2022-2023学年江西省吉安市泰和县高二上学期期末考试 物理试题（含解析）

2022-2023学年江西省吉安市泰和县

高二上学期期末考试 物理试题（含解析）

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．关于动量守恒的条件,下列说法正确的有(    )

A．只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒

B．只要系统受外力做的功为零,动量一定守恒

C．只要系统所受到合外力的冲量为零,动量一定守恒

D．只要系统中有一个物体加速度不为零,动量一定不守恒

2．下列关于机械振动和机械波说法正确的是（　　）

A．简谐振动的物体每次经过同一位置时，速度可能不同

B．利用盛砂的漏斗演示简谐振动，如果漏斗里的砂子逐渐减少，则砂摆的频率将先增大后减小

C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象

D．如果机械波波源停止振动，在介质中传播的机械波也立即停止

3．沿同一弹性绳相向传播的甲、乙两列简谐横波（以绳上某点为坐标原点，传播方向为x轴，振动方向为y轴，建立如图所示坐标系），振幅分别为10cm、20cm，在某时刻两列波均恰好传到坐标原点，波动图如图所示。则两列波相遇叠加后，下列说法正确的是（　　）

A．两列波的频率不同 B．两列波的起振方向相反

C．在m的质点振幅为30cm D．在m的质点振动始终加强

4．如图所示电路，电表均为理想电表，电源内阻不可忽略。闭合开关，现将滑动变阻器的滑片从b端往a端滑，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡变亮 B．滑动变阻器两端电压变大

C．电压表示数变小 D．电流表示数变小

5．图1为一列简谐波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点：图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A．在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动

B．从t=0.10s到t=0.25s，质点Q通过的路程为30cm

C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了8m

D．在t=0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向

6．一简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，质点a的振动方向在图中已标出，下列说法正确的是（   ）

A．该波沿x轴负方向传播

B．该时刻a、b、c三点速度最大的是c点

C．从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是b点

D．若t=0.02s时质点c第一次到达波谷，则此波的传播速度为50m/s

7．A、B两球沿一直线运动并发生正碰。如图所示为两球碰撞前后的位移—时间图象。a、b分别为A、B两球碰撞前的位移—时间图线，c为碰撞后两球共同运动的位移—时间图线，若A球质量是m=2 kg，则由图可知（　　）

A．A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/s B．碰撞时A对B所施冲量为4 N·s

C．碰撞前后A的动量变化为6 kg·m/s D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J

8．国际单位制中，下列属于电场强度的单位的是（　　）

A．N/C B．V/m C．C/V D．J/C

9．如图所示，质量为m的滑块以初速度v0沿着足够长斜面上滑，发现其返回出发点时速度大小为。则下列说法正确的是（　　）

A．上滑过程和下滑过程中滑块的加速度之比为2∶1

B．上滑过程和下滑过程中滑块所受重力冲量之比为1∶2

C．上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量之比为1∶1

D．全过程滑块的动量变化量大小为

10．如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板. 现让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，之后在斜面上做简谐运动，在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则（      ）

A．简谐运动的振幅为 B．简谐运动的振幅为

C．B对C的最大弹力为 D．B对C的最大弹力为

11．两波源分别位于A、B处，均沿竖直方向振动，形成的简谐横波沿x轴相向而行，波速均为v = 0.4m/s。t = 0时形成的波形如图所示，其中A、N、M、B点横坐标分别为 - 0.2m、0.4m、0.5m、1.2m，下列说法正确的是（   ）

A．B处波源的起振方向竖直向下

B．A处波源的振动频率为0.5Hz

C．t = 2.5s时，N点位于平衡位置

D．t = 2.5s时，M点的位移为2cm

二、实验题（共20分）

12．在“利用单摆测重力加速度”的实验中．

（1）某同学尝试用DIS测量周期．如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方．图中磁传感器的引出端A应接到________．使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_________．若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）．

（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T．此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为__________（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=_________．

13．某同学为了测量某电池的电动势E和内阻r，设计了如图甲所示的电路。已知定值电阻R0=20Ω，电压表V2的内阻很大，可视为理想电压表。

(1)根据图甲所示电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接___________。

(2)实验中，该同学移动滑动变阻器滑片，读出电压表V1和V2的示数U1、U2，数据如下表所示。请根据表格中的数据在图丙所示的坐标纸中画出U2-U1的图线___________。

 (3)由图象可得该电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

(4)实验电路测得的电源内阻的阻值___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

三、计算题（共36分）

14．如图所示，绝缘细线一端固定在O点，另一端系一个带正电小球，处于水平向右的匀强电场中，在竖直平面内做圆周运动。小球质量为m、带电荷量为q，细线长为L，电场强度为E。若带电小球恰好完成完整的圆周运动，求：

（1）带电小球的最大速率。

（2）小球速率最大时细线的拉力多大？

15．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图甲所示，简谐横波恰好传到x=1.2m处的质点，Q是平衡位置在x=0.4处的质点，质点Q的振动图像如图乙所示。求：

（1）简谐横波的传播速度大小；

（2）平衡位置在x=0.8m处质点的振动方程；

（3）从t1=0.1s到t2=0.25s，x=1.6m处的质点通过的路程。

16．如图所示，在足够大的光滑水平面上建立xOy直角坐标系，质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动，在0~2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的拉力作用；小球运动2.0s后拉力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N（图中未画出）。试求：

(1)2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小；

(2)拉力F2作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同；

(3)小球回到x轴上时的动能。

1．C

【详解】A、只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误；

B、系统受外力做的功为零，系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，如用绳子拴着一个小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，小球转过半圆的过程中，系统外力做功为零，但小球的动量不守恒，故B错误；

C、力与力的作用时间的乘积是力的冲量，系统所受到合外力的冲量为零，则系统受到的合外力为零，系统动量守恒，故C正确；

D、系统中有一个物体加速度不为零即受合力不为零时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的加速度都不为零即合力都不为零，但系统的动量却守恒，故D错误．

2．A

【详解】A．简谐振动的物体每次经过同一位置时，速度大小一定相同，但是方向可能不同，即速度可能不同，选项A正确；

B．利用盛砂的漏斗演示简谐振动，如果漏斗里的砂子逐渐减少，则砂摆的摆长先增加后减小，根据

则周期先增加后减小，频率将先减小后增大，选项B错误；

C．衍射是波特有的现象，隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生明显的衍射现象，选项C错误；

D．如果机械波波源停止振动，但是在介质中传播的机械波还能继续传播，选项D错误。

故选A。

3．D

【详解】A．由图可知，两波的波长相等，同一介质中波速相等，可知频率相等，能发生干涉，能产生稳定的干涉图样，故A错误；

B．波刚好传播到处，根据同侧法可知甲、乙两列波起振方向相同，故B错误；

C．两列波在m的质点振动方向相反，则振幅为两列波的振幅之差，即为10cm，故C错误；

D．两列波相遇后，在叠加区m的质点，振动方向相同，则振动始终加强，故D正确。

故选D。

4．B

【详解】ACD．滑动变阻器的滑片从b端往a端滑动，滑动变阻器的阻值增大，则总电阻增大，故总电流减小，所以内阻电压减小，则外电阻总电压增大，故电压表的示数增大，则定值电阻两端的电压增大，所以电流表的示数增大，而总电流减小，所以流过小灯泡的电流减少，故小灯泡变暗，ACD错误；

B．由题可知，小灯泡与滑动变阻器的电压之和即为外电阻的总电压，由A项可知，流过小灯泡的电流减少，故小灯泡两端的电压减小，所以滑动变阻器两端的电压变大，B正确。

故选B。

5．B

【详解】A．图2为质点Q的振动图像，则知在t=0.10s时，质点Q正从平衡位置向y轴负方向运动，故A错误；

B．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

由于t=0.10s时刻质点Q在平衡位置处，所以质点Q通过的路程

故B正确；

D．在t=0.10s时，质点Q向y轴负方向运动，可知该波沿x轴负方向传播，此时质点P正向y轴正方向运动。从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

则在t=0.25s时，质点P位移为负，加速度方向与y轴正方向相同，故D错误；

C．由图1知波长λ=8m，则波速为

从t=0.10s到=0.25s经过的时间为Δt=0.15s，该波沿x轴负方向传播的距离为

故C错误。

故选B。

6．D

【详解】A．据“同侧法”可知，a点向上振动，波向右传播，A错误；

B．该时刻c点处于最大位移处，速度为零（最小），B错误；

C．该时刻，a、b两点偏离平衡位置，c点靠近平衡位置，故从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是c点，C错误；

D．由图可知，波长为2m，若t=0.02s时质点c第一次到达波谷，经历时间为，可知波的周期为

T=0.04s

则波速为

D正确。

故选D。

7．D

【详解】由x-t图像可知，碰撞前有：A球的速度

B球的速度

碰撞后A、B两球的速度相等，为

A．对A、B组成的系统，由动量守恒定律

得

A与B碰撞前的总动量为

A错误；

B．由动量定理可知，碰撞时A对B所施冲量为

B错误；

C．碰撞前后A的动量变化

C错误；

D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能

代入数据解得

D正确。

故选D。

8．AB

【详解】匀强电场中

U的单位为V，d的单位为m，所以电场强度单位为V/m；定义式

F的单位为N，q的单位为C，所以电场强度单位为N/C；

故选AB。

9．BC

【详解】A．滑块上滑过程做匀减速直线运动末速度为零，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动；

滑块上滑过程与下滑过程位移大小相等，设位移大小为x，由匀变速直线运动的速度位移公式v2−v02=2ax可知，加速度之比

故A错误；

B．由匀变速直线运动的速度公式v=v0+at可知，滑块上滑与下滑的时间之比

上滑过程和下滑过程中滑块所受重力冲量之比

故B正确；

C．上滑过程与下滑过程位移大小相等，摩擦力大小相等，摩擦力做功相等，上滑与下滑过程机械能的变化量等于摩擦力做的功，因此上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量相等，上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量之比为1：1，故C正确；

D．以沿斜面向下为正方向，则滑块上滑的速度为-v0，滑块返回斜面底端时的速度为v0，全过程滑块动量的变化量

△p=m·v0-m（-v0）=mv0

故D错误。

故选BC。

10．BD

【详解】当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态，由kx0=2mgsinθ可知，平衡位置时弹簧的形变量为 ，处压缩状态；当B对C弹力最小时，对B分析，则有mgsinθ=kx+mgsinθ；故弹簧应伸长达最大位移处，此时形变量，此时弹簧处于伸长状态；故简谐运动的振幅为 ；故B正确，A错误；当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为 ；

此时弹力为 ；

B对C的弹力为 ；故C错误，D正确；故选BD.

11．ACD

【详解】A．由题图可看出t = 0时B波传到0.8m处，根据“上坡、下坡”法可知，B处波源的起振方向竖直向下，A正确；

B．由题图可看出A波的波长λ = 0.2m，则根据算出该波的频率fA = 2Hz，B错误；

CD．t = 2.5s时，A、B波传播的距离分别为

ΔxA = vt = 1.0m，ΔxB = vt = 1.0m

如图所示

则有

xMA = 0，xMB = 2.0cm，xNA = 0，xNB = 0

即当t = 2.5s时，M、N点的位移为

xM = xMA + xMB = 2.0cm

xN = xNA + xNB = 0

CD正确；

故选ACD。

12．     数据采集器     最低点（或平衡位置）          直线    

【详解】（1）磁传感器的引出端A应接到数据采集器，从而采集数据；

只有小球在最低点时，磁感应器中的磁感强度才最大；连续N个磁感应强度最大值应有N-1个时间间隔，这段时间应为（N-1）/2个周期，即：因此T=

（2）根据：，取对数得：因此图象为一条直线；图象与纵坐标交点为C，则整理得：

13．               17.8～18.3     29.0～32.0     大于

【详解】(1) [1]根据图甲所示电路，请在乙图中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接如图：

(2) [2]根据表格中的数据在图丙所示的坐标纸中画出U2-U1的图线如图：

(3) [3][4]由欧姆定律可知

即

由图线可知

b=E=18.0V

则

R0=30.8Ω

(4) [5]根据，由于测量通过电源电流变化量偏小，则测量的电源内阻偏大。

14．（1）； （2）

【详解】（1）根据重力场中绳球模型可知轨道等效最低点有最大速率，类比找到复合场的等效重力如图所示

根据题意在等效最高点A，由

解得

从A点到B点过程应用动能定理有

解得带电小球的最大速率

（2）在等效最低点B由牛顿第二定律

解得到速率最大时细线的拉力

15．（1）；（2）cm或cm；（3）cm

【详解】（1）由图甲可知，简谐横波的波长为

m

由图乙可知，简谐横波的传播周期为

s

简谐横波的传播速度为

解得

（2）由图乙可知，质点的振幅为

cm

质点Q的振动方程为

平衡位置在x＝0.8m处的质点比质点Q晚振动半个周期，所以平衡位置在x＝0.8m处的质点的振动方程为

解得

cm或cm

（3）简谐横波传到x＝1.6m处的质点所需的时间为

从到，x＝1.6m处的质点振动的时间为

x＝1.6m处的质点通过的路程为

解得

16．(1)0.8m/s；1.1m；(2)4.0s；(3)0.28J

【详解】(1)设在0~2.0s内小球运动的加速度为a1，则

2.0s末小球在y方向的速度

代入数据解得

沿x轴方向运动的位移

沿y轴方向运动的位移

2.0s内运动的位移

代入数据解得

(2)设2.0s后小球运动的加速度为a2，F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同，则

代入数据解得

(3)设小球回到x轴上时的动能为Ek，由动能定理有

代入数据解得

Ek=0.28J