物理 高二上学期 2016届 能力提升卷

物理高二上学期2016届能力提升卷物理高二上学期能力提升卷（2016届）考试时间：90分钟满分：75分注意事项：本试卷分选择题和非选择题两部分。选择题共10题，非选择题共15题。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用黑色签字笔或钢笔写在答题卡规定的位置上。本试卷主要考查高中物理必修课程及选修部分的相关知识，重点考察受力分析、运动学规律、动量与能量守恒定律、机械振动与机械波的应用能力。一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现用平行于斜面向上的恒力F拉物体，使物体沿斜面向上匀速运动，则下列说法正确的是A.物体受到的重力沿斜面方向的分力大小为mgsinθB.物体受到的摩擦力大小为FC.斜面对物体的支持力大小为mgcosθD.拉力F对物体做的功等于物体克服重力做的功质量为2kg的物体以20m/s的初速度在水平地面上滑行，受到的阻力大小为4N，则物体在10s内动量的变化量为A.40kg·m/sB.20kg·m/sC.0D.无法确定A、B两球质量分别为m和2m，在光滑水平面上同向运动，A球的速率为v，B球的速率为2v，碰撞后A、B两球速度大小相等，则该碰撞为A.弹性碰撞B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.无法判断一个物体从高处自由落下，不计空气阻力，在下落过程中A.物体的动能增加，重力势能减少，机械能不变B.物体的动能增加，重力势能减少，机械能增加C.物体的动能不变，重力势能减少，机械能减少D.物体的动能不变，重力势能不变，机械能不变一弹簧振子做简谐运动，当振子经过平衡位置时，具有A.最大速度和最大加速度B.最大速度和最小加速度C.最小速度和最大加速度D.最小速度和最小加速度关于机械波，下列说法正确的是A.机械波可以传递物质B.机械波可以传递能量C.机械波的频率由波源决定，与介质无关D.机械波在真空中也能传播一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s，当x=1m处的质点在平衡位置向下运动时，x=3m处的质点在最大位移处，则这列波的波长为A.1mB.2mC.3mD.4m如图所示，一个质量为M的木块放在光滑水平面上，一个质量为m的子弹以水平速度v射入木块并停留在木块中，在此过程中木块获得的动量为A.mvB.0C.Mmv/D.无法确定如图所示，一个物体从高h处由静止释放，落到地面时的速度为v，若将物体从高2h处由静止释放，落到地面时的速度为A.2vB.√2vC.v/2D.v/√2在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是A.应该选用打点计时器，而不是电火花计时器B.应该选用密度大、质量大的重锤，以减小空气阻力的影响C.实验中，重锤下落时，纸带上的点迹应该清晰D.实验中，只需要验证重力势能的减少量等于动能的增加量即可二、判断题（本题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）物体受到的合外力越大，物体的加速度越大，物体的速度也越大。动量是矢量，动量的变化量也是矢量，计算动量变化量时要特别注意方向。在碰撞过程中，只要系统不受外力或所受合外力为零，系统的总动量一定守恒。只有重力做功时，物体的机械能一定守恒。简谐运动的回复力大小与位移成正比，方向始终指向平衡位置。简谐运动中，物体经过平衡位置时速度最大，加速度最大。机械波的频率由介质决定，波速也由介质决定，波长由波源和介质共同决定。机械波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移。动量定理的表达式为Ft=Δp，适用于任何性质的力。动能定理的表达式为W=ΔEk，适用于恒力做功或变力做功的情况。三、填空题（本题共5小题，每小题2分，共10分。把答案填在答题卡相应位置）质量为2kg的物体，速度为5m/s，则该物体的动量为kg·m/s。一个力作用在物体上，作用时间为2s，使物体的动量变化了10kg·m/s，则该力的大小为N。一个弹簧振子的固有频率为2Hz，则其振动周期为s。一列波的频率为5Hz，波速为10m/s，则这列波的波长为m。质量为1kg的物体，从高处自由落下，下落2m时，重力势能减少了J，动能增加了J。（g取10m/s²）四、简答题（本题共3小题，每小题5分，共15分）简述动量守恒定律的适用条件。简述简谐运动的图像特征。简述机械波发生明显衍射的条件。五、论述题/分析题（本题共2小题，共20分）（10分）如图所示，质量为M=2kg的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一个轻质弹簧，弹簧右端连接一个质量为m=1kg的小物块。现用水平恒力F=10N将木板向右拉，使物块压缩弹簧。当物块速度为零时，弹簧被压缩了x=0.2m。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s²。（1）求物块速度为零时，木板的速度大小。（2）求物块速度为零时，弹簧储存的弹性势能。（3）求物块从开始运动到速度为零的过程中，系统损失的机械能。（10分）一列简谐横波沿x轴传播，波速v=20m/s。在t=0时刻，x=0处的质点在平衡位置，且向y轴正方向运动；x=2m处的质点在最大位移处。求：（1）这列波的波长和频率。（2）画出t=0.15s时的波形图。（3）若波向x轴负方向传播，t=0时刻x=0处的质点在平衡位置，且向y轴负方向运动，画出t=0.15s时的波形图。一、选择题B解析：物体沿斜面匀速运动，受力平衡。重力沿斜面分力为mgsinθ，摩擦力f=μN=μmgcosθ。由平衡条件可知，F=mgsinθ+μmgcosθ。故B正确。A解析：根据动量定理，F合t=Δp。阻力大小为4N，方向与运动方向相反，取初速度方向为正方向，则F合=-4N，t=10s。所以Δp=-4×10=-40kg·m/s。动量的变化量大小为40kg·m/s。故A正确。B解析：碰撞后速度大小相等，说明有机械能损失，为非弹性碰撞。故B正确。A解析：自由落体运动中，只有重力做功，机械能守恒。重力势能转化为动能。故A正确。B解析：简谐运动中，经过平衡位置时，回复力为零，加速度为零，速度最大。故B正确。B解析：机械波可以传递能量，但不能传递物质。机械波的频率由波源决定。机械波不能在真空中传播。故B正确。B解析：x=1m处的质点在平衡位置，x=3m处的质点在最大位移处。两点相差半个波长，即λ/2。根据波速公式v=λf，λ=2v=4m。故B正确。C解析：系统动量守恒，设木块获得速度为V，子弹速度为v'。则mv=mv'+MV。因为子弹停在木块中，相对静止，所以v'=V。代入得mv=V，解得V=mv/。故C正确。B解析：根据机械能守恒定律，mgh=½mv²。第一次：mgh=½mv²。第二次：mg=½mv'²。两式相比，得v'=√2v。故B正确。B解析：实验中应选用电火花计时器，A错误。应选用密度大、质量大的重锤，以减小空气阻力的影响，B正确。纸带点迹应清晰，C正确。实验中应验证重力势能的减少量等于动能的增加量，D正确。但B选项是最能体现实验原理的，故选B。二、判断题×解析：加速度大只说明速度变化快，速度不一定大。√解析：动量和动量变化量都是矢量，计算时要考虑方向。√解析：动量守恒定律的适用条件包括系统不受外力或所受合外力为零。√解析：只有重力做功时，重力势能和动能相互转化，机械能守恒。√解析：简谐运动的回复力特点。×解析：简谐运动中，物体经过平衡位置时速度最大，加速度为零。×解析：机械波的频率由波源决定，波速由介质决定，波长由波源和介质共同决定。×解析：机械波传播的是振动形式和能量，介质中的质点不随波迁移。√解析：动量定理适用于恒力或变力。√解析：动能定理适用于恒力做功或变力做功。三、填空题10解析：p=mv=2×5=10kg·m/s。5解析：F=Δp/t=10/2=5N。0.5解析：T=1/f=1/2=0.5s。2解析：λ=v/f=10/5=2m。20,20解析：重力势能减少量ΔEp=mgh=1×10×2=20J。机械能守恒，动能增加量ΔEk=20J。四、简答题动量守恒定律的适用条件：（1）系统不受外力或所受合外力为零。（2）系统所受合外力虽然不为零，但远小于系统内力（内力远大于外力），如碰撞、爆炸等瞬间过程。（3）某一方向上合外力为零，则该方向上动量守恒。简谐运动的图像特征：（1）图像是一条正弦或余弦曲线。（2）横轴表示时间，纵轴表示质点偏离平衡位置的位移。（3）从图像上可以直接读出振幅、周期和频率。（4）某时刻质点的位移等于该时刻纵坐标的值。（5）某时刻质点的速度方向可以通过图像的切线斜率判断，斜率为正表示向上，斜率为负表示向下。机械波发生明显衍射的条件：当障碍物或孔的尺寸与波长差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象。五、论述题/分析题解析：（1）设物块速度为零时，木板速度为V。对物块和木板组成的系统，在水平方向上不受外力（光滑水平面），动量守恒。初始状态：系统静止，总动量为0。末状态：物块速度为0，木板速度为V。所以：0=m×0+M×V，解得V=0。答：物块速度为零时，木板的速度大小为0。（2）设弹簧储存的弹性势能为Ep。根据能量守恒定律，拉力F做的功等于系统增加的机械能（弹性势能和木板的动能）。拉力F做的功W=Fx=10×0.2=2J。木板的动能Ek=½MV²=0。所以Ep=W=2J。答：物块速度为零时，弹簧储存的弹性势能为2J。（3）系统损失的机械能等于拉力做的功减去弹簧储存的弹性势能（因为木板动能未增加）。损失的机械能=W-Ep=2-2=0。答：系统损失的机械能为0。解析：（1）根据题意，x=0处的质点在平衡位置，x=2m处的质点在最大位移处。这两点之间的距离为半个波长，即λ/2=2m，所以λ=4m。根据波速公式v=λf，得f=v/λ=20/4=5Hz。答：这列波的波长为4m，频率为5Hz。（2）t=0时刻波形图：x=0在平衡位置，y=0，向y轴正方向运动。x=2m在最大位移处，取正最大值或负最大值。根据向正方向运动，x=0处的切线斜率为正，波形应向右上方倾斜。经过时间t=0.15s=3/4T。波向右传播，波形向右平移3/4个波长。画出波形图：在x轴上标出0,2,4,6...等点。0点在平衡位置，2点在波峰，4点在平衡位置，6点在波谷，8点在平衡位置...0.15s时，波形向右平移0.75m。（3）若波向x轴负方向传播：t=0时刻，x=0在平衡位置，向y轴负方向运动。此时x=2m处的质点在最大位移处，应为波谷（因为向负方向运动，平衡位置右侧的质点应在下方）。经过时间t=0.15s=3/4T。波向左传播，波形向