山东省滨州市2020_2021学年高二物理上学期期中试题含解析.docx

山东省滨州市2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）考生注意：1本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共100分考试时间90分钟。2请将各题答案填写在答题卡上。3本试卷主要考试内容：选择性必修第一册第一章至第四章第3节。第卷（选择题 共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 关于物体的简谐运动，下列说法正确的是（ ）A. 位移减小时，加速度和速度都一定减小B. 位移方向可能与速度方向相反C. 回复力方向总是与加速度方向相反D. 回复力逐渐增大，速度一定增大【答案】B【解析】【详解】A位移减小时，恢复力减小，加速度减小，但速度增大，故A错误；B物体从最大位移处向平衡位置运动的过程中，位移方向和速度方向相反，故B正确；C根据牛顿第二定律，回复力方向总是与加速度方向相同，故C错误；D回复力逐渐增大，说明物体在向最大位移处运动，则速度逐渐减小，故D错误。故选B。2. 下列说法正确的是（ ）A. 当驱动力的频率等于固有频率时，物体会发生共振现象B. 弹簧振子的振动周期只与弹簧的劲度系数有关，与振子的质量无关C. 受迫振动的振幅由驱动力的大小决定，与系统的固有频率无关D. 阻尼振动可能是简谐运动【答案】A【解析】【详解】A物体受到驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振动的物体就会产生共振现象，选项A正确；B弹簧振子的周期公式为所以弹簧振子的振动周期与弹簧的劲度系数和振子的质量均有关，选项B错误；C做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，当物体的驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，所以受迫振动的振幅与系统的固有频率有关，选项C错误；D简谐运动的位移随时间按正弦规律变化，且振幅保持不变，阻尼振动位移随时间不是按正弦规律变化，且振幅逐渐减小，所以阻尼振动一定不是简谐运动，选项D错误。故选A。3. 下列说法正确的是（ ）A. 由于一切波都能发生干涉，故两列波相遇一定能产生稳定的干涉图样B. “闻其声不见其人”是波的干涉现象C. 两列波叠加后，介质中的所有质点都处于振动加强状态D. 可以利用薄膜干涉的原理对镜面的平滑度进行检测【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据波发生干涉的条件可知，发生干涉的两列波的频率相同，相位差稳定，故A错误；B“闻其声不见其人”是波的衍射现象，故B错误；C两列波叠加后，某些区域振动加强，某些区域振动减弱，不能出现介质中的所有质点都处于振动加强状态，故C错误；D薄膜干涉是从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方样板的下表面和下方被检查平面的上表面反射光叠加后形成的；利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度，故D正确。故选D。【点睛】4. 关于简谐运动，下列说法正确的是（ ）A. 若位移为负值，则速度一定为正值B. 做简谐运动的单摆，摆球在最低点受到的拉力与受到的重力大小相等C. 物体的位移增大时，动能减小D. 物体的加速度相同时，速度也一定相同【答案】C【解析】【详解】A若位移为负值，则速度可能为正值，也可能为负值，选项A错误；B做简谐运动的单摆，摆球在最低点时即受到拉力大于重力大小，选项B错误；C物体的位移增大时，速度一定减小，即动能减小，选项C正确；D物体的加速度相同时，速度大小相同，但是方向不一定相同，选项D错误。故选C5. 如图所示,质量为m的人站立于质量为M的平板车上,人与车以大小为的速度在光滑水平面上向东运动某时刻人相对平板车以大小为的速度竖直跳起,人跳起后车的速度大小为A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】人和车在水平方向上动量守恒，当人竖直跳起时，取向东为正方向，根据水平动量守恒得：(m+M)v0=(m+M)v,得人跳起后车的速度大小为：v=v0方向向东，故A正确，B、C、D错误；故选B.【点睛】本题应用动量守恒定律要注意方向性，本题中人竖直跳起，影响的是在竖直方向的动量，在水平动量不变6. 如图所示，一根橡皮绳一端固定于天花板上，另一端连接一质量为m的小球，小球静止时位于O点。现给小球一竖直向下的瞬时冲量I0，小球运动到最低点用时t，重力加速度大小为g，不计橡皮绳所受的重力及空气阻力。则小球从开始运动到运动至最低点的过程中，橡皮绳对小球的平均作用力大小为（）A. B. mgC. D. 【答案】C【解析】【详解】本题考查冲量、动量定理等知识，目的是考查学生的推理能力。对小球受力分析可知解得故ABD错误，C正确。故选C。7. 某玻璃三棱镜的截面如图所示，其折射率为，该三棱镜的AB边竖直放置，当一束水平单色光照射在三棱镜AB边上时，光在AC边上的折射角为（不考虑光在玻璃中的多次反射）（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】已知三棱镜的折射率为，根据可求得全反射的临界角，判断出光在BC边恰好发生全反射，作出光路图。光线在AC边上发生折射，由折射定律求出折射角。【详解】三棱镜的折射率则全反射临界角满足可得光照到界面上时的入射角为，将在界面处发生全反射。而光在边上的入射角等于，故光在边恰好发生全反射，其光路图如图所示；界面的反射光的光线在边的折射角根据可知，在边的折射角为故B正确。【点睛】本题关键要掌握全反射条件和临界角公式，正确作出光路图。8. 某简谐运动的位移一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 简谐运动的振幅为B. 简谐运动的周期为C. 位数一时间图像就是振动质点的运动轨迹D. 振动质点经过图像中A点时速度方向沿t轴负方向【答案】B【解析】【分析】【详解】A由图象可得，简谐运动的振幅为2cm，故A错误；B由图象可得，简谐振动的周期为0.4s，故B正确；C该图象表示质点的位移随时间变化的规律，不是质点的运动轨迹，故C错误；D由图象可知质点A向x轴正向运动，即A点速度方向沿x轴正方向，故D错误。故选B。【点睛】二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 做简运动的弹簧振子，每次通过同一位置时，下列物理量一定相同是（ ）A. 位移B. 速度C. 加速度D. 弹簧的弹性势能【答案】ACD【解析】【详解】A位移是从平衡位置指向物体位置的有向线段，当它每次通过同一位置时，位移一定相同，故A正确；B每次经过同一位置时，速度有两个可能的方向，故速度不一定相同，故B错误；C根据，位移相同，加速度一定相同，故C正确；D位移相等则弹簧的形变量一定相等，则弹簧的弹性势能一定相同，故D正确。故选ACD。10. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形为图中实线，时刻的波形为图中虚线，已知该波的周期大于。则下列说法正确的是（ ）A. 该波的波速为B. 该波的周期为C. 时刻，处的b点正在向y轴负方向运动D. 时刻，处的a点相对平衡点的位移为【答案】AB【解析】【详解】A由于波的周期大于1s，所以1s内波的传播距离小于其波长，由图可知，该波在1s内传播的距离s=5m，所以波速故A正确；B由图可知波长 ，所以周期故B正确；C由于波在向右传播，根据“上下坡法”可知b点正在向y轴正方向运动，故C错误；D时刻，a点处于波谷位置，以该时刻为计时起点，则a点振动方程为代入得故D错误。故选AB。11. 在倾角为的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板物体AB用轻弹簧连接并放在斜面上，弹簧与斜面平行，系统处于静止状态，如图所示。已知物体A的质量为，物体B的质量为，弹簧的劲度系数为，现在将物体B从静止状态沿斜面缓慢向下压后释放，取重力加速度大小，整个过程中斜面处于静止状态弹簧处于弹性限度内，则在物体B运动的过程中（ ）A. 物体A会离开挡板，A对挡板的最大压力为B. 物体A不会离开挡板，A对挡板的最小压力为C. 物体A不会离开挡板，物体B的振幅为D. 物体A不会离开挡板，物体B的振幅为【答案】BD【解析】【详解】物体A、B的重力沿斜面向下的分力分别为GAx=mAgsin30°=0.2×10×0.5N=1NGBx=mBgsin30°=0.1×10×0.5N=0.5N弹簧原来的压缩量为下压x=10cm时，释放瞬间B的合外力大小为F合=k（x+x0）-GBx=10（0.05+0.1）N-0.5N=1N方向沿斜面向上。假设A始终不动，则释放后B将做简谐运动，振幅为10cm，根据对称性可知，B运动到最高点时的合外力大小亦为1N、方向沿斜面向下，这时弹簧的拉力达到最大，由F合=Tmax+GBx得最大的拉力Tmax=F合-GBx=1N-0.5N=0.5N由于FmGAx所以假设成立，即A不会离开挡板，物体B的振幅为10cm，A对挡板的最小压力为Fmin=GAx-Fm=1N-0.5N=0.5NA对挡板的最大压力为Fmax=GAx+k（x0+x）=1N+10（0.05+0.1）N=2.5N故选BD。12. 一质量m=60kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起,经t=0.2s以大小=1m/s的速度离开地面,重力加速度g=10在这0.2s内A. 地面对运动员的冲量大小为180N·sB. 地面对运动员的冲量大小为60N·sC. 地面对运动员做的功为零D. 地面对运动员做的功为30J【答案】AC【解析】【详解】A、B、人的速度原来为零，起跳后变化v，以向上为正方向，由动量定理可得：I-mgt=mv-0，故地面对人的冲量为：I=mv+mgt=60×1+600×0.2=180Ns;故A正确，B错误.C、D、人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功;故D错误，C正确.故选AC.【点睛】本题考查动量定理以及功的计算，要注意在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉，同时在列式时要注意明确各物理量的正负第卷（非选择题 共60分）三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 利用斜槽轨道做“验证动量守恒定律”的实验，实验中小球运动轨迹及落点的情况如图所示。(1)除了图中的器材外还需要_；A秒表 B刻度尺 C天平 D弹簧秤 E游标卡尺(2)下列关于实验的一些要求必要的有_；A两个小球的质量应满足B实验中重复多次让a球从斜槽上释放，特别注意让a球从同一位置由静止释放C斜槽轨道的末端必须调整水平D两个小球的大小必须相同E需要测出轨道末端到水平地面的高度F必须测量出小球的直径(3)若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式_成立。【答案】 (1). BC (2). BCD (3). 【解析】【详解】(1)1需要使用刻度尺测量a、b两球的水平位移，需要使用天平测量a、b两球的质量，故选BC。(2) 2A如果两球质量相等，碰撞后a球将静止不动，如果a球质量比b球小，则a球会被弹回，导致无法测量，所以实验时要使a球质量明显大于b球质量，故A错误；B实验中重复多次让a球从斜槽上同一位置由静止释放，以减小偶然误差，故B正确；C斜槽轨道的末端必须调整水平，使两球的动量全部在水平方向上，故C正确；D两个小球的大小必须相同，保证是对心碰撞，故D正确；E实验中不需要测量两球的运动时间，所以不需要测出高度，故E错误；F两小球直径相等即可，不必测量出小球的直径，故F错误。故选BCD。(3)3碰撞过程中动量守恒，即由于两球在空中运动时间相等，所以14. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。(1)组装单摆时，应在下列器材中选用_（选填选项前的字母）；A长度为左右的细线 B长度为左右的细线C直径为的铁球 D直径为的塑料球(2)测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t。则重力加速度 _；（用L、n、t表示）(3)某同学测得摆长，50次全振动时间。这次实验中单摆的周期_，重力加速度_。（结果均保留三位有效数字）【答案】 (1). AC (2). (3). 1.99 (4). 9.82【解析】【详解】(1)1为减小实验误差，应选择1m左右的摆线，为减小空气阻力，摆球应选质量大的铁球，故选AC；(2)2单摆的周期得重量加速度(3)3代入数据，周期4代入数据，重力加速度15. 一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，时刻振子的位移；时刻；时刻，振子在和时的运动方向相同。已知振子的周期大于，求振子的周期和振幅。【答案】4s，0.2m【解析】【详解】振子在和两时刻的位移和运动方向相同，则有因为振子的周期大于，解得在的半个周期内，振子的位移由负方向的最大变为正方向的最大所以振幅16. 甲、乙二人分乘两艘船（视为质点）在湖中钓鱼，两船相距30m，有一列水波在湖面上传播，使每艘船每分钟上下浮动15次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有两个波峰。求：(1)此水波的频率；(2)此水波波速。【答案】(1) 0.25Hz；(2) 3m/s【解析】【详解】(1)根据每艘船每分钟上下浮动15次，则水波的频率为；(2)由题意可知，甲、乙两船间为，即，解得则波速。17. 如图所示，一环形柱状玻璃砖ABCD的横截面为两个同心的半圆，大圆半径，小圆半径，折射率。已知真空中的光速。求：(1)圆心O处的点光源发出的光，从发射到刚射到大圆内表面时的时间t；(2)从小圆外侧C点垂直CD方向射入的光束，从大圆外表面射出时的偏向角（入射光线与折射光线的夹角）。【答案】(1)；(2)30°【解析】【详解】(1)由O点发出的光，射到玻璃砖内表面的时间光束在玻璃砖中的速度光束在玻璃砖中传播的时间运动的总时间解得(2)由图中的几何关系,有入射角的正弦值得由折射定律有可得折射角可得偏向角18. 如图所示，在一水平平台上相距处放置两个质量都是的滑块P和Q。现给滑块P一水平瞬时冲量，滑块P沿平台运动到平台右端与滑块Q发生碰撞后，二者黏合后抛出，恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑固定竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧轨道两端点且其连线水平。已知圆弧轨道半径，对应圆心角，光滑竖直圆弧轨道的最高点与平台之间的高度差，滑块P与平台之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，两滑块均视为质点，不计空气阻力。求：(1)两滑块黏合后平抛的初速度大小和运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力大小；(2)两滑块碰撞过程中损失的机械能和给予滑块P的水平瞬时冲量大小。【答案】(1)5m/s，129N；(2)13.5J，12N·s【解析】【详解】(1)由解得设滑块黏合体平抛的初速度大小为，由于滑块黏合体无碰撞进入圆弧轨道，即落到A点时速度方向沿A点切线方向，则有解得滑块黏合体无碰撞进入圆弧轨道A点时速度大小设滑块黏合体运动到最低点的速度大小为，对滑块由A点到O点的过程，由机械能守恒定律，有在最低点O，根据牛顿第二定律，有解得由牛顿第三定律可知，滑块黏合体对轨道的压力大小为。(2)设滑块P与滑块Q碰撞前的速度大小为，滑块P与滑块Q碰撞，由动量守恒定律得解得两滑块碰撞过程中损失的机械能解得设滑块P获得水平瞬时冲量后的速度大小为，滑块P在平台上运动，由动能定理，有由动量定理，有解得