山东省泰安市新泰中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题

新泰中学2021级高二上学期期中考试卷

高中物理

注意事项：

1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2. 请将答案正确填写在答题卡上

一、单项选择题（共有8个小题，每小题3分，只有一个选项符合题意。）

1. 惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动。在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是（ ）

A. 甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动

B. 甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动

C. 乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动

D. 乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动

2. 质量相等的两物体运动的速度随时间变化的图像如图所示。整个运动过程中，两物体的位移大小分别为，合外力做的功分别为、，合外力的冲量大小分别为、，加速度大小分别为、下列关系式正确的是（ ）

A.       B.        C.        D.

3. 许多人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。如图所示，若手机质量为，从离人眼睛约的高度无初速度跌落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到的手机的冲击时间约为，重力加速度，下列分析正确的是（ ）

A. 手机接触眼睛之前的速度约为

B. 手机对眼睛的冲量大小约为

C. 手机对眼睛的作用力大小约为

D. 手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量约为

4. 如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（ ）

A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线

B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为

C. 若图线I的摆长约为，则图线I是在地球表面上完成的

D. 图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为

5. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图1所示，图2为质点的振动图像，则（ ）

A. 该波的波速为

B. 该波沿轴负方向传播

C. 时间内，质点沿轴运动了

D. 时间内，质点运动的路程为

6. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离和船长。已知他自身的质量为，则船的质量为（ ）

A.       B.      C.       D.

7. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为的木块，现有质量为的子弹以大小为的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）

A. 子弹射入木块后的瞬间，速度大小为

B. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于

C. 子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于

D. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒

8.一根长的软绳拉直后放在光滑水平地板上，以绳的中点为坐标原点，沿绳方向为轴，水平面内垂直轴方向为轴，建立图示坐标系。两人分别在绳两端沿轴方向持续有节奏地抖动绳，在绳上形成两列振幅分别为的相向传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列判断正确的是（ ）

A. 经过足够长时间，除点外绳上有9个振动最强点

B. 两人同时开始抖动

C. 经过足够长时间，0点振幅为

D. 点此时振动方向相反

二、多项选择题（共有4个小题，每小题4分，每个小题有多个选项正确，选对得4分，漂选得2分，不选或选错得0分）

9. 如图所示，弹簧上端固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则在小球振动过程中（重力加速度大小为）（ ）

A. 小球最大动能应等于

B. 弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变

C. 弹簧最大弹性势能等于

D. 小球在最低点时受到的弹力等于

10. 期末复习时小艾同学在课本中选取了几幅图片进行了知识回顾，如图所示，他的以下观点说法中正确的是（ ）

A. 如图甲所示，当注射器内装有墨汁，注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，在木板上的墨汁图样，大致表示注射器末端运动规律图像

B. 研究受迫振动的实验如图乙所示，原来静止的四个小球，当摆起来以后，其余三个小球会逐渐摆动起来，它们摆动的振幅不同，但周期相同

C. 观察水波的干涉图样，如图丙所示，两列频率相同的水波相遇后，振动加强点始终处于波峰位置

D. 如图丁所示，是利用水波观察多普勒效应，左侧水波的频率高于右侧的水波频率，是由于振源小球向左侧移动形成的

11. 如图所示，铁块与内壁光滑的半圆形凹槽并排静止在光滑的水平地面上，半圆形凹槽的半径为，直径水平。可视为质点的小球自点正上方高处由静止开始下落，恰好从点进入槽内。已知铁块、半圆形凹槽和小球的质量均为，重力加速度大小为，不计空气阻力，则之后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 开始下落至再次到达最高点的过程中，和组成的系统动量和机械能都守恒

B. 开始下落至第一次到达最低点的过程中，的位移大小为

C. 第一次冲出点后，上升的最大高度为

D. 能获得的最大速度为

12. 如图所示，足够长的木板静止于光滑水平面上，小滑块位于木板的最右端，木板与小滑块之间的动摩擦因数，木板与小滑块质量相等，均为，用大小为、方向水平向右的恒力拉动木板加速运动后将其撤去，系统逐渐达到稳定状态，已知重力加速度取，下列说法正确的是（ ）

A. 木板与小滑块所组成的系统的动量增加量等于拉力的冲量

B. 拉力做功为

C. 小滑块的最大速度为

D. 整个过程中，系统因摩擦而产生的热量为

第II卷（非选择题 共60分）

三、实验题（每个空2分，共14分）

13. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：

（1）如果他测得的值偏小，可能的原因是_________。

A. 测摆线长时测了悬线的总长度

B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了

C. 开始计时时，秒表过迟按下

D. 实验中误将49次全振动数次数记为50次

（2）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期，从而得出一组对应的与的数据如图1所示，再以为横坐标，为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为，则重力加速度__________。（用表示）

（3）同学还利用计算机绘制了两个摆球的振动图像（如图2），由图可知，两单摆摆长之比_______，在时，球振动的方向是___。

14. “枪口比动能”是反映枪支威力的一个参数，已知，式中是子弹离开枪口时的动能，是子弹的横截面积（若子弹是球形，则是过球心的截面圆面积）。某实验小组用如图甲所示的实验装置测量某型号玩具仿真枪的枪口比动能，装置中间立柱上悬挂小摆块，正对枪口处有一水平方向的锥形孔（使弹丸容易射入并与摆块结合为一体）。摆块摆动的最大角度可由刻度盘读出。（重力加速度大小为）实验步骤如下：

（1）用螺旋测微器测量子弹的直径，测量结果如图乙所示，子弹的直径_________；

（2）用天平测量子弹的质量为，摆块的质量为；

（3）将实验仪器固定在水平桌面上，调节支架上端的调节螺丝，使摆块右侧与0刻度对齐；

（4）将玩具仿真枪的枪口正对摆块，扣动扳机打出子弹，记录下摆块的最大摆角；

（5）多次重复实验，计算出摆块最大摆角的平均值；

为完成实验，还需要测量的物理量是_________。该玩具仿真枪的比动能为__________。（用题中所给物理量的字母表示）

四、解答题（共4个小题，46分，10+10+12+14=46，写出必要的文字说明，重要的公式、演算步骤，带数值的要写明数值和单位。只写出最后答案的不得分。）

15. 汽车在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后车向前滑动了，车向前滑动了。已知和的质量分别为和。两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小，求

（1）碰撞后的瞬间车速度的大小；

（2）碰撞前的瞬间车速度的大小。

16. 如图中实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形：

（1）写出这列波的波速表达式：

（2）若波速大小为，波速方向如何？

17. 如图，三个木块的质量均为。置于光滑的水平面上，之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把紧连，使弹簧不能伸展，以至于可视为一个整体，现以初速沿的连线方向朝运动，与相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使与分离，已知离开弹簧后的速度恰为。求弹簧释放的势能。

18.竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块静止于水平轨道的最左端，如图（）所示。时刻，小物块在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当返回到倾斜轨道上的点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块运动的图像如图（）所示，图中的和均为未知量。已知的质量为，初始时与的高度差为，重力加速度大小为，不计空气阻力。

（1）求物块的质量；

（2）在图（）所描述的整个运动过程中，求物块克服摩擦力所做的功；

（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将从点释放，一段时间后刚好能与再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。

高二上学期期中考试

物理参考答案

1——4. CBBD    5——8. DBCA

9. CD【详解】A. 小球在平衡位置时，有 

在平衡位置时动能最大，有，故A错误；

B. 因为运动过程中弹簧与小球组成的系统机械能守恒，因此动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，故B错误；

CD. 从最高点到最低点，重力势能全部转化为弹性势能

最低点加速度大小等于最高点加速度大小，据牛顿第二定律可知

得，故CD正确。

10. ABD【详解】A. 如图甲所示，当注射器内装有墨汁，注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板，在木板上的墨汁图样，大致表示注射器末端运动规律图像，故A正确；

B. 受迫振动的周期与驱动力周期相同，当摆起来以后，其余三个小球周期相同，当受迫振动的小球固有周期与驱动力周期相同时，振幅最大，固有周期跟摆长有关，由于其余三个小球摆长不一样，则它们摆动的振幅不同，故B正确；

C. 振动加强点振动始终是加强的，但位移却不总是最大的，即并不是始终处于波峰位置，故C错误；

D. 是利用水波观察多普勒效应，左侧水波的频率高于右侧的水波频率，是由于振源小球向左侧移动形成的，故D正确。

11. BCD【详解】A. 开始下落至再次到达最高点的过程中，和组成的系统水平方向由于受到铁块的作用力，则水平方向动量不守恒；竖直方向受合力不为零，则动量也不守恒，即和组成的系统动量不守恒；因为铁块对做功，则和组成的系统机械能不守恒，A错误；

B. 开始下落至第一次到达最低点的过程中，设向左的位移为，则由人船模型可知

的位移大小为，选项B正确；

C. 第一次到达最低点时，速度向左，大小为，速度向右，大小为，则

由能量关系

解得，

当从最低点滑到右侧点时，减速，铁块与分离，则此时对系统

解得，选项C正确；

D. 当从右端滑下经过最低点时，速度交换，能获得的最大速度为，选项D正确。故选BCD.

12. ACD【详解】A. 对系统由动量定理可得，木板与小滑块组成的系统的动量增量一定等于拉力的冲量，选项A正确；

B. 若木板与小滑块相对静止一起加速运动，则拉力不能超过，

拉力为，大于，故二者发生相对滑动，对木板由牛顿第二定律

解得

内木板的位移

拉力做功，选项B错误；

C. 二者共速时，小滑块的速度最大，据，

解得，

选项C正确；

D. 整个过程中，对系统由能量守恒可知

解得

选项D正确。故选ACD。

13.   B         轴负方向

【详解】（1）[1]A. 测摆线长时测了悬线的总长度，测得摆长偏大，则根据重力加速度的表达式

可知测得的值偏大，故A错误；

B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大了，由

可知测得的值偏小，故B正确；

C. 开始计时时，秒表过迟按下，测得的时间偏小，周期偏小，则测得的值偏大，故C错误；

D. 实验中误将49次全振动数次数记为50次，由

求出的周期偏小，测得的值偏大。故D错误，

故选B。

（2）[2]根据重力加速度的表达式

可知图线斜率，

则

（3）[3][4]由振动图线知，两单摆的周期比为，由知，两单摆摆长之比

由公式：

可得

由图象可知，在时，球振动的方向沿着轴向下运动，故方向为沿轴负方向。

14.     摆线的长度     

【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为

（5）[2]还需要测量的物理量是摆线的长度；

[3]根据机械能守恒定律有

根据动量守恒定律有

联立解得

又因为

则该玩具仿真枪的比动能为

15. （1）；（2）

【详解】（1）设车质量为，碰后加速度大小为，根据牛顿第二定律有

式中是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有

联立并代入数据解得

（2）设车的质量为，碰后加速度大小为。根据牛顿第二定律有

设碰撞后瞬间车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有

设碰撞后瞬间车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有

联立并代入数据解得

16.

【详解】设碰后和的共同速度的大小为，由动量守恒得

设离开弹簧时，的速度大小为，由动量守恒得

设弹簧的弹性势能为，从细线断开到与弹簧分开的过程中机械能守恒，有

得弹簧所释放的势能为

17.（1）波向右传播，；

波向左传播，；

（2）波向左传播

【详解】（1）若该列波向右传播，则

解得：

则波速为

若该列波向左传播，则

解得

则波速为

（2）若波速大小为，向右传播

解得不为整数；向左传播

解得

综上所述可知若波速大小为，波向左传播。

18.（1）；（2）；（3）

【详解】（1）物块和物块发生碰撞后一瞬间的速度分别为、，弹性碰撞瞬间，动量守恒，机械能守恒，即

联立方程解得，

根据图像可知

解得

（2） 设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律，当物块沿斜面下滑时

由图像知

当物体沿斜面上滑时

由图像知

解得

又因下滑位移

则碰后反弹，沿斜面上滑的最大位移为

其中为点离水平面得高度，即

解得

故在图（）描述的整个过程中，物块克服摩擦力做的总功为

（3）设物块在水平面上最远的滑行距离为，设原来的摩擦因数为，则以和组成的系统，根据能量守恒定律有

设改变后的摩擦因数为，然后将从点释放，恰好能与再次碰上，即恰好滑到物块位置时，速度减为零，以为研究对象，根据能量守恒定律得

又据（2）的结论可知

得

联立解得，改变前与改变后的摩擦因素之比为