2023-2024学年黑龙江省大庆二中高二(下)期末物理试卷

2023-2024学年黑龙江省大庆二中高二（下）期末物理试卷一、单选题1．下列关于机械波的说法正确的是（）A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B．各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移 C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多2．如图所示，小球A的质量为mA＝5kg，动量大小为pA＝4kg•m/s，小球A水平向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA′＝1kg•m/s，方向水平向右，则（）A．碰后小球B的动量大小为pB＝4kg•m/s B．碰后小球B的动量大小为pB＝5kg•m/s C．小球B的质量为15kg D．小球B的质量为3kg3．如图所示，水平金属杆光滑，在弹簧弹力作用下，小球在BC之间做简谐运动，当小球位于O点时，弹簧处于原长。在小球从C运动到O的过程中（）A．小球的动能不断减小 B．小球所受回复力不断增大 C．弹簧的弹性势能不断减小 D．小球的加速度不断增大4．将静置在地面上质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（）A．mv0M B．Mv0m（多选）5．一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正在向上运动。由此可知（）A．该波沿x轴负方向传播 B．该时刻，c正在向上运动 C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D．该时刻，b的速率比c的速率大6．一只单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（）A．此单摆的固有周期约为0.5s B．此单摆的摆长约为1m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动（多选）7．两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动。两者的位置x随时间t变化的图象如图所示。若a滑块的质量ma＝2kg，以下判断正确的是（）A．a、b碰撞前的总动量为3kg•m/s B．碰撞时a对b所施冲量为4N•s C．碰撞前后a的动量变化为4kg•m/s D．碰撞中a、b两滑块组成的系统损失的动能为20J二、多选题（多选）8．有关实际中的现象，下列说法正确的是（）A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B．体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力 C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好（多选）9．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．质点振动的频率为4Hz B．在10s内质点经过的路程是20cm C．在10s内质点经过的路程是10cm D．在5s末，质点的速度为零，加速度最大（多选）10．一列沿x轴负方向传播的机械波，其图像如图所示，实线是t＝0时刻的波形，此时质点P位于平衡位置。虚线是t＝0.6s时刻的波形，此时质点P位于波峰位置。下列说法正确的是（）A．t＝0时刻，质点P向y轴正方向运动 B．该波的波长为4m C．该波的波速可能为5m/s D．0～0.6s时间内，质点P运动的路程可能为0.2m三、实验题11．用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为（用字母l、d表示）；（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是（选填字母代号）；A．将钢球换成塑料球B．当摆球经过平衡位置时开始计时C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是（选填字母代号）。A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长B．把摆线的长度记为摆长C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次12．如图1所示，在“验证动量守恒定律”的实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。（1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1m2（选填“＞”或“＜”）；（2）实验中，还必须要测量物理量是（填正确选项前的字母）；A．小球初始高度hB．小球抛出的高度HC．小球的水平位移（3）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是；A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端必须水平C．B球每次的落点一定是重合的D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动（4）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON，在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。四、计算题13．150kg的铁锤从1.8m高处自由落下，打在水泥桩上未反弹，铁锤与水泥桩撞击的时间是0.05s，g＝10m/s2。不计空气阻力，求：（1）撞击前瞬间铁锤的动量；（2）铁锤在自由下落过程中重力的冲量；（3）撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大。14．如图所示，甲为某一波在t＝0时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象．（1）试确定波的传播方向；（2）求该波的波速v；（3）求再经过3.5s时P质点的路程s和位移．15．如图所示，质量为M的木块静止于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出，设木块对子弹的阻力恒为F，求：（1）子弹与木块相对静止时二者共同速度为多大？（2）射入过程中产生的内能和子弹对木块所做的功分别为多少？（3）木块至少为多长时子弹才不会穿出？

2023-2024学年黑龙江省大庆二中高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题1．下列关于机械波的说法正确的是（）A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B．各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移 C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多【考点】多普勒效应及其应用；机械波及其形成与传播；波长、频率和波速的关系；波发生稳定干涉的条件．【答案】B【分析】振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于波源频率的现象；机械波在传播的过程中各个质点都不会随着波迁移，而是在平衡位置附近做机械振动；波发生反射是在同一种介质中，以此分析波速、频率和波长的变化情况；发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多。【解答】解：A、产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收到频率发生了变化，但波源频率并不改变，故A错误；B、机械波在传播过程中，由于各个质点之间的相互作用力，前一个质点带动后一个质点在其平衡位置附近振动，但各个质点并不随着波迁移，故B正确；C、波发生反射是在同一种介质中，波的频率、波长和波速均不变，故C错误；D、发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多，故D错误。故选：B。2．如图所示，小球A的质量为mA＝5kg，动量大小为pA＝4kg•m/s，小球A水平向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA′＝1kg•m/s，方向水平向右，则（）A．碰后小球B的动量大小为pB＝4kg•m/s B．碰后小球B的动量大小为pB＝5kg•m/s C．小球B的质量为15kg D．小球B的质量为3kg【考点】某一方向上的动量守恒问题．【答案】D【分析】两球碰撞过程中，系统动量守恒，可列方程，可求碰后小球B的动量大小；两球碰撞过程中，系统满足动量守恒、机械能守恒，可分别列出方程，联立可求小球B的质量。【解答】解：AB、两球碰撞过程中，系统动量守恒，则以向右为正有：pA＝pA′+pB′代入数据解得：PB′＝3kg•m/s，故AB错误；CD、由题意可知：pA′＝mAvA′代入数据解得：vA′＝0.2m/s，方向水平向右两球碰撞过程中，系统动量守恒、机械能守恒，则有mAvA＝mAvA′+mBvB′12mA联立方程，代入数据解得：mB＝3kg，故C错误，D正确。故选：D。3．如图所示，水平金属杆光滑，在弹簧弹力作用下，小球在BC之间做简谐运动，当小球位于O点时，弹簧处于原长。在小球从C运动到O的过程中（）A．小球的动能不断减小 B．小球所受回复力不断增大 C．弹簧的弹性势能不断减小 D．小球的加速度不断增大【考点】简谐运动的回复力；弹性势能的定义和影响因素；功是能量转化的过程和量度；机械能守恒定律的简单应用．【答案】C【分析】小球从C运动到O的过程中，弹簧的弹力向左，弹簧形变减小，弹力减小，即回复力减小，加速度减小，速度增大，动能增大，弹簧的弹性势能减小。【解答】解：小球从C运动到O的过程中，弹簧的弹力向左，弹簧形变减小，弹力减小，即回复力减小，加速度减小，速度增大，动能增大，弹簧的弹性势能减小，故C正确，ABD错误。故选：C。4．将静置在地面上质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（）A．mv0M B．Mv0m【考点】反冲现象中的动量守恒．【答案】D【分析】根据动量守恒定律，结合喷气前后分析求解。【解答】解：忽略喷气过程重力和阻力的影响，火箭及燃料气体系统在点火喷气过程中动量守恒，设喷气后火箭模型获得的速度为v，并以v的方向为正方向，根据动量守恒定律有：0＝（M﹣m）v+m（﹣v0），解得：v=m故选：D。（多选）5．一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正在向上运动。由此可知（）A．该波沿x轴负方向传播 B．该时刻，c正在向上运动 C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D．该时刻，b的速率比c的速率大【考点】机械波的图像问题．【答案】CD【分析】根据a点的振动方向判断波的传播方向，并判断c的运动方向。根据b、c的振动方向分析它们回到平衡位置的先后和速率的大小。【解答】解：A、在图示时刻，a正在向上运动，比左侧的波峰振动滞后，所以该波沿x轴正方向传播，故A错误；B、该波沿x轴正方向传播，由同侧法判断可知该时刻，c正在向下运动，故B错误；C、由于该时刻，b向上振动，c向下振动，所以b比c先到达平衡位置，故C正确；D、该时刻，b距离平衡位置比c近，则b比c的速率大，故D正确。故选：CD。6．一只单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（受迫振动的振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（）A．此单摆的固有周期约为0.5s B．此单摆的摆长约为1m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动【考点】共振及其应用；单摆及单摆的条件；阻尼振动和受迫振动．【答案】B【分析】明确发生共振的条件，根据驱动频率与共振频率相近时，单摆的振幅最大可知摆的周期；由单摆的周期公式可得出摆长，并根据单摆摆长变化明确周期和频率的变化，从而分析共振曲线峰值的移动。【解答】解：A、单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz，周期为2s，故A错误；B、由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s，由公式T＝2πLg，得L=C、若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C错误；D、若若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D错误。故选：B。（多选）7．两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动。两者的位置x随时间t变化的图象如图所示。若a滑块的质量ma＝2kg，以下判断正确的是（）A．a、b碰撞前的总动量为3kg•m/s B．碰撞时a对b所施冲量为4N•s C．碰撞前后a的动量变化为4kg•m/s D．碰撞中a、b两滑块组成的系统损失的动能为20J【考点】动量守恒与能量守恒共同解决实际问题；功是能量转化的过程和量度．【答案】BC【分析】两滑块a、b碰撞过程系统的动量守恒，根据图象的斜率求出滑块的速度，然后由动量守恒定律求出滑块b的质量，从而得到总动量。对b，利用动量定理求碰撞时a对b所施冲量。应用能量守恒定律可以求出系统损失的动能。【解答】解：A、由x﹣t图象的斜率表示速度，可知，碰撞前滑块a的速度为：va=ΔxaΔ碰撞后，两滑块的共同速度为v=Δx两滑块碰撞过程系统动量守恒，以b的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mava+mbvb＝（ma+mb）v，解得：mb=43kg，a、b碰撞前的总动量为：P＝mava+mbvb＝（ma+mb）vB、对b，由动量定理得：I＝mbv﹣mbvb＝﹣4N•s，即碰撞时a对b所施冲量为﹣4N•s，故B正确。C、碰撞前后a的动量变化为：ΔP＝mav﹣mava＝4kg•m/s，故C正确。D、碰撞前后滑块a、b组成的系统损失的动能为：ΔEk=12mava2+12mbvb2故选：BC。二、多选题（多选）8．有关实际中的现象，下列说法正确的是（）A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B．体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力 C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好【考点】反冲现象中的动量守恒；作用力与反作用力；牛顿第三定律的理解与应用；动量定理的内容和应用．【答案】ABC【分析】根据反冲运动的特点分析A、C选项；根据动量定理方向B、D选项．【解答】解：A、根据反冲运动的特点与应用可知，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度。故A正确；B、体操运动员在落地的过程中，动量变化一定。由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由I＝Ft可知，体操运动员在着地时屈腿是延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，故B正确；C、用枪射击时子弹给枪身一个反作用力，会使枪身后退，影响射击的准确度，所以为了减少反冲的影响，用枪射击时要用肩部抵住枪身。故C正确；D、为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，就要延长碰撞的时间，由I＝Ft可知位于车体前部的发动机舱不能太坚固。故D错误。故选：ABC。（多选）9．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．质点振动的频率为4Hz B．在10s内质点经过的路程是20cm C．在10s内质点经过的路程是10cm D．在5s末，质点的速度为零，加速度最大【考点】简谐运动的表达式及振幅、周期、频率、相位等参数．【答案】BD【分析】由图读出周期和振幅，求出频率，质点在一个周期内运动的路程为4A，根据10s对应的全振动次数求出10s内质点的路程；根据质点的位置，分析速度和加速度。【解答】解：A、由图可知，质点振动的周期为4s，则频率为0.25Hz，故A错误；BC、因t＝10s＝2.5T，质点振动的振幅为2cm，一个周期内路程为4A，则在10s内质点经过的路程是s＝2.5×4×2cm＝20cm，故B正确，C错误；D、在5s末，质点处于最大位移处，此时质点的速度为零，加速度最大，故D正确。故选：BD。（多选）10．一列沿x轴负方向传播的机械波，其图像如图所示，实线是t＝0时刻的波形，此时质点P位于平衡位置。虚线是t＝0.6s时刻的波形，此时质点P位于波峰位置。下列说法正确的是（）A．t＝0时刻，质点P向y轴正方向运动 B．该波的波长为4m C．该波的波速可能为5m/s D．0～0.6s时间内，质点P运动的路程可能为0.2m【考点】机械波的多解问题；波长、频率和波速的关系．【答案】BC【分析】根据波动图像的物理意义获取相关物理量，根据波的多解性计算。【解答】解：A．机械波沿x轴负方向传播，t＝0时刻，根据“同侧法”可知质点P向y轴负方向运动，故A错误；B．由波动图像可知，该波的波长为4m，故B正确；C．时间间隔Δt=(n+n＝0时T＝0.8s，v=故C正确；D．0～0.6s时间内，质点P运动的路程最小为0.6m，故D错误。故选：BC。三、实验题11．用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为l+d2（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是B（选填字母代号）；A．将钢球换成塑料球B．当摆球经过平衡位置时开始计时C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是BC（选填字母代号）。A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长B．把摆线的长度记为摆长C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次【考点】用单摆测定重力加速度．【答案】（1）l+d【分析】（1）根据摆长的定义分析；（2）塑料球受阻力影响不可忽略；从平衡位置开始计时；单摆的摆角要小于5°，否则就不是简谐振动了；应该至少测量30次全振动的时间测量周期。（3）先根据单摆的周期公式得到重力加速度g的表达式，然后逐项分析。【解答】解：（1）在摆球目然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为L＝l+（2）A.将钢球换成塑料球，会增加阻力的影响从而增加误差，故A错误；B.当摆球经过平衡位置时开始计时，可减小测定周期产生的误差，故B正确；C.单摆的摆角要小于5°，否则就不是简谐振动了，则把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放，会增加实验误差，故C错误；D.应该至少测量30次全振动的时间测量周期，用记录一次全振动的时间作为周期误差会较大，故D错误。故选：B。（3）根据T＝2πLg，可知g=A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则L测量值偏大，则测得的g偏大，故A错误；B.把摆线的长度记为摆长，则L测量值偏小，则测得的g偏小，故B正确；C.摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，则实际摆长变大，计算所用的摆长偏小，则测得的g偏小，故C正确；D.实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，则周期测量值偏小，则测得的g偏大，故D错误；故选：BC。故答案为：（1）l+d12．如图1所示，在“验证动量守恒定律”的实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。（1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1＞m2（选填“＞”或“＜”）；（2）实验中，还必须要测量物理量是C（填正确选项前的字母）；A．小球初始高度hB．小球抛出的高度HC．小球的水平位移（3）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是B；A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端必须水平C．B球每次的落点一定是重合的D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动（4）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON，在实验误差允许范围内，若满足关系式m1•OP＝m1•OM+m2•ON，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。【考点】验证动量守恒定律．【答案】（1）＞；（2）C；（3）B；（4）m1•OP＝m1•OM+m2•ON【分析】（1）根据实验原理分析出两个小球之间的质量关系；（2）根据平抛运动的特点，结合实验原理分析出需要测量的物理量；（3）根据实验原理掌握正确的实验操作；（4）根据动量守恒定律，结合平抛运动的特点得出需要验证的表达式。【解答】解：（1）为了防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1＞m2；（2）小球离开斜槽后做平抛运动，球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度成正比，可以用球的水平位移代替其初速度，实验不需要测量小球释放点的高度与抛出点的高度，只需要测量小球做平抛运动的水平位移即可，故C正确，AB错误；故选：C。（3）A、实验时只要从相同高度由静止释放入射球即可保证入射球到达斜槽末端的速度相同，斜槽轨道不必光滑，故A错误；B、为使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故B正确；C、每次实验室B球的落点不一定是重合的，故C错误；D、为了准确测出小球做平抛运动的水平位移，实验过程中，白纸不可以移动，故D错误；故选：B。（4）两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0＝m1v1+m2v2小球做平抛运动抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，方程两边同时乘以t得：m1v0t＝m1v1t+m2v2t则m1•OP＝m1•OM+m2•ON故答案为：（1）＞；（2）C；（3）B；（4）m1•OP＝m1•OM+m2•ON四、计算题13．150kg的铁锤从1.8m高处自由落下，打在水泥桩上未反弹，铁锤与水泥桩撞击的时间是0.05s，g＝10m/s2。不计空气阻力，求：（1）撞击前瞬间铁锤的动量；（2）铁锤在自由下落过程中重力的冲量；（3）撞击时，铁锤对桩的平均冲击力有多大。【考点】动量定理的内容和应用．【答案】（1）撞击前瞬间铁锤的动量为900kg•m/s，方向竖直向下；（2）铁锤在自由下落过程中重力的冲量为900N•s，方向竖直向下；（3）撞击时，铁锤对桩的平均冲击力为19500N。【分析】根据速度—位移公式求出铁锤与水泥桩接触前的瞬时速度，求出下落时间，根据动量定理求出水泥桩受到的平均作用力。【解答】解：（1）铁锤下落时间为t，h=12gt则撞击前瞬间铁锤的动量，P＝mv＝150×6kg•m/s＝900kg•m/s，方向竖直向下；（2）铁锤在自由下落过程中，重力冲量I＝mgt＝150×10×0.6N•s＝900N•s，方向竖直向下；（3）撞击时间为t1＝0.05s，取向下为正根据动量定理可知：mgt1﹣Ft1＝0﹣mv代入数据可得：F＝19500N答：（1）撞击前瞬间铁锤的动量为900kg•m/s，方向竖直向