2022年北京市海淀区十一学校高一学期期末物理试题及答案

2022北京十一学校高一（下）期末

物理

一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对得3分，选不全得2分，选错或不答得0分。）

1. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）

A. 有机械振动必有机械波

B. 在空气中传播的声音是纵波

C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移

D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上

2. 如图所示，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P（图中未画出），t=0时，O点位于最高点，P点位于最低点，则（　　）

A.时，P点位于平衡位置

B.时，P点的速度方向水平向右

C.P点的起振方向与O点的起振方向相反

D.P点的起振方向与O点的起振方向相同

3. 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂a、b、c、d四个摆，其中摆长关系为，让d先摆动起来后，其它各摆随后也跟着摆动起来。下列说法正确的是（　　）

A. 稳定后四个摆的周期大小

B. 稳定后四个摆的振幅一样大

C. 稳定后a摆的振幅最大

D.d摆摆动过程中振幅保持不变

4. 甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知（　　）

A. t=2s时，甲的回复力为0，乙的速度为0

B.t=4s时，甲、乙的速度方向相同

C. 甲、乙两个摆的振幅之比是4:1

D. 甲、乙两个摆的摆长之比是1:4

5. 如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，由图可知（　　）

A. 此列简谐横波的频率是4Hz

B. 介质中各质点的振幅都是4cm

C. x=2m处质点此时刻速度最大，方向沿y轴负方向

D.x=1m处质点此时刻所受合外力最大，方向沿y轴负方向

6. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿x轴正方向传播

B.t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动

C. 该波的波速为80m/s

D. 图乙可能为Q点的振动图像

7. 沿同一直线，甲、乙两物体分别在外力F₁、F₂作用下做直线运动，甲在t₁时间内，乙在t₂时间内动量p随时间t变化的p-t图像如图所示，设甲物体在t₁时间内所受到的冲量大小为I₁，乙物体在t₂时间内所受到的冲量大小为I₂，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是（　　）

A.F₁>F₂，I₁=I₂

B.F₁<F₂，I₁<I₂

C.F₁>F₂，I₁>I₂

D.F₁=F₂，I₁=I₂

8. 2021年中国火星探测器“天问一号”在火星表面成功着陆，火星车“祝融号”开展巡视探测，假定火星上风速约为18m/s，火星大气密度约为1.3×10^-2kg/m³，“祝融号”迎风面积约为6m²，风垂直吹到火星车上速度立刻减为零，则火星车垂直迎风面受到的压力约为（　　）

A. 1.4NB. 25N

C. 140ND. 250N

9. 2022年2月19日，中国选手隋文静和韩聪顺利拿下花样滑冰双人滑总分第一名，为中国代表团拿到北京冬奥会第九枚金牌。比赛中，两个人静立在赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演。隋文静质量小于韩聪的质量，假设双人滑冰场地为光滑冰面，下列关于两个人互推前后的说法正确的是（　　）

A. 静止在光滑的冰面上互推后瞬间，两人的总动量不为0

B. 隋文静质量较小，互推后两人分离时她获得的速度较大

C. 两运动员相互作用力的冲量之和一定等于零

D. 两运动员相互作用力的功之和一定等于零

10. 某一沿水平方向做简谐运动的弹簧振子，其位移-时间图像如图所示。下列说法正确的是（）

11. 如图甲所示，把两个质量相等的小车A和B静止堆放在光滑的水平地面上，它们之间连有被压缩的轻质弹簧，用不可伸长的轻细线把它们系在一起。如图乙所示，让B紧靠墙壁，其他条件与图甲相同。烧断细线后，下列说法中正确的是（　　）

A. 当弹簧恢复原长时，甲图中小车A和B组成系统的动量为零

B. 当弹簧恢复原长时，乙图中小车A和B组成的系统的动量为零

C. 当弹簧恢复原长时，乙图中A车的动能是甲图中A车动能的2倍

D. 从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，乙图中弹簧对A车的冲量是甲图中弹簧对A车的冲量的倍

12. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P（可视为质点）从弹簧原长处由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示，其中和为已知量，（弹簧的弹性势能表达式为，其中k上为弹簧的劲度系数，y为弹簧形变量）。下列说法中正确的是（　　）

二、实验题（本题共2小题，共22分。）

13. 根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度。

（1）如图甲所示，组装单摆时，应在下列器材中选用___________。

A.长度为1m左右细线

B.长度为30cm左右的细线

C.直径为1.8cm的塑料球

D.直径为1.8cm的铁球

（2）为使重力加速度的测量结果更加准确，以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有___________。

A.在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定

B.摆线偏离平衡位置的角度不能太大

C.测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时

（3）测出悬点O至小球球心的距离（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g=___________（用L、n、t表示）。

（4）用上面的方法测得的g值比当地的实际值偏大，可能的原因是___________。

A.摆球质量偏大

B.计算摆长时，把悬线长当作了摆长l

C.摆动的偏角偏小

D.测量周期时，将n次全振动误记成了次全振动

14. 用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，即研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。

（1）下列关于本实验条件的叙述，正确的是___________（选填选项前的字母）

A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量

C.轨道倾斜部分必须光滑

D.轨道末端必须水平

（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有___________。（选填选顶前的字母）

A.入射小球和被碰小球的质量、

B.入射小球开始的释放高度h

C.小球抛出点距地面的高度H

D.两球相碰后的平抛射程OM、ON

（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式___________（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。

（4）有同学认为，在上述实验中更换两个小球的材质，并增大入射球的质量，其他条件不变，可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球射程ON不能超过___________。（用实验中测量的物理量表示）

（5）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为

P?、M?、N?，O?与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是___________。

三、计算题（本题共5小题，共42分。要求写出必要的文字说明、重要的方程式及结论。）

15. 如图所示，一列简谐横波在x轴上传播。图中实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求：

（1）若波沿-x轴方向传播，求最大周期；

（2）若波沿+x轴方向传播，求波速v；

17. 2022年2月5日，由任子威、武大靖、曲春雨、范可新和张雨婷组成的中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军。这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。交接棒过程可以简化成如下模型：如图所示为甲、乙两选手在比赛中的某次交接棒过程。甲的质量m1?60kg，乙的质量m2?75kg，交接开始时甲在前接棒，乙在后交棒，交棒前两人均以v0?10m/s的速度向前滑行。交棒时乙从后面用力推甲，当二人分开时乙的速度变为v2?2m/s，方向仍然向前。不计二人所受冰面的摩擦力，且交接棒前后瞬间两人均在一条直线上运动。

（1）求二人分开时甲的速度大小；

（2）若乙推甲的过程用时0.8s，求乙对甲的平均作用力的大小F；

（3）交接棒过程要消耗乙体内的化学能，设这些能量全部转化为两人的动能，且不计其它力做功，求乙消耗的化学能E。

18. 如图所示，将质量为mA?100g的物体A放在弹簧上端并与之连接，弹簧下端连接一质量为

m B ?2 00g 的物体B，物体B放在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，使A上下振动。弹簧原长为 ，弹簧是劲度系数为k=50N/m 。A、B的厚度可忽略不计， g 取10m/s2 。 （1）当系统做简谐运动时，求A的平衡位置离地面的高度： （2）若物体A在振动过程中弹簧始终不拉伸，当物体A以最大振幅振动时，求物体B对地面的最大压力； （3）在第（2）问的基础上，从平衡位置到最低点过程中弹簧弹力对物体A做了多少功？

19. 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左侧的水平台面、右侧的光滑曲面均平滑连接。传送带始终以u?2m/s的速率逆时针转动，质量m=1kg的小物块B从右侧的光滑曲面上距水平台面高h=1m处由静止释放。已知传送带上表面长l?1m，物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态，取g=10m/s2。

（1）求物块B刚滑上传送带时速度大小； （2）求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小； （3）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上； （4）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第 n 次碰撞后速度的大小。