精品解析：河北省唐山市十县一中联盟2023-2024学年高二上学期期中物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．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，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。
1. 关于动量，以下说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，其动量保持不变
B. 悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，每次经过最低点时的动量均相等
C. 动量相等的物体，其速度一定相等
D. 动量相等的物体，其速度方向一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻发生变化，速度是变化的，物体的动量为
故做匀速圆周运动的物体，其动量是变化的，故A错误；
B．悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，相邻两次经过最低点时的速度方向相反，动量大小相等，方向相反，故B错误；
C．动量相等的物体，物体质量不一定相等，其速度不一定相等，故C错误；
D．动量方向与速度方向相同，动量相等的物体，其速度方向一定相同，故D正确。
故选D。
2. 关于下列物理现象，说法正确的是（ ）
A. 一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于波的反射现象
B. “闻其声而不见其人”属于波的干涉现象
C. 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于波的多普勒效应
D. 当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于波的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A．一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，属于波的反射现象，故A正确；
B．“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象，故B错误；
C．学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是由于音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，属于波的干涉现象，故C错误；
D．当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，即频率变高，属于多普勒效应，故D错误。
故选A。
3. 质量为0.5kg的金属小球，从距地面3.2m的高处以6m/s的速度水平抛出，g取，小球落地的运动过程中（ ）
A. 物体的初动量大小
B. 物体的末动量大小
C. 重力的冲量大小
D. 重力的冲量大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体的初动量大小
故A错误；
B．竖直方向小球做自由落体运动，则
小球落地时竖直方向的分速度
小球落地时的合速度
物体的末动量大小
故B错误；
CD．由
得
重力的冲量大小
故C错误，D正确。
故选D。
4. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 在时，质点的加速度为正向最大
B. 在与两个时刻，质点的速度相同
C. 从到时间内，质点做加速度增大的减速运动
D. 从到时间内，质点的位移是2cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．在时，质点正方向位移最大，根据
可知质点的加速度为负方向最大，故A错误；
B．在与两个时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故B错误；
C．从到时间内，质点向负方向运动，速度逐渐减小，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，故质点做加速度增大的减速运动，故C正确；
D．质点振动的角速度为
质点的振动方程为
时质点为位置为
从到时间内，质点的位移
故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波在同一均匀介质中传播，波速为v。位于平衡位置a、b的两质点相距为l，a、b之间只有一个波谷。则该波的周期可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若波形图如下图
则波长
由得
若波形图如下图之一
则波长
由得
若波形图如下图
则波长
由得
故选B。
6. 一物体P与静止在粗糙水平面上的物体Q发生弹性正碰，碰撞时间极短，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，碰撞前后物体P运动的图像如图所示，则（ ）
A. 物体P碰撞前后所走的位移大小之比是
B. 物体P和物体Q质量之比是
C. 物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是
D. 物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是
【答案】B
【解析】
详解】B．物体P与物体Q发生弹性正碰，根据动量守恒有
根据机械能守恒有
解得
，
故物体P和物体Q质量之比是，故B正确；
A．两物体与水平面间的动摩擦因数相同，设为，则两物体做减速运动的加速度为
物体P碰撞前有
物体P碰撞后有
可得
物体P碰撞前所走的位移
物体P碰撞后所走的位移
物体P碰撞前后所走的位移大小之比是
故A错误；
C．物体Q碰后运动的时间为
物体Q碰后运动的位移为
物体P和物体Q碰后走的位移大小之比是
故C错误；
D．物体P和物体Q碰撞后速度大小之比是
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，两完全相同的波源a、b发出的波在介质中形成稳定的干涉图样。c是介质中的一点，a、b、c间的距离均为l。已知在a、c连线上除a、c两点外还存在其它振幅极大的点，其中距c点处的质点振幅极大，则该波的波长最大为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设与c点最近的振幅极大点为d，a、b发出的波到d点的波程分别为x1和x2。
则
即
根据干涉振幅极大点的波程关系
|x1-x2|=nλ（n=0，1，2⋯）
当n=1时可得最大波长
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列说法中正确的是（ ）
A. 同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B. 虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播
C. 波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快
D. 只要发生机械振动均可形成机械波
【答案】AB
【解析】
【详解】A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波，故A正确；
B．虽然横波、纵波振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播，故B正确；
C．机械波传播速度由介质决定，与波源的频率无关，故C错误；
D．要形成机械波除了有机械振动外、还需要传播介质，故D错误。
故选AB。
9. 如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是在时刻的波形图，虚线是这列波经的波形图，。则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波长是6cm
B. 这列波的周期是0.5s
C. 这列波的波速是10m/s
D. 从时刻开始，处的质点经0.35s振动到波峰
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波形图可知波长
故A正确；
B．由于波沿x轴正方向传播，且
故由图像可知内，波传播的距离
则
故
故B错误；
C．这列波的波速
故C错误；
D．从时刻波峰位于
处。从时刻开始，该波峰第一次传播到
处，经历时间
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，小球与盘碰撞后瞬间结为整体，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘和小球碰后会以碰撞瞬间的位置作为平衡位置做简谐运动
B. 圆盘做简谐运动的振幅大于
C. 振动过程中圆盘的最大速度为
D. 从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．以小球和圆盘组成的系统为研究对象，系统做简谐运动，平衡位置处合外力应为零，而碰后瞬间，系统合外力不为零，故A错误；
B．上述分析可知，开始的位置不是最大位移处，开始时
球粘在盘子上一起静止的位置满足
所以从开始碰撞到平衡位置距离为
故振幅应大于，故B正确；
C．小球自h处静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，由动量守恒
由匀变速直线运动，速度位移关系
联立解得
两者碰撞瞬间由牛顿第二定律
即碰后两者做加速度减小的加速运动，当
时，速度最大，之后做减速运动到最低点，故振动过程中，圆盘的速度应大于，故C错误；
D．设小球和圆盘所具有的的总能量为E，则由能量守恒可知
因为系统速度读先增大后减小，故小球的动能先增大后减小，所以小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大。故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共54分。11-12题为实验题；13-15题为计算题，需要写出必要过程，只有结果，不给分。
11. 某同学设计了一个验证动量守恒定律的实验，实验步骤如下，请完成填空：
（1）用游标卡尺测出遮光片宽度d，如图甲所示，则________mm；
（2）如图乙，将遮光片固定在滑块上，光电门1、2固定在长木板上，长木板下垫着小木片，调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等，这样做的目的是________；
（3）保持（2）中长木板的倾角不变，如图丙，在滑块A的前端粘有橡皮泥，推动滑块A使之运动，并与原来静止在前方的滑块B相碰，碰撞瞬间结为整体继续运动，滑块A、B与斜面的动摩擦因数相同，用数字计时器分别读出遮光片通过光电门1、2的时间、。
（4）已测得滑块A和橡皮泥的总质量，滑块B的质量，则碰前两滑块的总动量为________，碰后两滑块的总动量为________（计算结果保留三位有效数字）。比较碰撞前后的总动量，完成验证。
【答案】 ①. 2.45 ②. 平衡摩擦力 ③. 0.424 ④. 0.422
【解析】
【详解】（1）[1]遮光片的宽度为
（2）[2]光电门1、2固定在长木板上，长木板下垫着小木片，调整长木板倾角使得滑块运动时通过两个光电门的时间相等，即通过光电门的速度相同，则小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。
（3）[3]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，碰前滑块A的速度为
碰前两滑块的总动量为
[4]碰后两滑块的速度为
碰后两滑块的总动量为
12. 在利用单摆测量重力加速度实验中。
（1）为了减小测量周期的误差，应在________位置开始计时和结束计时。
（2）若测得悬点到小球最下端长为l，小球直径为d，则摆长________；该单摆摆动n次全振动所用时间是t，则此单摆的周期是________；用以上直接测量的L、d、t、n表示出重力加速度________；
（3）若某同学测摆长时，忘记测摆球的半径，而只把悬点到小球最下端长度作为摆长，则他根据以上计算式求得的重力加速度________（选填“偏大”“偏小”或“准确”）。
【答案】 ① 最低点 ②. ③. ④. ⑤. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，应在最低点位置开始计时和结束计时。
（2）[2]若测得悬点到小球最下端长为l，小球直径为d，则摆长
[3]该单摆摆动n次全振动所用时间是t，则此单摆的周期是
[4]根据
可得重力加速度
（3）[5]根据
若测摆长时，把悬点到小球最下端长度作为摆长，则摆长偏大，则他根据以上计算式求得的重力加速度偏大。
13. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。
（1）写出该质点简谐运动的表达式；
（2）求出该质点在前20s的总位移和路程。
【答案】（1）；（2）0，100cm
【解析】
【详解】（1）由图可知，周期，又
振幅，初相为
质点的振动方程为
（2）质点振动的时间为
质点振动的位移是
质点振动的路程是
14. 如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于和处，振幅均为，由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为时刻两列波的波形图，此时平衡位置处于和处的O、M两质点刚开始振动。已知两列波同时传播到处的P点处。0~0.2s时间内，平衡位置处于处的质点O运动的路程为。求：
（1）甲波的波速的大小；
（2）时刻质点P到平衡位置距离。
【答案】（1）0.2m/s；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意可知0~0.2s时间内，平衡位置处于处的质点O运动的路程为，即4倍的振幅，则甲波的周期
甲波的波长
甲波的波速
（2）由题意可知 两列波速相等，时间内传播的距离
时刻质点P到平衡位置的距离即两列波叠加后的位移大小
15. 如图所示，光滑水平面上有一质量的小车，小车上表面有一半径为的光滑圆弧轨道，与水平轨道在B点相切，B点右侧粗糙，小车的最右端D点竖直固定轻质弹簧片CD，已知小球与弹簧片碰撞时无机械能损失，BD之间距离为0.3m，一个质量的小球置于车的B点，车与小球均处于静止状态，有一质量的子弹，以速度击中小车并停留在车中，设子弹击中小车的过程时间极短，已知小球与水平轨道间的动摩擦因数，g取。求：
（1）子弹击中小车后的瞬间，小车的速度；
（2）小球再次返回圆弧轨道最低点时，小球的速度大小；
（3）小球最终相对于B点的距离。
【答案】（1）8m/s；（2）8m/s；（3）0.2m
【解析】
【详解】（1）取向右为正方向，子弹打小车过程，子弹和小车系统动量守恒
（2）子弹、小车和小球构成的系统动量守恒
子弹、小车和小球构成的系统机械能守恒
联立可得

（3）小球最终状态是三者共速时
损失的机械能
联立可得
所以相对于B点的距离是