本试卷有四道大题,考试时长90分钟,满分100分。
第I卷
选择题(共48分)
一、单项选择题,本大题共12小题,共36分。
1. 下面物理量中属于矢量的是
A. 冲量 B. 功 C. 动能 D. 振幅
2. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是
A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力
3. 质量为m、速率为v的小球与墙壁垂直相碰后以的速率返回,则小球的动量变化量大小为
A. 1.5mv B. 0.5mv C. mv D. 0
4. 在一根张紧的水平绳上悬挂五个摆,其中A、E的摆长为l,B的摆长为0.5l,C的摆长为1.5l,D的摆长为2l。先使A振动起来,其他各摆随后也振动起来,在B、C、D、E四个摆稳定后,振幅最大的是
A. B B. C C. D D. E
5. 如图所示,让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上,在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角,下列描述中正确的是
A. 折射角逐渐减小
B. 折射角和入射角的比值不变
C. 折射光线逐渐减弱,直至完全消失
D. 反射光线和折射光线都逐渐减弱
6. 一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是
A. 质点振动频率是4Hz
B. 第2s末质点的速度为零
C. 在4s内质点经过的路程是8cm
D. 在t=3s和t=5s两时刻,质点位移大小相等、方向相同
7. 某物块的质量为10kg,静止在水平面上。现有水平推力F=50N作用在物块上,F持续作用4s。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4,取g=10m/s2,则4s末物块的动量大小为
A. 40kg·m/s B. 100kg·m/s
C. 200kg·m/s D. 360kg·m/s
8. 如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时,经过,质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是
A. 介质中有的质点的起振方向是竖直向上的,图中质点9起振最晚
B. 图中所画的质点起振时间都是相同的,起振的方向是不同的
C. 只要质点9开始振动,它偏离平衡位置的位移与质点1的位移总是相同
D. 图中质点7通过平衡位置竖直向上振动时,质点8处于波峰位置
9. 某人身系弹性绳从绳子的悬点处自由落下,从人开始下落至绳子刚拉直为过程I,绳子刚拉直至人到最低点为过程II。不计空气阻力,人可视为质点,下列说法正确的是
A. 过程I中人的动量变化量大于过程II中人的动量变化量
B. 过程I中人受的重力冲量与过程II中人受的弹力冲量大小相等
C. 过程II中人受到的合力方向向上且不断增大
D. 全过程重力冲量大小与拉力冲量大小相等
10. 周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴正方向运动,则该波
A. 沿x轴负方向传播,波速v=20m/s
B. 沿x轴负方向传播,波速v=10m/s
C. 沿x轴正方向传播,波速v=20m/s
D. 沿x轴正方向传播,波速v=10m/s
11. 若a、b为两个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b从同一高度开始做平抛运动,如图所示。不计空气阻力,下列说法正确的是
A. a球落地时动量大
B. a球落地时动能大
C. 从开始运动到落地,a球受到的重力冲量大
D. 从开始运动到落地,两球所用时间相同
12. 质量为m、长度为L的平板小车静止在光滑的水平面上,一个质量为3m的人立于小车的左端。当人向小车右端运动的过程中,下列说法中正确的是
A. 人与小车的速度总是大小相等,方向相反
B. 当人的速度加快时,小车由于惯性会维持原有的速度不变
C. 当人走到小车右端时,以地面为参考系,人向右运动了
D. 当人走到小车右端时,以地面为参考系,小车向左运动了
二、多选题,本大题共4小题,共12分。
13. 下列说法正确的是
A. 当一列声波从空气传到水中时,其波长不变
B. 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
C. 孔的尺寸比波的波长大得多时不会发生明显的衍射现象
D. 当声源靠近时,观察者听到的声音频率变低
14. 甲、乙两位同学分别使用图1所示的同一套装置观察单摆作简谐运动时的振动图像,已知二人实验时所用的单摆的摆长相同,落在木板上的细砂分别形成的曲线如图2中(甲)、(乙)图所示,下面关于两图线的说法中正确的是
A. (甲)图表示砂摆摆动的幅度较大,(乙)图摆动的幅度较小
B. (甲)图表示砂摆摆动的周期较大,(乙)图摆动的周期较小
C. 二人拉木板的速度不同,(甲)、(乙)木板的速度关系v甲=2v乙
D. 二人拉木板的速度不同,(甲)、(乙)木板的速度关系v乙=2v甲
15. 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇(A1>A2)。下列说法正确的是
A. 波峰与波谷相遇处质点的振幅为A1-A2
B. 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2
C. 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D. 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
16. 如图所示,在光滑的水平面上放有两个小球A和B,其质量mA=1kg、mB=4kg,B球上固定一轻质弹簧。若A球以速率v=4m/s向右运动去碰撞静止的B球,下列说法正确的是
A. 当A球速率为零时,B球速率最大
B. 弹簧最大的弹性势能为6.4J
C. 碰撞结束时,小球A将向左运动
D. 碰撞结束时,B球速度大小为1.6m/s
第Ⅱ卷
非选择题(共52分)
三、填空题,本大题共3小题,共22分。
17. “测定玻璃的折射率“实验中,白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。
(1)在插P3和P4时,正确的操作是____________。
A. 使P3只挡住P2的像
B. 使P4只挡住P3的像
C. 使P3能同时挡住P2和P1的像
D. 使P4能同时挡住P3、P2和P1的像
(2)请在如图中将光路图补充完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2。若在某次测量中测得θ1=45°,θ2=30°,该玻璃砖的折射率为_______。
18. 某同学用如图1所示的装置做“验证动量守恒定律“的实验。先将球a从斜槽轨道上某固定位置S处由静止开始滚下,在水平地面的记录纸上留下压痕,重复10次,找到其落地点的平均位置B。再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的最右端处静止,让球a仍从位置S由静止开始滚下,且与b球发生正碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复10次。
(1)以下操作正确的是________。
A. 通过调节使斜槽末端保持水平
B. 每次释放小球a的位置可以不同
C. 每次必须由静止开始释放小球a
D. 水平地面上白纸可以移动
(2)实验接下来要完成的必要步骤是________。
A. 用天平测量a、b两个小球的质量m1、m2
B. 测量小球a开始释放高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到a、b相碰后落地点的平均位置A、C
E. 测量平抛射程OA、OB与OC的长度L1、L2和L3
F. 测小球a、b的直径D
G. 计算小球a、b离开轨道后做平抛运动的飞行时间
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________(用第(2)题中所给的字母表示)。
(4)经测定,m1=60.0g,m2=10.0g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示。设碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1‘,碰撞结束时m2的动量为p2‘,则碰撞后与碰撞前总动量的比值为__________。(计算结果保留2位小数)
19. 用单摆测定重力加速度的实验。
(1)测出单摆的摆长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)。
(2)某同学在一次实验中,用秒表记下了单摆振动50次的时间如图1所示,由图可读出时间为________s。
(3)某同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是_________。
A. 测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长
B. 摆线上端未牢固地固定于悬点,摆动中出现松动,使摆线越摆越长
C. 测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=t/n求得周期
D. 摆球的质量过大
(4)三位同学用图象法处理数据,他们通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T,并用这些数据作T2–l图像,做出的T2–l图线的示意图如图2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是___________。
A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长l
B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值
D. 通过对图线a的正确处理同样可以得到较为准确的g值
四、计算题,本大题共4小题,共30分。
20. 质量是10g的子弹,以400 m/s的速度射入质量是40g、静止在光滑水平桌面上的木块。如果子弹留在木块中,求:
(1)木块运动的速度v;
(2)该过程中子弹对木块做的功W。
21. 一列简谐横波沿x轴传播,如图所示的实线和虚线分别为t1和t2两个时刻的波的图像,已知波速为16m/s。求:
(1)这列波的频率;
(2)时间间隔△t=t2-t1可能的值。
22. 甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平面上游戏,甲和他的冰车的质量为M=30kg,乙和他的冰车的质量也是M=30kg。游戏时甲推一个质量m=15kg的箱子,以大小为v0=3.0m/s的速度向东滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。不计水平面的摩擦力。
(1)若甲以向东5m/s的速度将箱子推给乙,甲的速度变为多少?
(2)甲至少以多大的速度将箱子推给乙,才能避免相撞?
(题中各速度均以地面为参考系)
23. 如图所示,A、B是两个可视作质点的完全相同的物块,质量均为m,物块A下端用轻弹簧连接,轻弹簧竖直放在水平地面上。当它们处于静止状态时,弹簧的压缩量为L0。以此时A的位置为坐标原点O,以竖直向上为x轴正方向,建立一维坐标系O-x。已知重力加速度大小为g,设在下面所述的各过程中空气阻力均可忽略不计,弹簧的形变始终在弹性限度内。
(1)若用外力将物块A由O点竖直向上缓慢提升长度,作出该过程中弹簧弹力F随物体A的位置坐标x变化的F-x图像(要求标出特殊点的坐标);
(2)根据以上图像,求出上述过程中弹簧弹力做的功W;
(3)若使物块B从位置坐标x2处自由落下,B与A相碰后,立即与A粘在一起不再分开,它们运动到最低点后又向上弹起,弹簧恰好不离开地面。利用(1)中图像的辅助作用,求出物块B的位置坐标x2。
参考答案
一、单项选择题,本大题共12小题,共36分。
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 | A | B | A | D | C | C | A | C | D | B | C | D |
二、多选题,本大题共4小题,共12分。
题号 | 13 | 14 | 15 | 16 |
答案 | BC | AC | AD | BCD |
三、填空题,本大题共4小题,共22分。
17. (1) CD (2)图略,
18. (1) AC (2) ADE (3)m1L2=m1L1+m2L3, 0.96
19. (1) (2) 96.8 (3)C (4)ABD
四、计算题,本大题共4小题,共30分。
20. (6分)(1) 80m/s (2) 128J
21. (7分)(1) 2Hz (2) 或, n=0,1,2,3,4……
22. (8分)(1) 2m/s (2) 7.8m/s
23. (9分)(1)图略 (2) 3mgL0/8 (3) 3L0