永丰县中2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试卷（A班）
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列关于机械波的说法中错误的是( )
A．相邻的质点是相互做功
B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
C．波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
D．除波源外波中各质点都做受迫振动
2．质量相同的三个小球，在光滑水平面上以相同的速度运动，分别与原来静止的三个小球A、B、C相碰（a碰A，b碰B，c碰C）。碰后，a球继续沿原来方向运动；b球静止；c被反弹而向后运动。这时A、B、C三球中动量最大的是（ ）
A．A球 B．B球 C．C球 D．条件不足,无法判断
3．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，不可以忽略不计的是( )
A．振子所受的阻力 B．振子的形状大小
C．弹簧的质量 D．振子的质量
4．如图所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上，相邻两点间的距离为1m．当t = 0时，波源S开始振动，速度方向竖直向上，振动由此以1m/s的速度开始向右传播．t = 1.0s时，波源S第一次到达波峰处．由此可以判断（ ）
A．该列波的波长为2m
B．该列波的频率为4Hz
C．t = 4.0s时，质点c达到最大加速度
D．t = 4.0s时，质点e加速度方向竖直向上
5．如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向上移动时，各灯的亮度变化情况是（ ）
A．A、B、C三灯都变亮 B．A、C灯变暗，B灯变亮
C．A、C灯变亮，B灯变暗 D．A灯变亮，B、C灯变暗
6．一简谐横波沿x轴传播，图甲是t=0s时刻的波形图，图乙是介质中质点P的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为1.25m/s
C．t=2s时，P的速度最大，加速度最小
D．在t=0到t=10s的时间内，P沿传播方向运动2m
7．如图所示，光滑水平面上有两个体积相同的小球（可以看成质点）通过一根细绳连接挂在光滑定滑轮O上，Oa=Ob=L，已知mb=4ma．现将a球拉起至Oa水平由静止释放（不考虑空气阻力），则
A．a球下摆过程中机械能不守恒
B．a球摆到最低点时b球对地面的压力大小为mag
C．a球会和b球碰撞，碰后瞬间a的速度方向水平向左
D．若a球和b球碰后粘在一起则两球上升的最大高度为L
8．质量为m甲=2kg，m乙=0.5kg的甲、乙两个物体同时从同地沿同一方向做直线运动，二者的动量随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲的加速度大小为1m/s2
B．乙的加速度大小为0.75m/s2
C．t=9s时乙的速度大小为18m/s
D．t=3s时两物体相遇
9．如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板. 现让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，之后在斜面上做简谐运动，在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则（ ）
A．简谐运动的振幅为 B．简谐运动的振幅为
C．B对C的最大弹力为 D．B对C的最大弹力为
10．如图所示，abcd 为匀强电场中的一直角梯形，其平面与场强方向平行。已知ab=ad=2cm，∠adc=60°，a、b、d三点的电势分别为0V、4V、4V，则（ ）
A．c点的电势为10V
B．匀强电场的场强为400V/m
C．若将电子从a点移到b点，需克服电场力做功4 eV
D．电子和质子分别放在d点时，具有相同的电势能
11．一列频率为40Hz的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时M点恰好开始振动。已知波源的平衡位置在O点，则下列判断正确的是（ ）
A．该波波长为3m
B．该波的传播速度为80m/s
C．t=0时刻，平衡位置在x=1.8m的质点向下振动
D．M点的振动方程为y=0.05sin80πtm
二、实验题（共20分）
12．利用单摆测当地重力加速度的实验中，单摆摆线的长度为。
(1)用游标卡尺测金属小球直径如上图甲所示，正确的是________，小球直径读数如图乙所示。则______。
(2)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图丙所示，重力加速度的表达式________（用题目中的物理量、、表示）。
13．某实验小组为测量某一电源的电动势和内阻，设计的实验电路如图所示，用到的器材有：待测电源E，保护电阻R0=1.0 Ω，电阻箱R1（阻值范围0~9999.9Ω），电压表V（量程0~3V，内阻等于3 kΩ），开关S，导线若干。
(1)实验小组的同学连接好电路，闭合开关S，将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大，记录若干组电阻箱的阻值R1和对应的电压表读数U。将得到的数据在U-R1坐标系中描点连线，得到如图所示的曲线，其中虚线U=1.50V为曲线的渐近线，由此可知电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。
（2）若以为纵坐标，以______为横坐标，则根据本实验数据作出的图线为一条直线。.
（3）实验小组的同学根据，描绘了R1消耗功率P随电阻箱的阻值R1变化的曲线如图所示．请推测图线的顶点坐标值约为R1=_______Ω，P=______W，其理由是__________________________。
（4）实验小组的同学计算通过R1的电流，进一步描绘R1消耗功率P随电流I的变化曲线。下列各示意图中正确反映P-I关系的是______.
三、计算题（共36分）
14．图为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时的图像，此刻P、Q两质点相对平衡位置的位移相同。已知从图示时刻开始，图中P质点经后首次回到平衡位置，Q质点后首次回到平衡位置。则：
（1）传播速度是多大？
（2）从时刻算起经过多长时间质点P第二次回到平衡位置？
15．如图所示，竖直放置的光滑绝缘细管道，其中部分是半径为的圆弧形管道，部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于。水平面内的、、三点连线构成边长为等边三角形，连线过点且垂直于。两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在、两点，电荷量分别为和。现把质量为、电荷量为的小球（小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷），由管道的处静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为。求：
(1)小球运动到处时受到电场力的大小；
(2)小球从运动到处的时间；
(3)小球运动到圆弧最低点处时，管道对小球的弹力大小。
16．如图所示，ABCD为离水平地面高h＝0.8 m的水平矩形平台，AB边长LAB＝1 m，BC边长LBC＝2.7 m，平台表面光滑，某时刻一个质量m1＝0.5 kg的小球从A点沿AD边以初速度v0＝3 m/s开始运动，同时对小球施加一个沿AB边的水平恒力F＝4 N，当小球到达BC边上的P点时撤去外力F．在小球到达P点的同时，C点正下方E点处有一质量为m2＝0.4 kg的滑块在一个斜向上的外力F'作用下，以速度v在地面上沿EF开始匀速直线运动，滑块与水平地面动摩擦因数为．结果小球与滑块恰好在EF边上的Q点（未画出）相遇．小球和滑块均可视为质点，不计空气阻力．取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6．求：
（1）小球到达P点时速度的大小和方向；
（2）小球从开始运动到与滑块相遇经历的时间；
（3）滑块运动的速度v和外力F'的最小值．
1．B
【详解】A．机械波传播过程中，介质中各个质点间存在相互作用力，则质点振动的过程中要相互做功；故A正确；
B．纵波和横波中质点都不随波向前迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故B错误；
CD．介质中各个质点都是在波源产生的驱动力作用下做受迫振动，它们开始振动的方向与振源开始振动方向相同，而且各质点的振动频率等于波源的振动频率，所以各质点振动频率是相同的．故CD正确；
2．C
【详解】两个小球相碰时动量守恒，由
可知，被碰三个小球获得的动量等于a、b、c小球动量的变化量，小球c动量变化量最大，所以C球获得的动量大。
故选C。
3．D
【详解】ABC．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，可忽略振子所受的阻力、振子的形状和大小以及弹簧的质量，选项ABC错误；
D．把水平的弹簧振子抽象为理想模型时，不可以忽略不计的是振子的质量，选项D正确．
4．C
【详解】AB．根据题意可知，该波的周期为4s，频率为0.25Hz，波长为4m，故AB错误；
C．t=4.0s时，质点c第一次到达波峰，加速度最大，C正确；
D．t=4.0s时，波尚未传播至e点，e点的加速度为零，D错误．
故选C。
5．B
【详解】当滑动变阻器的滑动触点向上移动时，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，故A灯变暗；电路中并联部分电压
增大，所以B灯变亮；干路电流
I减小，IB增大，所以IC减小，C灯变暗，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【详解】A．由图乙可知，t=0s时质点P在平衡位置将向上振动，结合图甲由同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图甲知波长，由图乙知周期，则波速为
故B错误；
C．由图乙可知，t=2s时，质点P处于平衡位置，则P的速度最大，加速度最小，故C正确；
D．质点只能在各自平衡位置附近振动，并不会随波逐流，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】A.小球下摆过程中假设不动，则有：
解得：，故假设成立，不动，所以下摆过程中机械能守恒，故选项A不符合题意；
B.球摆到最低点时，在最低点，对受力分析，则有：
解得对地面的压力大小为：，故选项B符合题意；
C.球与球碰撞类型未知，且因，故碰后球速度向左、向右、为零皆有可能，故选项C不符合题意；
D.若、碰后粘在一起，能量损失最多，且，所以上升不到原来高度，故选项D不符合题意．
8．AC
【详解】AB．p-t图像的斜率的绝对值表示物体所受合外力的大小，由图像可知，甲物体所受的合外力的大小
乙物体所受的合外力的大小
根据牛顿第二定律可得甲物体的加速度大小
同理，乙物体的加速度大小
A正确，B错误；
C．时
C正确；
D．根据P-t图像可知，t=0时，甲物体具有的动量为18kg·m/s，可得甲物体的初速度v0=9m/s，根据
当两物体相遇时
解得
D错误；
故选AC。
9．BD
【详解】当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡状态，由kx0=2mgsinθ可知，平衡位置时弹簧的形变量为 ，处压缩状态；当B对C弹力最小时，对B分析，则有mgsinθ=kx+mgsinθ；故弹簧应伸长达最大位移处，此时形变量，此时弹簧处于伸长状态；故简谐运动的振幅为 ；故B正确，A错误；当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为 ；
此时弹力为 ；
B对C的弹力为 ；故C错误，D正确；故选BD.
10．AB
【详解】A．由几何关系可知dc=1.5ab，则
Udc=1.5Uab
即
可得
选项A正确；
B．因bd连线是等势线，则场强方向沿着从a点垂直bd连线方向，则场强大小
选项B正确；
C．若将电子从a点移到b点，电场力做正功4 eV，选项C错误；
D．电子和质子分别带等量异号电荷，则放在d点时，具有的电势能大小相等，符号相反，选项D错误。
故选AB。
11．BCD
【详解】A．由图像可知，该波波长为2m，故A错误；
B．该波的传播速度为
故B正确；
C．由波形图可知，时刻，平衡位置在的质点向下振动，故C正确；
D．因
则M点的振动方程为
故D正确。
故选BCD。
12． A 1.66
【详解】(1)[1]游标卡尺测金属小球直径应使用外测量抓，物体卡在测砧与测量螺杆之间，故选A；
[2]10分度的游标卡尺，其精确度为0.1mm，游标对齐格数不估读，直径为
(2)[3]由摆线的拉力F随时间t变化的图像知，单摆的周期为
根据周期公式
联立解得
13． 1.50 0.5 1.5 0.375 电源E和保护电阻R0可看作等效电源，当R1= R0+r=1.5Ω时，消耗功率最大。 C
【详解】(1)[1][2]由实验原理有
当R1趋近无穷大时有
当时，，则有
解得
(2)[3]由实验原理有
整理得
所以若以为纵坐标，以为横坐标，则根据本实验数据作出的图线为一条直线；
(3)[4][5][6]电源E和保护电阻R0可看作等效电源时，电阻消耗的功率即为等效电源的功率，当等效电源的内阻等于时，功率最大，即
最大功率为
(4)[7]电阻箱的功率为，当时，即电路断路，所以电阻箱功率为0，当电阻箱短路时，电阻箱功率也为0，此时电流较大，故C正确。
故选C。
14．（1）2.5m/s；（2）2.8s
【详解】（1）P回到平衡位置的最短时间比Q回到平衡位置的最短时间短，说明此时P向下运动，Q向上运动，且
可得
由图可知波长为12m，则波速
（2）P回到平衡位置后，再经过半个周期，再次回到平衡位置，根据对称性得
15．(1)；(2) ；(3)
【详解】(1)设小球在处分别受到和的库仑力分别为和。根据库仑定律有
电场力
(2)到，根据机械能守恒有
到匀速，则有
得
(3)水平方向，根据平衡条件有
竖直方向，根据牛顿第二定律有
根据力的合成原理，可得弹力
得
16．(1),(2)t=0.9s；(3)Fmin=2N
【详解】（1）小球在平台上从A到P的过程，设P点速度为vP，由动能定理有
解得vP＝5 m/s
设P点速度与初速度v0方向夹角为θ，则有
解得θ＝53°
（2）从A到P时间为t1，则有
解得t1＝0.5 s
从P到落地为平抛过程时间为t2，则有
解得t2＝0.4 s
则从小球开始运动到与滑块相遇经历时间为t1+t2＝0.9 s
（3）由条件可得落地相遇点Q到P点的水平距离为xPQ＝vPt2＝2 m
则由几何关系可得Q点与E点距离为xEQ＝xPQsin 53°＝1.6 m
所以滑块速度为
设外力F'的方向与水平地面的夹角为α，根据平衡条件有F'cosα＝f
f＝μN
N＝m2g-F'sin α
联立解得
据数学知识可得
其最小值
即F'min＝2 N
