P点左侧D.无法确定【答案】C【解析】【详解】将纸条快速从木块下方抽出时，纸条对木块作用时间减少，而纸条对木块的摩擦力不变，由可知纸条对木块的冲量减小，由可知木块获得的动量较小，故木块平抛的速度减小，而平抛的高度不变，则平抛的时间不变，所以平抛的水平射程减小，故木块的落点在P点的左侧。故选C。3.近年来，我国的航天事业取得巨大成就。关于火箭下列说法正确的是（）A.火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭反作用力的结果B.为了提高火箭的速度，实际上可以不断的增加火箭的级数C.火箭喷出燃气速度越大，火箭本身质量与喷出物质质量之比越大，火箭获得速度越大D.火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能【答案】D【解析】【详解】A．火箭点火，加速上升离开地面过程中，并不是地面对其的反作用，而是气体对其的作用力使其加速上升，故A错误。B．火箭的级数不可以无限增加，因为增加级数会增大火箭质量，故B错误；C．设喷出物质质量为m，v1为燃气速度，火箭本身质量为M，v2为火箭速度，规定向下为正方向，根据动量守恒有mv1=Mv2则有火箭喷出燃气速度v1越大，火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越小，火箭获得速度越大，故C错误；D．根据能量守恒可知火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能，故D正确。故选D。4.小明同学利用如图所示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验。已知图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。则以下步骤不需要的是（）A.测量小球m1开始释放高度hB.用天平测量两个小球的质量m1、m2C.测量平抛射程OM，OP，OND.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N【答案】A【解析】【详解】设入射小球碰撞前瞬间的速度大小为，碰撞后瞬间入射小球的速度大小为，被碰小球的速度大小为，根据动量守恒可得由于小球做平抛运动下落的高度相同，则小球在空中运动的时间相同，则有可得可知需要用天平测量两个小球的质量、，需要分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N，需要测量平抛射程OM，OP，ON；每次只需要使小球从同一位置静止释放，不需要测量小球开始释放高度。故选A。5.如图所示，O为弹簧振子的平衡位置，时刻把小球向右拉到C点静止释放。以水平向右为正方向，下列描述小球相对O点的位移x、小球的速度v随时间t变化的关系图像，小球的加速度a、所受回复力F随位移x变化的关系图像中，正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．向右为正方向，时刻，小球在右方最大位移处，位移是正向最大，A错误；B．由可知振子的加速度随位移变化的图像为斜向下的直线，B正确；C．小球运动过程中，合力可知振子的回复力随位移变化的图像为斜向下的直线，C错误；D．小球运动过程中加速度大小不是恒定的，不会做匀变速运动，D错误。故选B。6.为了交通安全，常在公路上设置如图甲所示的减速带，减速带的间距为4m。当一辆汽车以7.2km/h的速度行驶在减速带上时，车内如图乙所示的弹簧装饰振动得最厉害，则弹簧装饰的固有频率为（）A.0.2Hz B.0.3Hz C.0.4Hz D.0.5Hz【答案】D【解析】【详解】由于根据速度公式有根据可得故选D7.手持较长软绳端点以周期在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点，且、的平衡位置间距为。时，位于最高点，的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（）A.该简谐波是纵波B.该简谐波传播方向与点振动方向在同一直线上C.时，在平衡位置下方D.时，的速度方向竖直向下【答案】D【解析】【详解】AB．绳波中质点振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，而纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故AB错误；CD．因时，的位移恰好为零，速度方向竖直向上，0~内P由平衡位置振动到波峰，~内P由波峰回动到平衡位置，可知时P在平衡位置上方向上振动，时P在平衡位置上方向下振动，故C错误，D正确。故选D。8.晓宇在实验室利用发波水槽演示了波的衍射现象，调整缝的宽度为PQ=5cm，M、N为挡板后放置的两个浮球，实验时发现两浮球始终静止不动。则下列说法正确的是（）A.将缝的宽度略微调大，则两浮球可能上下浮动B.将缝的宽度适当调小，则两浮球可能上下浮动C.增大振源的频率，两浮球可能上下浮动D.无论如何调节振源的频率，两浮球始终静止【答案】B【解析】【详解】AB．当缝的宽度为PQ=5cm时，两浮球始终静止不动，可知此时波的衍射现象不明显，即波的波长远小于此时缝宽，若将缝的宽度略微调大，波长仍远小于此时缝宽，同样不会有明显的衍射现象，即两浮球仍会静止不动；若将缝的宽度适当调小，当波长和缝宽接近或者大于缝宽时可发生明显的衍射现象，即此时两浮球可以上下浮动，A错误，B正确；CD．根据公式可知，由于波在介质中的传播速度不变，故当增大振源的频率时波长变短，根据前面分析可知波长仍远小于缝宽，不会有明显的衍射现象，两浮球不可能上下浮动；当减小振源的频率时，波长变大，当波长和缝宽接近或者大于缝宽时可发生明显的衍射现象，此时两浮球会上下浮动，CD错误。故选B。9.固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是（）A.振动片正在向图中M一侧移动B.图中振动片左侧的水波传播速度更快C.图中振动片右侧接收到的水波频率更高D.相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，波源右侧的波纹较密集，则说明振动片正在向图中N一侧移动。故A错误；B．波的传播速度取决于介质，所以图中振动片两侧的水波传播速度一样快。故B错误；C．图中振动片右侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片右侧接收到的水波频率更高。故C正确；D．波源向右移动，则波传播到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少。故D错误。故选C。10.如图甲所示，在同一均匀介质中有两个振动完全相同的波源、，两波源相距24cm，M、N为介质中两波源连线的中垂线上的两个质点。已知波速为0.25m/s，两波源同时开始振动，从波源振动开始计时，M点的振动图像如图乙所示。当N点开始振动后，在某一时刻在中垂线上M、N是相邻的波峰，则（）A.M、N间的距离为5cmB.M、N间的距离为7cmC.M、N连线的中点振动减弱D.M、N处于波峰时，两点连线的中点处于波谷【答案】B【解析】【详解】AB．由乙图可知，波的周期为T=0.2s所以两个波源产生的波的波长为因经0.6s波从波源传到M，所以到M的距离为M、N是相邻的波峰，所以它们到波源（或）的路程差为5cm，到N的距离为则又由几何关系可知，M到两波源连线中点的距离为9cmN到两波源连线中点的距离为所以M、N间的距离为7cm，选项A错误，B正确；C．两波源连线中垂线的到两波源和路程差都为0，所以都是振动加强的点，选项C错误；D．M、N两点连线的中点到波源连线中点的距离为12.5cm，到波源的距离为而波谷到的距离应为17.5cm，所以M、N两点连线的中点不是波谷，选项D错误。故选B。11.1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子（即中子）组成的。如图所示，中子以速度分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为和。设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A.碰撞后氮核的动量比氢核的小 B.碰撞后氮核的动能比氢核的大C.大于 D.小于【答案】D【解析】【详解】设中子的质量为，氢核的质量为，氮核的质量为。设中子与氢核碰撞后中子的速度为，则有联立解得设中子与氮核碰撞后中子的速度为，则有联立解得综上有碰撞后，氢核的动量为氮核的动量为可知；碰撞后，氢核的动能为氮核的动能为可知故ABC错误、D正确。故选D。二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.12.疫情期间“停课不停学”，小明同学在学完单摆知识后，在家中利用手机等现有器材自主开展探究本地重力加速度的实验，实验装置图如图所示：（1）下列最适合用作实验的物体是______；A．乒乓球B.小塑料球C.实心小铁球（2）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上，则悬挂方式应采用______；（3）手机2用于计时（计时格式为：分∶秒∶毫秒），手机1用于录像。经过正确实验操作，完成录像，然后从视频中截取小球摆线第1次与竖线重合和第21次与竖线重合时的图片，则该单摆的周期为T=______s；（计算结果取一位有效数字）（4）因为家中无游标卡尺，无法测量小球的直径d，实验中将摆线长作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2－l图像，如图所示：①实验得到的T2－l图像是______（选填：“a”、“b”或“c”）；②实验测得当地重力加速度g=______m/s2（计算结果取三位有效数字）。【答案】①C②.C③.1④.a⑤.9.87【解析】【详解】（1）[1]为了减小实验中空气阻力的影响，应该选密度大、体积小的实心小铁球做实验，故选C。（2）[2]如果采用AB两种方式固定单摆，在单摆摆动过程中，单摆的悬点不固定，摆长会发生改变；图C所示方式单摆的悬点固定，单摆摆动过程中摆长不变，故选C。（3）[3]单摆的周期为（4）[4]由得则图象为a。[5]由则13.有一个小球的质量为0.4kg的弹簧振子。让其在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为30cm，振子在3s内完成了12次全振动。求：（1）振子的振幅和周期；（2）若以弹簧振子运动到C点时刻为计时零点，水平向右为正方向，写出弹簧振子的振动方程。【答案】（1）15cm，0.25s；（2）【解析】【详解】（1）振子的振幅周期（2）振子的圆频率以弹簧振子运动到C点时刻为计时零点，初始时刻处于最大位移处，弹簧振子的振动方程为14.某建筑工地上的打夯机将质量为的钢制重锤升高到的高处后使其自由下落，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的过程历时，取。求：（1）重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量I；（2）重锤对地面的平均冲击力大小。【答案】（1），方向竖直向下；（2）【解析】【详解】（1）由题目可知，重锤冲击地面的过程中所受重力的冲量有解得方向竖直向下；（2）设重锤落至地面时速度为v，重锤下落过程有设地面对重锤的平均作用力为F，重锤在与地面相互作用过程，以竖直向下为正方向，对重锤由动量定理有联立解得由牛顿第三定律，重锤对地面的平均冲击力大小为15.如图甲所示，a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距为。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。求：（1）当该波在该介质中传播的速度为时，该波的波长；（2）经过时间内a质点运动的路程s；（3）若该波的波长大于，可能的波速v。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据振动图像可得周期为，根据波速公式有代入数据，解得（2）由题意，可知所以质点a运动的路程为（3）如果波向右传播，则有而由于，可得所以代入公式，可得如果波向左传播，则有而由于，可得当时，有，代入公式，可得当时，有，代入公式，可得16.如图，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，开始时A、C静止，滑块B以初速度从长板A左端滑上长板，经过一段时间，A、B一起以=5m/s的速度匀速向右运动，之后再与C发生碰撞（时间极短），经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，滑块B也恰好滑到长板A的右端。三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg，长板A长为10m。求：（1）初速度的大小；（