河南省开封五县2022-2023学年高二上学期期中联考物理试卷

2022——2023学年开封五县联考高二物理试卷

（分数：120分  时间：90分钟）

一、单选题（每小题只有一个选项正确，每小题3分，共15小题，45分）

1．一质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系曲线如图。由图可知（     ）   

A．质点振动的频率是4Hz

B．质点振动的振幅是4cm

C．在t=3s时，质点的速度为最大

D．在t=4s时，质点所受的回复力为零

2．简谐运动属于下列哪种运动(    )

  A．匀速直线运动  B．匀加速直线运动

  C．匀变速运动       D．非匀变速运动

3．两个弹簧振子，甲的固有频率为f ，乙的固有频率为8f ，若它们均在频率为9f的驱动力作用下做受迫振动，则（     ）

  A．振子甲的振幅较大，振动频率为f      B．振子乙的振幅较大，振动频率为9f

  C．振子甲的振幅较大，振动频率为9f     D．振子乙的振幅较大，振动频率为8f

4．盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以v1、v2两种速度拉动，且v2=2v1，得到如图所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为（     ）

  A．T2=T1   B．T2=2T1           C．T2=4T1     D．T2=T1/4

5．关于如图所示的波形图，下列说法中不正确的是(　  　)

  A．该列波的振幅是0.1 m

  B．x＝15 cm处质点的位移是0.1 m

  C．若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向                                                       

  D．质点A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向

6．如图所示，一质量为m的木块放在质量为M的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是Ffm，在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动，为使小车能跟木块一起振动，不发生相对滑动，则简谐运动的振幅不能大于(　　)

A．　　  B．

C．　　  D．

7．太原某高中学校上体育课时，一学生为了检查篮球内的气体是否充足，于是将篮球自离地面高0.8 m处以3 m/s的初速度竖直向下抛出，篮球与地面相碰后竖直向上弹起的最大高度为0.45 m．已知篮球的质量为1 kg，球与地面接触时间为0.5 s，若把在这段时间内篮球对地面的作用力当成恒力处理，则此力的大小为(空气阻力不计，g取10 m/s2)(　　)

A．6 N　  B．16 N　

C．26 N　  D．36 N

8．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)．设b光的折射率为nb，则下列说法错误的是(　　)

A．在水中，a光的波长比b光的长

B．在水中，a光的传播速度比b光的大

C．复色光圆形区域的面积为S＝

D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹间距比b光的窄

9．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人．在研究青蒿素的化学结构中，研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构．在做单缝衍射实验中，下列说法错误的是(　　)

A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄

B．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽

C．衍射条纹中央条纹最宽

D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄

10．物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(　　)

A．天线发出的两种无线电波必须一样强

B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉

C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定

D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合

11．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球叠放在一起，从高度为h处自由落下，且h远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m2＝3m1，则小球m1反弹后能达到的高度为(　　)

A．h　  B．2h

C．3h　  D．4h

12．如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量为m＝2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F＝36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4 N，重力加速度g取10 m/s2.无人机悬停在距离地面高度H＝100 m处，某时刻由于动力设备发生故障，无人机突然失去升力而坠落至地面(无反弹)，若与地面的作用时间为t2＝0.2 s，则地面所受平均冲力的大小为(　　)

A．396 N  B．412 N

C．416 N  D．392 N

13．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度，时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，下列图形中哪个可能是时的波形（　　）

A． B．

C． D．

14．某同学做“探究平抛运动的特点”实验。该同学先用图所示的器材进行实验。他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到质量相等的A、B两球同时落地。关于本实验，下列说法正确的是（　　）

A．实验现象可以说明平抛运动，在水平方向上是匀速直线运动

B．落地时A、B两球的动量相同

C．落地时A、B两球重力的瞬时功率相同

D．改变打击小球的力度，A球落地时重力的瞬时功率也将改变

15．如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，，。一束单色光与边成角从边的中点射入棱镜，棱镜对该单色光的折射率，该单色光从棱镜内第一次射出时的出射角为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题(每题4分，共20分)

16．某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（　　）

A．图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射

B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大

C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹

17．质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（　　）

A．时物块的动能为零

B．时物块回到初始位置

C．时物块的动量为

D．时间内F对物块所做的功为

18．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时弹簧正好为原长，则物体在振动过程中（     ）

  A．物体最大动能应等于mgA   

  B．弹簧的弹性势能和物体动能总和保持不变

  C．弹簧最大弹性势能等于2mgA   

  D．物体在最低点时弹力大小应为2mg

19．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”。  光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是（       ）

  A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界

     面上发生全反射

  B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

  C．波长越短的光在光纤中传播的速度越小

  D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大

20．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，两波源的振幅均为A=2cm.图示为时刻两列波的图象（传播方向如图），此刻平衡位置处于和0.8的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，关于各质点运动情况判断正确的是 (      )                                         

A．t=0时刻，质点P、Q都沿轴负向运动   B．t=0.75S时刻，质点P、Q都运动到M点

C．经时间t=1S，质点P通过的路程为8cm    D．t=1S时刻，质点M的位移为－4cm

三、实验题(21题6分，22题8分，共14分)

21．某实验小组的同学利用单摆测量了当地的重力加速度，实验时进行了如下操作：

a.让细线穿过小球上的小孔，制成一个单摆；

b.将单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂；

c.用毫米刻度尺测出线长（准确到mm），并用游标卡尺测出小球的直径d，则摆长为；

d.将摆线拉开一个角度，角度小于5°，由静止释放摆球，用秒表记录单摆完成30次（或50次）全振动的时间，求出周期；

e.改变摆长，重复d操作，记录多组实验数据。

回答下列问题：

（1）步骤c中，游标卡尺的读数如图甲所示，则摆球的直径为___________mm；

（2）步骤d中，开始计时时，摆球的位置应在___________（填“最高点”或“最低点”），该小组的同学用秒表记录了50次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为___________s；

（3）同学利用步骤e中的实验数据描绘出了图像，如图丙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小g=___________（结果保留两位小数）。

22．为验证“动量守恒定律”，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

（1）用天平测出入射小球质量为，被碰小球质量为，两球质量关系应满足________（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2） 若用图甲所示装置进行实验，还需要用游标卡尺测出小球直径，如图丙所示小球直径d=_______mm。在图甲中“验证动量守恒定律”的表达式（用图甲装置中的字母表示）为_______；

（3）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过仅测量________间接解决这个问题。若用图乙所示装置进行实验会更加简单，“验证动量守恒定律”的表达式（用图乙装置中的字母表示）为________。

四．解答题

23.弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴

做振幅为8cm的简谐运动。在t=0.5s时，绳上形成如图所示的波形。求:

(1)该波的波长、周期和波速；

(2)从图示时刻起，位于x2=45cm的质点N恰好第三次沿y轴正向通过平衡位置所需的

时间。 

24.如图所示，半径为R的竖直光滑半圆轨道DE与水平光滑轨道CD在D点连接，开始时可视为质点的物体A、B静止在CD上，A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧(弹簧与 A、B 不连接)。某时刻解除锁定，在弹力作用下A向左运动，B向右运动，B沿轨道经过E点后水平抛出，落点P与D点间距离为2R。已知物体 A的质量为2m，物体B的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，求:

(1)物体B经E点抛出时速度的大小； 

(2)物体B经D时速度的大小；

(3)锁定状态的弹簧具有的弹性势能。

25.滑板运动是极限运动的鼻祖，很多极限运动都是由滑板运动延伸而来的。如图所示是一个滑板场地，OP段是光滑的圆弧轨道，半径为0.8m。PQ段是足够长的粗糙水平地面，滑板与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2。滑板手踩着滑板A从O点由静止滑下，到达P点时，立即向前起跳。滑板手离开滑板A后，滑板A以速度v1=2m/s              返回，滑板手落到前面相同的滑板B上，并随同滑板B向前滑动。已知滑板的质量m=5 kg，滑板手的质量是滑板的9倍，g取10m/s2。(不考虑滑板的长度以及人和滑板间的作用时间)求:

(1)滑板手落到滑板B上瞬间，滑板B的速度；

(2)滑板B滑行的距离。

1——15    CDBAB   ACDDC  DCBCC

16 ACD    17 AD   18． CD    19．AC    20．ACD 

21．【答案】 18.6     最低点     95.1     9.86

【分析】

解：（1）[1]游标卡尺主尺读数为18mm，游标尺的第6个刻度线与主尺的某刻度线对齐，读数为6×0.1mm=0.6mm

因此摆球的直径为

（2）[2]摆球经过最低点时小球速度最大，容易观察和计时。

[3]由图乙所示秒表可知，分针示数为60s，秒针示数为35.1s，秒表读数。

（3）[4]由单摆的周期公式得

由图像可得

可解得

22．【答案】 大于     14.40     m1OP=m1OM+m2O′N     水平射程     m1OP=m1OM+m2ON

【分析】

（1）[1]为防止入射球碰后反弹，则入射球的质量应该大于被碰球的质量，即两球质量关系应满足。

（2）[2]小球直径d=14mm+0.05mm×8=14.40mm

[3]由动量守恒定律要验证的关系是m1v0=m1v1+m2v2

小球在空中做平抛运动的时间t相等，小球的水平位移与水平速度成正比，可以用小球的水平位移表示其水平速度，所以有：m1OP=m1OM+m2O′N

（3）[4]实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，由于小球在空中做平抛运动的时间t相等，根据x=vt可知，小球的水平位移与水平速度成正比，可以通过仅测量水平射程间接解决这个问题。

[5]若用图乙所示装置进行实验，由动量守恒定律要验证的关系是m1v0=m1v1+m2v2

小球在空中做平抛运动的时间t相等，小球的水平位移与水平速度成正比，可以用小球的水平位移表示其水平速度，所以有m1OP=m1OM+m2ON

23.（1）   （2）t=9s

24.（1）   （2）   （3）3.75mgR

25.（1）4.2m/s   （2）4.41m