上海市华东师范大学第二附属中学2025_2026学年高二上学期期中物理试题【附解析】

这是一份上海市华东师范大学第二附属中学2025_2026学年高二上学期期中物理试题【附解析】，共16页。
（试卷共4页，答题纸共2页）
特别提示：
1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分：标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项，漏选给一半分，错选、多选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。
2．在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小均取。
一、古代技艺（8分）
鱼洗盆是青铜铸造的发声器，独竹漂则是水上轻功技艺，两者都体现了古人对自然规律的深刻理解和高超的工艺水平。
1. 在鱼洗盆里注入水如图，装水后盆的固有频率为。现用双手不停摩擦鱼洗盆的双耳，盆里的水会溅起来。当双手摩擦双耳的频率为时，盆和水的振动频率为________。双手摩擦双耳的频率越大，溅起的水的高度________（选涂：A.一定 B.不一定 C.一定不）越高。
2. 独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿点，一位摄影爱好者用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并选取了两张进行对比，其简化如下图。经过测量发现，甲、乙两张照片中、两点的水平间距约为，乙图中竹竿右端距离河岸约为。照片的比例尺为。已知竹竿的质量约为，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】1. ①. f ②. B 2. B
【解析】
【1题详解】
[1]盆和水做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，因此盆和水的振动频率为f；
[2]只有当驱动力的频率等于盆的固有频率时，盆产生共振，振幅最大，溅起水的高度最高，如驱动力的频率偏离，振幅减小，水的高度不一定升高。
故选B。
【2题详解】
人和竹竿组成的系统动量守恒，可以看成人船模型，设人的质量为M，速度为，移动的位移为，竹竿的质量为m，速度为，移动的位移为，选取人的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得
结合题意可知，
整理可得
代入数据解得
故选B。
二、弹簧振子（20分）
简谐振动是最简单、最基本的振动。一端固定的理想轻质弹簧连接一个可以视作质点的物体所构成的弹簧振子模型就可以用来演示简谐振动。
3. 如图（a）所示，弹簧振子在光滑的杆上沿水平方向做简谐运动。当时小球位于平衡位置。点为平衡位置，、为两侧位移最大的位置。
（1）在图（b）中画出振子在一个周期内的动能随时间变化的大致图像______。
（2）若振子运动到最大位移处时，一小块黏土刚好无初速度地落上去，则此时包含黏土在内的整个弹簧振子系统的机械能________；若振子经过平衡位置时，相同的黏土刚好无初速度落上去，则此时包含黏土在内的整个弹簧振子系统的机械能________。（均选涂：A.变大 B.变小 C.不变）
4. （论证）若将劲度系数为的轻质弹簧竖直悬挂，在其下端固定一质量为的小球（可视为质点）。从弹簧原长处由静止释放小球，不计空气阻力，重力加速度大小为，论证小球做简谐运动。
5. 如图所示，从弹簧原长处由静止释放小球沿轴线自由振动，一垂直于的弹性长绳与振子固定相连，沿绳方向为轴，沿弹簧轴线方向为轴。（忽略轻绳对弹簧振子振动的影响）
（1）弹簧振子振动后，某时刻记为时刻，振子的位移随时间变化关系满足。绳上产生一列沿轴正方向传播的简谐横波，则时的波形图为（ ）
A. B. C. D.
（2）如图（b）所示，实线为时刻绳子的波形，虚线为时刻绳子的波形，为处的质点。时刻点的振动方向为________，绳波的传播速度可能为________m/s。在时刻，质点所处位置的坐标为________m。
【答案】3. ①. ②. C ③. B
4. 见解析 5. ①. A ②. y轴负向 ③. （n=0，1，2⋯） ④. （4，-0.1）
【解析】
【3题详解】
[1]在t=0时振子在平衡位置，速度最大，则动能最大，以后每次经过平衡位置时动能都是最大，则振子在一个周期内的动能随时间变化的大致图像如图
[2]若振子运动到最大位移处时，一小块黏土刚好无初速度地落上去，则此时弹簧弹性势能不变，即包含黏土在内的整个弹簧振子系统的机械能不变，故选C；
[3]若振子经过平衡位置时，相同的黏土刚好无初速度落上去，则此时由动量守恒定律
可知包含黏土在内动能变为
可知动能减小，则整个弹簧振子系统的机械能减小，故选B。
【4题详解】
设小球在平衡位置时弹簧伸长量为x0，有kx0=mg
以平衡位置为坐标原点、向下为正方向建立直线坐标系，设某时刻小球向下运动位移为x，有F回=mg-k（x0+x）=-kx
因为F回正比于x且方向与位移x相反，故小球的运动是简谐运动。
【5题详解】
（1）[1]波沿x轴正方向传播，波源开始起振时位于平衡位置且振动方向沿y轴负向，因此t=T时的波形图如图A所示。
（2）[2][3]振源在坐标原点，绳子上产生的波只能向右传播，由“同侧法”可知，时刻点的振动方向为沿y轴负向；
由t0到t0+0.2s波传播的距离为
Δx=nλ+λ=（4n+1）m（n=0，1，2⋯）
则波速为（n=0，1，2⋯）
由题意得（n=0，1，2⋯）
可得（n=0，1，2…）
以t0时刻为计时起点，质点P位移y随时间变化的关系式
在t0+1.0s时刻，质点P位移（n=0，1，2…）
则质点P所处位置的坐标为（4，-0.1）m。
三、篮球运动（11分）
篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱；实际过程中，需考虑空气阻力对篮球的影响，假设不考虑篮球的大小。
6. 若篮球运动过程中所受空气阻力大小恒定，方向与速度方向相反。以向下为正方向，篮球竖直向上抛出后，其动量随时间变化的图像如图所示，则根据图像，篮球所受空气阻力的大小为（ ）
A. B. C. D.
7. 若篮球在运动过程中所受空气阻力大小与其速率的关系满足（为常数）。零时刻，将原来静止的质量为的篮球以大小为的初速度竖直向上抛出，篮球落回至抛出点时速度大小为，不考虑水平风力的影响。
（1）若取竖直向上为正方向，定性画出篮球在上述过程中的图像。
（2）求上述过程中篮球的运动时间。
【答案】6. A 7.
（1）（2）
【解析】
【6题详解】
由题意可得，在篮球上升过程中，有
篮球下落过程中，有
联立解得
故选A。
【7题详解】
(1)上升过程中，根据牛顿第二定律有
下降过程中有
可知上升过程中，由于速度减小，加速度逐渐减小，下降过程中，速度逐渐增大，则加速度逐渐减小，如图所示。
(2)根据动量定理，则有，
由运动学公式有位移，根据题意可知，篮球上升过程和下落过程位移大小相等，则有
运动总时间
联立解得
四、汽车安全（10分）
汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标，汽车在设计过程中为了保障安全，需要进行各种测试。
8. 安全气囊是汽车上一种重要的被动安全保护装置。当汽车发生激烈碰撞时，安全气囊有助于减小人跟车碰撞过程中（ ）
A. 人的动量的变化量B. 人的动能的变化量
C. 汽车对人的作用力D. 汽车对人作用力的冲量
9. 在某安全气囊的性能测试中，质量的头锤（可视为质点）从距气囊表面某一高度处由静止下落，与正下方的气囊发生碰撞，如图甲。以头锤到达气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向的作用力随时间变化的规律如图乙所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度为，不计空气阻力，取向下为正方向。
（1）头锤与安全气囊碰撞过程中的动量改变量________。（结果保留小数点后一位）
（2）碰撞过程中力的冲量大小为________，气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值为________。（结果均保留小数点后一位）
【答案】8. C 9. ①. [1] ②. [2]-219.4
[3]4388.0
【解析】
【8题详解】
AB．人跟车碰撞过程中，人的初末速度确定，动量变化量，动能变化量都是确定，不能改变，AB错误；
C．安全气囊通过延长碰撞时间，根据动量定理I=F⋅t=Δp（Δp固定），时间t增大则作用力F减小，从而减小汽车对人的作用力，C正确；
D．汽车对人的冲量I=Δp（固定），安全气囊不改变冲量大小，D 错误。
故选C。
【9题详解】
(1)[1]头锤下落至气囊表面时的速度：由自由落体 ，（向下为正方向）
碰撞后上升的速度：由 ，（负号表示向上）
动量的变化量
(2)[2]对碰撞过程用动量定理，
代入数据可得 (负号表示方向向上)
[3]图像的面积表示冲量的大小
解得
五、电流的磁场（13分）
受奥斯特的启发我校物理兴趣小组产生了探究电流周围磁场的兴趣。
10. 李同学用磁传感器探测通电螺线管的磁感应强度，如图甲，在轴线上的a、b、c三点和外侧的d点中，磁感应强度最大的是________（选涂：A.a点 B.b点 C.c点）若可转动的小磁针放在c点，小磁针静止时极指向为________（选涂：A.向上 B.向下 C.向左 D.向右）
11. 刘同学用一根导线围成回路，如图丙，和是圆心为、半径分别为和的同心圆弧，在处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列现象正确的是（ ）
A. 边垂直纸面向里运动
B. 线框将向右平动
C. 边垂直纸面向里运动
D. 线框将在纸面内绕通过点并垂直纸面的轴转动
12. 实验之余，某同学将两块条形磁铁和的、极相对。如图，并思考了以下物理问题。假设磁铁、质量分别为、，它们与桌面之间的动摩擦因数相等，同时静止释放，在它们相互接近过程中（ ）
A. A、B组成的系统动量守恒
B. A、B组成的系统机械能守恒
C. 任一时刻A的动量大小比B的大
D. A、B的机械能之和都比上一时刻小
E. A、B的动量之和不为零
【答案】10. ①. C ②. D 11. C 12. CE
【解析】
【10题详解】
[1]磁感线是封闭曲线，螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同。由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，磁感应强度最大。
故选C
[2]由安培定则可知，c处磁场方向向右，而小磁针静止时极指向应为该处磁场的方向。
故选D。
【11题详解】
处载流直导线中电流方向垂直纸面向外，由安培定则可知，磁感线是以导线为圆心的一系列同心圆，方向为逆时方向，所以和所在处的磁场方向分别为垂直于和斜向上，由左手定则可判断，边受安培力方向为垂直纸面向外，边受安培力方向为垂直纸面向里，从右侧观察线框KLMN做逆时针转动。
故选C。
【12题详解】
A．因磁铁、与桌面之间的动摩擦因数相等，设为，则桌面对A的摩擦力，桌面对B的摩擦力，在它们相互接近过程中，方向向左，方向相右，A、B组成的系统合外力不为零，所以动量不守恒，故A错；
BD．磁铁、相互接近过程中，磁场能减小转换为系统的机械能，而两个摩擦力、均对系统做负功又使机械能减小转换为内能，因机械能的增加量与减小量的关系不确定，故系统机械能是否守恒、是否增大或减小都不能判断，故BD错；
CE．根据牛顿第三定律知，磁铁、之间的相互吸引力等大反向，设大小为F，作用时间t相同，设向右的方向为正方向
对A由动量定理得
同理对B有
由以上两式可知，两者的动量之和
故CE正确。
故选CE。
六、摆（38分）
物体的摆动是生活中常见的物理现象，像秋千、钟摆等等，都能在竖直平面内周期性地来回“摆动”，他们都包含了摆的科学原理。
13. 摆钟结构如图，旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动。若钟摆可简化为单摆。为使一个每小时走慢了1分钟的摆钟走时准确，下列操作正确的是（ ）
A. 增加圆盘的质量B. 增大钟摆摆动的振幅
C. 调节螺母使圆盘沿摆杆上移D. 把摆钟从北京移至上海
14. 如图，一单摆的摆长为，摆球质量，用力将摆球从最低点在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角，到达点后从静止开始释放。
（1）摆球摆动过程中，回复力由________提供，下列图像中能正确反映摆球所受回复力和位移关系是（ ）
A. B. C. D.
（2）如摆球静止在点时，给摆球一个水平向左速度，经过时间摆球刚好达到与悬点O等高的C点（图中未画出），则在该过程中绳子对摆球的拉力的冲量为________。
15. 利用单摆可测重力加速度。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用________（选填选项前的字母）。
（A）长度为左右的弹性绳 （B）长度为左右的细线
（C）长度为左右的细线 （D）直径为的塑料球
（E）直径为的铁球
（2）选用最合理的装置进行实验，为测量周期，应使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达________（选涂：A.最高点 B.最低点 C.任意一点）时启动秒表开始计时，理由为________________________
（3）该同学测出不同摆长时对应的周期，作出图线，如图所示，再利用图线上任意两点、的坐标、，可求得________。
（4）若该同学测量摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则以上述方法算得的值和真实值相比________（选涂：A.偏大 B.偏小 C.不变）。
16. 利用单摆模型，小华同学设计了。如图所示的装置来研究碰撞与能量。他将一个质量为的金属小球当作摆锤，用长为的细线悬挂在铁架台的点。一质量的小滑块静置于水平轨道处，位于点正下方。将向左拉开角度由静止释放，在最低点恰好与发生完全弹性碰撞。滑块与轨道间动摩擦因数，忽略空气阻力与细线的质量。（结果均保留两位有效数字）
（1）与碰撞前瞬间的速度；
（2）与碰撞后瞬间物块的速度；
（3）与碰撞后第一次回到最低点时，与点之间的距离。
【答案】13. C 14. ①. 摆球的重力沿着切线方向的分力 ②. D ③.
15. ①. CE ②. B ③. 摆球运动到最低处速度最大，摆球停留时间短，时间测量的误差小。 ④. ⑤. C
16. （1）1.3m/s；（2）1.6m/s；（3）0.51m
【解析】
【13题详解】
每小时走慢1分钟的摆钟，即周期变大了，则为了走时准确，应该减小周期，根据，则
A．增加圆盘的质量不能减小单摆的周期，A错误；
B．增大钟摆摆动的振幅不能减小单摆的周期，B错误；
C．调节螺母使圆盘沿摆杆上移可减小摆长，从而减小单摆的周期，C正确；
D．把摆钟从北京移至上海，重力加速度减小，则周期变大，D错误。
故选C。
【14题详解】
（1）[1]摆球摆动过程中，回复力由摆球的重力沿着切线方向的分力提供；
[2]单摆做简谐运动时，根据回复力公式F=-kx，则F-x图像为D。
故选D。
（2）[3]摆球动量的变化量为，方向向左；重力的冲量为，方向向下；
则由动量定理可知绳子对摆球的拉力的冲量为
【15题详解】
（1）[1]组装单摆时，应选用长度为1m左右的细线以及直径为1.8cm的铁球，故选CE；
（2）[2][3]为测量周期，应使摆球在竖直平面内摆动稳定后，当摆球到达最低点时启动秒表开始计时（选B），理由为摆球运动到最低处速度最大，摆球停留时间短，时间测量的误差小。
（3）[4]根据
可得
由图像可知
解得
（4）[5]若该同学测量摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则由根据
可得
图像的斜率不变，则重力加速度的测量值不变。故选C。
【16题详解】
（1）由机械能守恒定律可知
解得
（2）P与Q碰撞由动量守恒和能量关系可知，
联立解得，
（3）P与Q碰撞碰后，P的摆角满足
即，则可将其看做单摆，第一次回到最低点的时间为
滑块Q碰后做匀减速运动的加速度为
停止运动的时间为
则当P第一次回到最低点时，滑块Q已经停止运动，则距离A点的距离