2023-2024學年天津市河西區(qū)高二（下）期中物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年天津市河西區(qū)高二（下）期中物理試卷一、選擇題（共48分）1.一個物體在下述運動中，動量不發(fā)生變化的是(

)A.勻速直線運動 B.勻速圓周運動 C.平拋運動 D.豎直上拋運動2.如圖所示，足夠長的固定光滑斜面傾角為θ，質量為m的物體以速度v從斜面底端沖上斜面，達到最高點后又滑回原處，所用時間為t。對于這一過程，下列判斷正確的是(

)A.斜面對物體的彈力的沖量為零 B.物體受到的重力的沖量大小為mgt

C.物體受到的合力的沖量大小為零 D.物體動量的變化量大小為零3.如圖所示，一個小孩將質量為m1的石頭以大小為v0、仰角為θ的初速度拋入一個裝有砂子的總質量為M的靜止的砂車中，砂車與水平地面間的摩擦可以忽略。球和砂車獲得共同速度后，砂車底部出現(xiàn)一小孔，砂子從小孔中漏出，則(

)A.球和砂車的共同速度v=m1v0cosθM+m1

B.球和砂車獲得共同速度后漏砂過程中系統(tǒng)動量守恒

4.某學習小組在探究反沖現(xiàn)象時，將質量為m1的一個小液化氣瓶固定在質量為m2的小玩具船上，利用液化氣瓶向外噴射氣體作為船的動力?，F(xiàn)在整個裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開瓶后向外噴射氣體的對地速度為v1，如果在Δt的時間內(nèi)向后噴射的氣體的質量為Δm，忽略水的阻力，則噴射出質量為Δm的氣體后，小船的速度是(

)A.Δmv1m1+m2?Δm 5.如圖所示，彈簧下端懸掛一個鋼球，上端固定，它們組成一個振動系統(tǒng)，用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，鋼球便上下振動，如果鋼球做簡諧運動，則(

)A.彈簧對鋼球的彈力是鋼球做簡諧運動的回復力

B.彈簧彈力為零時鋼球處于平衡位置

C.鋼球位于最高點和最低點時加速度大小相等

D.鋼球的動能與彈簧的彈性勢能之和保持不變6.一質點靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加水平外力F，力F隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說法正確的是(

)A.第2s末，質點的動量為零

B.第4s末，質點回到出發(fā)點

C.在0～2s時間內(nèi)，質點的加速度一直增大

D.在1～3s時間內(nèi)，力F的沖量為零7.如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。當振子位于A點時彈簧處于原長狀態(tài)。取豎直向上為正方向，振子的質量為m，重力加速度大小為g。振子的位移x隨時間t變化的關系如圖乙所示，下列說法正確的是(

)A.振子的振動方程為x=12sin1.0t(cm)

B.t=0.6s和t=1.0s時，振子的速度相同

C.t=0.4s和t=1.2s時，振子的加速度相同

D.t=1.4s時，振子位于O點下方6cm處8.一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力頻率f的關系)如圖所示，則(

)A.此單擺的固有周期約為2s

B.此單擺的擺長約為1m

C.若擺長增大，單擺的固有頻率增大

D.若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動9.用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，兩球的質量分別為m1、m2(m1A.需要用秒表測時間

B.斜槽軌道必須光滑

C.M可能是質量為m2的小球的落點

D.可用m10.下列是日常生活中常見的現(xiàn)象，其中屬于波的衍射的是(

)A.高速列車迎面駛來時，聽到的聲音越來越尖的現(xiàn)象

B.掛在同一水平繩上的幾個單擺，當一個振動后，另幾個也跟著一起振動起來

C.水波向前傳播時，遇到突出水面的小樹枝不受影響地繼續(xù)向前傳播

D.打雷時聽見空中雷聲會轟鳴一段時間11.一條繩子可以分成一個個小段，每小段都可以看做一個質點，這些質點之間存在著相互作用。如圖所示，1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質點，繩處于水平方向。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，會帶動2、3、4……各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳向右端。質點1的振動周期為T。t=0時質點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期，質點5開始運動。下列判斷正確的是

(

)

A.t=34T時質點12的運動方向向上 B.t=T2時質點5的加速度方向向上

C.質點20開始振動時運動方向向下 D.12.水力采煤是用高壓水槍噴出的水柱沖擊煤層而使煤掉下，所用水槍的直徑D，水速為v，水柱垂直射到煤層表面上，水的密度ρ，沖擊煤層后自由下落求水柱對煤層的平均沖力(

)A.πD2pv24 B.π二、非選擇題（共42分）13.圖甲是一個單擺振動的情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達的最遠位置。設擺球向右方向運動為正方向。圖乙是這個單擺的振動圖像。根據(jù)圖像回答：

(1)單擺振動的頻率是多大？

(2)開始時刻擺球在何位置？

(3)若當?shù)氐闹亓铀俣葹?0m/s2，試求這個擺的擺長是多少。14.如圖所示，光滑水平面上有一矩形長木板A和靜止的滑塊C，滑塊B置于A的最左端(滑塊B、C均可視為質點)。若木板A和滑塊B一起以v0=5m/s的速度向右運動，A與C發(fā)生時間極短的碰撞后粘在一起.已知木板A與滑塊B間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，且mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg，g取10m/s2，求：

(1)長木板A與滑塊C碰后瞬間，滑塊C的速度大?。?/p>

(2)B最終與A相對靜止時速度的大??；

(3)15.如圖所示，光滑圓弧軌道BC豎直放置，且與水平面平滑連接，其半徑為R=1.2m，C點是圓弧的最低點，O點是圓弧軌道BC的圓心，∠BOC=60°，水平面CD段光滑，D點右側是粗糙、質量為m=0.3kg的小球，自A點以初速度v0=1.0m/s水平拋出，小球恰好沿圓弧切線從B點進入圓弧軌道，并沿軌道運動；小球運動過程中與放在軌道上D點的物塊P相碰，物塊P質量M=0.1kg，物塊與D點右側水平粗糙軌道間動摩擦因數(shù)μ=0.3，小球和物塊可視為質點，忽略空氣阻力，g=10m/s2，求：

(1)小球在B點的速度vB的大?。?/p>

(2)小球在C點對軌道的壓力；

(3)小球與靜止在D點的小物塊P相碰后，物塊P

答案和解析1.【答案】A

【解析】【分析】

動量p=mv，是矢量，動量不變，表示大小和方向都不變，據(jù)此分析各項即可。

本題考查動量的性質，要注意掌握動量的大小等于質量與速度的乘積；其方向與速度方向相同，不論是速度方向還是大小，只要有一個變，則動量就變。

【解答】

動量p=mv，是矢量，動量不變，表示大小和方向都不變，即速度大小和方向都不變，物體應做勻速直線運動，故A正確，BCD錯誤；

故選：A。2.【答案】B

【解析】解：A、斜面對物體的彈力的沖量大小：I=Nt=mgcosθ?t，彈力的沖量不為零，故A錯誤；

B、根據(jù)沖量的定義式I=Ft可知，物體所受重力的沖量大小為：IG=mg?t，故B正確；

CD、物體受到的合力大小為mgsinθ，物體受到的合力的沖量大小為mgtsinθ，由動量定理得：動量的變化量大小Δp=I合=mgsinθ?t，則合力的沖量和動量的變化量不為零，故CD錯誤。

故選：B。

3.【答案】A

【解析】解：A、設水平向右為正方向，石頭與砂車的共同速度為v，石頭與砂車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，由動量守恒定律得：m1v0cosθ=(m1+M)v，解得v=m1v0cosθM+m1，故A正確；

B、石頭和砂車獲得共同速度后漏砂過程中系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，故B錯誤；

C、砂子漏出后在水平方向有初速度，只受重力作用，砂子做平拋運動，在水平方向的速度不變，故C錯誤；4.【答案】A

【解析】解：整個裝置為一系統(tǒng)，系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒，

取玩具船運動的方向為正方向，由動量守恒定律得(m1+m2?Δm)v船?Δmv1=0

解得v船5.【答案】C

【解析】【分析】

振子振動過程中，受到重力和彈簧的拉力，二者的合力提供回復力；簡諧振動具有對稱性；系統(tǒng)的重力勢能、彈性勢能與動能相互轉化，但系統(tǒng)的機械能守恒．

解決本題的關鍵有兩點：一是看涉及幾種形式的能；二是抓住系統(tǒng)的機械能守恒，再進行分析．

【解答】

解：A、振子受到重力和彈簧的拉力，二者的合力提供回復力，故A錯誤；

B、平衡位置是指振子受到的合外力等于0的位置，所以在平衡位置處彈簧的彈力與重力大小相等，方向相反，故B錯誤。

C、簡諧振動具有對稱性，所以鋼球位于最高點和最低點時加速度大小相等，故C正確。

D、振子在振動過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，則振動系統(tǒng)的機械能守恒，但鋼球的動能與彈簧的彈性勢能之和不守恒，還有重力勢能。故D錯誤。

故選：C。6.【答案】D

【解析】解：AC、從圖像可以看出，0?2s內(nèi)，力F的方向和運動方向相同，結合加速度與力F成正比，可知物體先做加速度逐漸增大的加速運動，后做加速度逐漸減小的加速運動，所以2s末，質點的速度最大，動量最大，故AC錯誤；

B、該物體在后2s內(nèi)受到的力與前2s內(nèi)受到力的方向不同，前2s內(nèi)做加速運動，后2s內(nèi)沿原方向做減速運動，所以物體在4s內(nèi)運動方向沒有改變，第4s末，質點沒有回到出發(fā)點，故B錯誤；

D、在F?t圖像中，F(xiàn)與t軸所圍的面積表示力的沖量，由圖可知在1～2s和2～3s時間內(nèi)，面積大小相等，一正一負，所以在1～3s時間內(nèi)，力F的沖量為零，故D正確。

故選：D。

根據(jù)力F的方向與運動方向的關系，分析質點的運動情況，判斷第2s末質點的速度是否為零，即可知道動量是否為零。根據(jù)質點的運動方向是否變化，判斷第4s末質點是否回到出發(fā)點。結合牛頓第二定律根據(jù)F的變化情況分析加速度的變化情況。在F?t圖像中，圖線與時間軸所圍的面積表示力F的沖量，由此可分析在1～3s時間內(nèi)沖量大小。

本題的關鍵要根據(jù)牛頓第二定律分析質點的運動情況，要知道F?t圖像與時間軸所圍的面積表示力F的沖量。7.【答案】B

【解析】解：A.振子振動的圓頻率為ω=2πT=2π1.6rad/s=1.25πrad/s

振子的振動方程為

x=12sin1.25πt?(cm)

故A錯誤；

B.由圖乙可知，由x?t圖像斜率表示速度可知，t=0.6s和t=1.0s時，振子的速度相等，故B正確；

C.t=0.4s和t=1.2s時，振子的加速度大小相等，方向相反，故C錯誤；

D.由于從x=?12cm到平衡位置，振子的速度不斷增大，則從t=1.2s到t=1.4s時間內(nèi)的位移小于振幅的一半，所以t=1.4s時，振子位于O點下方大于6cm處，故D錯誤。

故選：B。

根據(jù)圖象讀出振子的周期與振幅，寫出質點的振動方程，由圖象可知振動的周期和振幅，振子向平衡位置運動的過程中，速度增大，加速度減小，根據(jù)振動情況判斷出8.【答案】BD

【解析】解：A、由共振曲線可知當頻率為0.5Hz的時候振幅最大，即達到了共振，說明單擺的固有頻率為0.5Hz，因此單擺的固有周期T=1f=10.5Hz=2s，故A錯誤；

B、由單擺的周期公式T=2πLg可得：L=T24π2g代入數(shù)據(jù)可知L約為1m，故B正確；

C、增大擺線長度，則單擺的周期變大，頻率變小，故9.【答案】D

【解析】解：A、因為平拋運動的時間相等，根據(jù)v=xt，所以用水平射程可以代替速度，則需測量小球平拋運動的射程間接測量速度，無需測量時間，故A錯誤；

B、斜槽軌道粗糙不影響實驗數(shù)據(jù)，故B錯誤；

C、根據(jù)實驗原理與實驗操作可知M是m1碰后的落點，故C錯誤；

D、碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得：m1v1=m1v1′+m2v2

因小球在空中做平拋運動，下落時間相同，因此水平速度與水平位移成正比，則可知：

只要10.【答案】C

【解析】解：A.高速列車迎面駛來時，聽到的聲音越來越尖的現(xiàn)象屬于多普勒效應，故A錯誤；

B.掛在同一個水平繩上的幾個單擺，當一個振動后，另幾個也跟著一起振動，這種現(xiàn)象是受迫振動，故B錯誤；

C.水波向前傳播時，遇到突出水面的小樹枝不受影響地繼續(xù)向前傳播，屬于波的衍射現(xiàn)象，故C正確。

D.打雷時聽見空中雷聲會聶鳴一段時間，這是由于雷聲經(jīng)過多次反射造成的，故D錯誤。

故選：C。

，波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，據(jù)此分析即可。

本題考查波的衍射，注意波發(fā)生明顯衍射的條件，波的衍射與反射及干涉的區(qū)別。11.【答案】A

【解析】解：A、t=34T時，質點13開始振動，此時質點12在平衡位置上方，運動方向向上，故A正確；

B、經(jīng)過了T4時，質點5開始振動，再經(jīng)過T4，質點5回到平衡位置，加速度為零，故B錯誤；

C、根據(jù)波動規(guī)律可知，質點1開始振動時，運動方向向上，故質點20開始振動時運動方向向上，故C錯誤；

D、t=0時質點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期，質點5開始運動，則質點1、5間的距離為四分之一波長，故質點1與質點17間相距一個波長，故D錯誤。

故選：12.【答案】A

【解析】解：取時間t內(nèi)的水研究對象，以初速度方向為正方向，根據(jù)動量定理，有：

?Ft=0?(ρsvt)v

s=πD24

解得F=πD2pv24

故A正確，BCD錯誤；13.【答案】解：(1)由圖乙所示圖象可知，單擺周期T=0.8s，

單擺的頻率f=1T=10.8Hz=1.25Hz

(2)由圖乙所示圖象可知，在t=0s時，擺球處于負的最大位移，

擺球向右方向運動為正方向，因此開始時，擺球在B處．

(3)由單擺周期公式T=2πLg可知：L=gT24π2

代入數(shù)據(jù)解得，擺長：L≈0.16m

答：【解析】(1)單擺做簡諧運動，完成一次全振動的時間為一個周期，圖上相鄰兩個最大值之間的時間間隔為一個周期．由圖象求出單擺的周期，然后求出頻率．

(2)根據(jù)圖象所示t=0s時擺球的位移確定擺球開始時刻的位置．

(3)已知單擺周期與當?shù)氐闹亓铀俣?，由單擺周期公式的變形公式可以求出擺長．

本題考查基本的讀圖能力．對于簡諧運動的圖象，表示是振動質點相對于平衡位置的位移隨時間的變化情況，可直接讀出周期、振幅和速度、加速度的方向及其變化情況．14.【答案】解：(1)A、C碰撞過程A、C組成的系統(tǒng)內(nèi)力遠大于外力，系統(tǒng)動量守恒，

以向右為正方向，由動量守恒定律得：mAv0=(mA+mC)vC

代入數(shù)據(jù)解得：vC=2.5m/s

(2)最終A、B、C速度相等，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：(mA+mB)v0=(mA+mB+mC)v

代入數(shù)據(jù)解得：v=3m/s

(3)B滑到A的右端時A、B速度恰好相等，A的長度最小，設A的最小長度為L，

A、B相對運動過程，對A、B系統(tǒng)，由能量守恒定律得：12mBv【解析】(1)A、C碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，應用動量守恒定律求出A、C碰撞后A的速度。

(2)A、B、C系統(tǒng)動量守恒，應用動量守恒定律求出B最終與A相對靜止的速度大小。

(3)A、B速度相等時B恰好運動到A的右端時B恰好不從A上滑下，根據(jù)能