黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2022-2023学年高二物理上学期期中试卷（Word版附解析）

哈师大附中2021级高二学年上学期期中考试物理学科试题

一、单选题（每题4分，每题只有一个选项符合题目要求，选错不得分。）

1．如图所示，一质点做简谐运动，O点为平衡位置，质点先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1s，质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12cm。则质点的振动周期和振幅分别为（　　）

A．3s，6cm B．4s，9cm

C．4s，6cm D．2s，8cm

【答案】C 2.2022年冬奥会在北京和张家口举行，其中短道速滑接力是很具观赏性的项目。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上。对两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是(　　)

A．两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零

B．两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零

C．两运动员的动量变化量一定相同

D．两运动员组成的系统动量和机械能均守恒

答案　B

3.我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料,下列说法不正确的是(　　)

A.地球的地理两极与地磁两极不重合

B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近

C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D.在赤道上小磁针的N极在自由静止时指向地理北极附近

答案C　

4．浮吊船又称起重船，由可在水面上自由移动的浮船和船上的起重机组成，可以在港口内将极重的货物移至任何需要的地方。如图所示，某港口有一质量为M＝20 t的浮吊船，起重杆OA长l＝8 m。该船从岸上吊起质量为m＝2 t的重物，不计起重杆的质量和水的阻力，开始时起重杆OA与竖直方向成60°角，当转到杆与竖直方向成30°角时，浮吊船沿水平方向的位移约为(　　)（计算中取=1.732）

A．0.27 m  B．0.31 m C．0.36 m D．0.63 m

答案　A

5．如图所示电路中，定值电阻R2＝r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1，且R1＞R2＋r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是(　　)

A．电源的输出功率变小

B．R2消耗的功率先变大后变小

C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小

D．以上说法都不对

答案　C

6.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从木板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是(　　)

A．弹簧压缩量最大时，A的运动速率最小

B．B板的加速度一直增大

C．弹簧给木块A的冲量大小为

D．弹簧的最大弹性势能为

答案　D

7．一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。时振子的位移为，时位移为，则（　　）

A．若振幅为，振子的周期可能为

B．若振幅为，振子的周期可能为

C．若振幅为，振子的周期可能为

D．若振幅为，振子的周期可能为

【答案】C

8．如图是用高压水枪清洗汽车的照片。设水枪喷出水柱的截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面冲击汽车后沿原方向的速度为零。已知高压水枪的质量为M，水的密度为ρ。 下列说法不正确的是(　　)

A．水柱对汽车的平均冲力大小为ρπD2v2

B．高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρvπD2

C．高压水枪喷出水柱的直径D减半时，水柱对汽车的平均冲力加倍

D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时，水柱的压强变为原来的4倍

答案　C

二、多选题（每题4分，每题有多个选项符合题目要求，选对但不全的得2分，选多或选错不得分。）

9.关于对电磁波的理解及其应用,下列说法正确的是(　　)

A.可见光不属于电磁波

B.紫外线可以用于消毒

C.雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的

D.夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的

答案BCD

10．如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ，则（　　）

A．过程Ⅰ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒

B．过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒

C．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒

D．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒

答案BD

11．电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的，如图甲、乙所示分别是电压表、电流表的改装图，以下说法正确的是（　　）

A．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，可以给并联电阻再串一个较小的电阻

B．若改装后的电流表示数比标准表稍大一些，可以给并联电阻再并一个较大的电阻

C．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，可以给串联电阻再串联一个较大的电阻

D．若改装后的电压表示数比标准表稍大一些，可以给串联电阻再并联一个较大的电阻

答案AB

12．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移随时间变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧在第1s末与第5s末的长度相同

B．第3s末弹簧振子的位移大小为

C．第3s末到第5s末，弹簧振子的速度方向不变

D．从第1s末到第3s末的四分之一周期时间内，振子通过的路程为A

答案BC

13．在如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是(　　)

A．图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况

B．图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况

C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数的变化量ΔI的比值变大

D．此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数的变化量ΔI的比值不变

答案　ABD

14．如图所示，光滑的水平面上有P、Q两个固定挡板，A、B是两挡板连线的三等分点。A点处有一质量为m2的静止小球2，紧贴P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球1以速度v0向右运动并与小球2相碰。小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点。已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，则两小球的质量之比m1∶m2可能为(　　)

A．3∶1 B．1∶3 C．1∶5 D．1∶7

答案　ABD

三、实验题（15题6分，16题8分，共14分）

15．某实验小组用实验的方法“探究影响单摆周期的因素”。

（1）同学们组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示

这样做的目的是____________

A．可使周期测量得更加准确

B．保证摆动过程中摆长不变

C．保证摆球在同一竖直平面内摆动

D．需要改变摆长时便于调节

（2）他们组装好单摆后，在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量出从悬点到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为__________mm，单摆摆长为_____________m。(结果保留四位小数）

（3）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是_____（选填“”“”“”），若图线斜率为，则重力加速度________（用表示）。

答案：     BD     13.0     0.9925        

16．如图甲，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。

A．小球开始释放的高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的水平射程

(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。

然后，把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)。

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放的高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________________(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______________________(用(2)中测量的量表示)。

(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________。

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________。（此结果保留三位有效数字）

答案　(1)C　(2)ADE

(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP

m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2

(4)14　2.9　1.01

四、解答题（17题8分，18题10分，19题12分，共30分）

17．一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。

（1)由图中信息写出此简谐振动的振幅、圆频率及这个简谐运动的位移随时间变化

的关系式。(用正弦函数表示)

(2)从t＝0到t＝6.5×10－2 s的时间内，振子通过的路程为多大？

答案　(1)x＝2sin cm　或x＝2sinπt+）cm(2)26 cm

解析　(1)由图像可知T＝2×10－2 s，A＝2 cm，

圆频率为ω＝＝ rad/s＝100π rad/s

由图像可得初相位φ0＝－

则位移随时间变化的关系式为

x＝2sin cm。（x＝2sinπt+）cm也可给分）

(2)从t＝0到t＝6.5×10－2 s，Δt＝6.5×10－2 s＝T

一个周期内振子通过的路程为4A，所以在t＝0到t＝6.5×10－2 s的时间内，振子通过的路程s＝×4A＝13A＝13×2 cm＝26 cm。

18.如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端分别与木块B、C相连，弹簧处于原长状态。现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，二者碰撞时间为t，且碰撞时间极短。

(1)A、B碰撞过程中，求A对B的平均作用力大小F；

(2)在以后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能Ep。

答案　(1)　(2)mv

解析　(1)设A、B碰撞后瞬间的速度为v1，碰撞过程A、B组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有：mv0＝2mv1

解得：v1＝v0，

在A、B碰撞过程中，对B由动量定理有：

Ft＝mv1－0

解得：F＝。

(2)当A、B、C具有共同速度v时，弹簧具有最大弹性势能Ep，A、B碰撞后至A、B、C速度相同的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒，有：2mv1＝3mv，

根据A、B碰撞后系统机械能守恒得：

×2mv＝×3mv2＋Ep

解得：Ep＝mv。

19.如图所示，质量M＝0.4 kg的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板间的距离L＝0.5 m，某时刻另一质量m＝0.1 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝2 m/s的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2，小滑块始终未脱离长木板。求：

(1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰；

(2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。

解析　(1)小滑块滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒：mv0＝(m＋M)v1

解得：v1＝0.4 m/s

对长木板：μmg＝Ma

得长木板的加速度：a＝0.5 m/s2

自小滑块刚滑上长木板至两者达到相同速度：v1＝at1

解得：t1＝0.8 s

长木板向右运动的位移：x＝at

解得：x＝0.16 m<L＝0.5 m

设两者达到相同速度后经t2时间长木板碰撞竖直挡板，有：L－x＝v1t2

解得：t2＝0.85 s

故长木板与竖直挡板相碰所需时间：

t＝t1＋t2＝1.65 s。

(2)长木板碰竖直挡板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒：mv1－Mv1＝(m＋M)v2

最终两者的共同速度：v2＝－0.24 m/s

对全过程，由能量守恒定律有：

μmgs＝mv－(m＋M)v

解得小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离：s＝0.928 m。

答案　(1)1.65 s　(2)0.928 m