大兴安岭实验中学2023-2024学年高二下学期3月开学考试
物理试题
考试时间：75分钟；分值：100分
一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时，振子的速度方向向左
B. 时，振子的加速度方向向右
C. 到的时间内，振子的回复力逐渐增大
D. 到的时间内，振子的动能逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由振动图可知时，振子由平衡位置向正方向运动，说明振子的速度方向向右，故A错误；
B．由振动图可知，时，振子在正向最大位移处，所以振子的加速度方向向左，故B错误；
C．到的时间内，振子从最大位移处往平衡位置运动，所以振子的回复力逐渐减小，故C错误；
D．到的时间内，振子从平衡位置往最大位移处运动，振子的速度逐渐减小，振子的动能逐渐减小，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，在直角坐标系xOy中的x轴上有一正点电荷Q，A、B是坐标轴上的两点，C是第一象限内的点，OA=OB=AC=BC=a，其中A点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q位于B点
B. O点电势比A点电势低
C. A点的电场强度大小为
D. 将一正试探电荷从A点沿直线移动到C点过程中，电势能一直增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．因A点和C点的电势相等，故A点和C点到点电荷的距离相等，点电荷Q一定位于B、O之间的中点，故A错误；
B．因点电荷带正电，故离点电荷越近电势越高，O点电势比A点高，故B错误；
C．由图可知A到B、O连线中点的距离
根据
得
故C正确；
D．由图可知，将正试探电荷从A点沿直线移动到C点的过程中，电势先升高后降低，故电势能先增加后减少，故D错误。
故选C。
3. 已知广播电台的短波频率为f1，人体透视用的X射线频率为f2，DVD机的激光（可见光）频率为f3，家用微波炉的微波频率为f4，频率大小的排列顺序正确的是（ ）
A. f2>f3>f4>f1 B. f2>f3>f1>f4 C. f2>f1>f3>f4 D. f2>f4>f1>f3
【答案】A
【解析】
【详解】电磁波的频率从小到大的顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线，所以
f2>f3>f4>f1
故A正确。
故选A。
4. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，周期，它的振动图像如图所示，图像上的P点对应的时刻为，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻振子沿x轴负方向运动
B. 内振子所经过的路程为39cm
C. 内振子运动的位移为3cm
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据振动图像特征可知，时刻振子沿x轴正方向运动，故A错误；
B．由图像可知，弹簧振子振幅为
内振子所经过的路程为
故B错误；
C．0.9s时，振子位于负向最大位移处，所以内振子运动的位移为
故C错误；
D．弹簧振子角频率为
振动的位移公式为
当时，解得
，k=0，1，2，3…
根据题意可知
解得
故D正确。
故选D。
5. 单摆是秋千、摆钟等实际摆的理想化模型，下列有关单摆的说法中正确的是（ ）
A. 单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
B. 单摆做简谐运动振动周期由摆球的质量和摆角共同决定
C. 当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，但是所受合力不为零
D. 单摆移到太空实验舱中可以用来研究简谐运动的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A．由单摆的条件可知单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，故A错误；
B．由单摆做简谐运动的周期公式
即振动周期与摆球的质量和摆角无关，故B错误；
C．当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，但是单摆的向心力不为零，所受合力不为零，故C正确；
D．单摆移到太空实验舱中，由于完全失重，其回复力为零，单摆不能做简谐运动，更不能研究简简谐运动的规律，故D错误。
故选C。
6. 质量为m的物体在运动过程中，某时刻的动量大小为p，该时刻的动能大小为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据
可得
故选C。
7. 如图所示，一对等量正点电荷相距为，其连线中点为O，以O为圆心、L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d，以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立轴。取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（ ）
A. a、b两点的场强相同
B. 轴上，时沿正方向电势随坐标y的变大而减小
C. 一试探电荷由a点运动到c点，其电势能增大
D. 轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据等量正电荷电场特点，可知a、b两点的场强大小相同，方向相反，故A错误；
B．根据点电荷电场强度公式以及电场强度的叠加，可知轴上，时电场强度方向为沿轴正方向，根据沿电场线电势降低可知轴上，时沿正方向电势随坐标y的变大而减小，故B正确；
C．根据等量正电荷电场特点，可知a点电势高于c点，一试探电荷由a点运动到c点，电场力做正功，其电势能减小，故C错误；
D．根据点电荷电场强度公式以及电场强度的叠加，可知O点的电场强度为零，无穷远处的电场强度为零，故轴上沿正方向电场强度先增大后减小，故D错误。
故选B。
8. 做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的（ ）
A. 加速度 B. 动能 C. 位移 D. 速度
【答案】ABC
【解析】
【详解】做简谐振动的物体，每次经过同一位置时，位移一定相同，由
F = - kx
可知，回复力相同，根据
a =
可知，加速度相同，速度的大小一定相同，但是方向不一定相同，则速度不一定相同，动能一定相同。
故选ABC。
9. 如图所示，质量相同的甲、乙带电粒子，电荷量之比为1∶2，均贴着A板沿水平方向射入平行板间的匀强电场，甲粒子沿轨迹①从两板正中间飞出，乙粒子沿轨迹②落到B板中间。若两板间的电压恒定，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用，则甲、乙两粒子射入板间电场时的初速度大小为v1和v2， 运动时间为t1和t2。加速度为a1和a2， 以下正确的是（ ）
A. v1∶v2=1：2 B. v1∶v2= 2；1 C. t1∶t2=2：1 D. a1∶a2 = 1：2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．带电粒子在电场中做类平抛运动，设平行板间的电场强度为E，在水平方向有
在竖直方向有
又有粒子加速度
联立解得
已知电荷量之比为1∶2，水平位移之比为2∶1，竖直位移之比1∶2，代入上式可得
A错误，B正确；
C．粒子在水平方向做匀速直线运动，设极板长为L，则有
可得
C错误；
D．粒子的加速度
电荷量之比为1∶2，则有加速度之比为
D正确。
故选BD。
10. 如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是（ ）
A. 振子在A时刻的速度等于B时刻的速度
B. 振子在A时刻的势能等于B时刻的势能
C. 振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度
D. 振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能
【答案】BCD
【解析】
【详解】D．根据题意可知，弹簧振子做阻尼振动，振子的机械能逐渐减小，振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能，故D正确；
BC．由于A、B两点的连线与横轴平行，可知，此时弹簧的形变量相等，振子的位移相等，则振子的势能相等，加速度相同，故BC正确；
A．由上述分析可知，振子在A时刻动能大于B时刻的动能，则振子在A时刻的速度大于B时刻的速，故A错误。
故选BCD。
二、实验题（12分）
11. 某同学用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）实验中优先选用的摆球是_____________。
A．钢球 B.塑料球 C.橡胶球
（2）该同学用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球的直径d=__________mm，摆长L=____________（用字母l、d表达）。
（3）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2图像，如图丙，根据图像求出重力加速度g=_________m/s2（取结果保留三位有效数字）。
（4）图丙中P点不在图线上，导致该点偏离图线的原因可能是_____________。
A.实验中将40次全振动记为41次
B.实验中将39次全振动记为40次
C.实验中将摆线长作为摆长
D.实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长
（5）在实验过程中，为便于调节摆线长度，甲同学将摆线穿过一块软海绵来调节摆线长度，如图丁所示：乙同学将摆线穿过一小段水笔芯来调节摆线长度，如图戊所示。对两位同学这样的实验设计进行评价_____________。
【答案】 ①. A ②. 12.0 ③. ④. 9.68 ⑤. ABD ⑥. 两位同学的操作方法都存在问题。甲同学以海绵的下表面与线的接触点为悬点，乙同学以细管的下端为悬点，这两种情况均存在摆动过程中悬点不固定的弊端
【解析】
【详解】（1）[1]实验中优先选用的摆球是钢球，因为钢球密度大，空气阻力影响较小。
故选A。
（2）[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以小球直径为
[3]摆长应等于线长与小球半径之和，即
（3）[4]根据单摆周期公式
可得
结合图像可得
解得
（4）[5]实验中导致该点偏离图线，可能是全振动次数记错，即将40次全振动记为41次，将39次全振动记为40次，或者将摆线长与摆球直径之和作为摆长。
故选ABD。
（5）[6]两位同学的操作方法都存在问题，甲同学以海绵的下表面与线的接触点为悬点，乙同学以细管的下端为悬点，这两种情况均存在摆动过程中悬点不固定的弊端。
三、计算题（本题共3小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 如图所示，有电荷量为q=3.0×10-8C的带电粒子经电压U0=200V加速后，进入两块间距为d=20cm、电压为U=100V的平行金属板间。若该粒子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度；
（2）带电粒子穿出电场时的动能。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子离开加速电场时有
带电粒子在垂直进入电场后有
联立解得金属板AB的长度为
（2）由动能定理可知，带电粒子传出电场时有
代入数据解得
13. 如图甲所示，质量为kg足够长的长木板B静止在光滑的水平面上，质量为kg的物块A静止在长木板上表面的左端，给物块施加一个水平向右的拉力F，F随时间变化的图像（F作用时间为4s）如图乙所示。物块与长木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若长木板固定，求物块在长木板上运动时间；
（2）若长木板不固定，求物块对长木板的摩擦力做的功。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）若长木板固定，设物块在长木板上运动的时间为t，根据动量定理有
拉力的冲量为
解得
（2）若长木板不固定，对整体研究，根据动量定理
解得
根据动能定理，摩擦力对长木板做的功
14. 如图，用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后b滑行的最大距离为s，已知b的质量是a的3倍，b与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，求
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小；
(2)轻绳的长度。
【答案】(1)；(2)4μs
【解析】
【分析】
【详解】(1)设a的质量为m，则b的质量为3m，对物块b碰后由动能定理
解得
(2)a球从水平位置摆下的过程
ab碰撞的过程
解得大兴安岭实验中学2023-2024学年高二下学期3月开学考试
物理试题
考试时间：75分钟；分值：100分
一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时，振子的速度方向向左
B. 时，振子的加速度方向向右
C. 到的时间内，振子的回复力逐渐增大
D. 到的时间内，振子的动能逐渐减小
2. 如图所示，在直角坐标系xOy中的x轴上有一正点电荷Q，A、B是坐标轴上的两点，C是第一象限内的点，OA=OB=AC=BC=a，其中A点和C点的电势相等，静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q位于B点
B. O点电势比A点电势低
C. A点的电场强度大小为
D. 将一正试探电荷从A点沿直线移动到C点过程中，电势能一直增加
3. 已知广播电台短波频率为f1，人体透视用的X射线频率为f2，DVD机的激光（可见光）频率为f3，家用微波炉的微波频率为f4，频率大小的排列顺序正确的是（ ）
A. f2>f3>f4>f1 B. f2>f3>f1>f4 C. f2>f1>f3>f4 D. f2>f4>f1>f3
4. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，周期，它振动图像如图所示，图像上的P点对应的时刻为，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻振子沿x轴负方向运动
B. 内振子所经过的路程为39cm
C. 内振子运动位移为3cm
D
5. 单摆是秋千、摆钟等实际摆的理想化模型，下列有关单摆的说法中正确的是（ ）
A. 单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
B. 单摆做简谐运动的振动周期由摆球的质量和摆角共同决定
C. 当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，但是所受合力不为零
D. 单摆移到太空实验舱中可以用来研究简谐运动的规律
6. 质量为m的物体在运动过程中，某时刻的动量大小为p，该时刻的动能大小为，则（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，一对等量正点电荷相距为，其连线中点为O，以O为圆心、L为半径的圆与两正点电荷间的连线及连线的中垂线分别交于a、b和c、d，以O为坐标原点、垂直ab向上为正方向建立轴。取无穷远处电势为零，则下列判断正确的是（ ）
A. a、b两点的场强相同
B. 轴上，时沿正方向电势随坐标y的变大而减小
C. 一试探电荷由a点运动到c点，其电势能增大
D. 轴上沿正方向电场强度的大小随坐标y的变大而增大
8. 做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的（ ）
A. 加速度 B. 动能 C. 位移 D. 速度
9. 如图所示，质量相同的甲、乙带电粒子，电荷量之比为1∶2，均贴着A板沿水平方向射入平行板间的匀强电场，甲粒子沿轨迹①从两板正中间飞出，乙粒子沿轨迹②落到B板中间。若两板间的电压恒定，不计粒子所受重力及粒子间的相互作用，则甲、乙两粒子射入板间电场时的初速度大小为v1和v2， 运动时间为t1和t2。加速度为a1和a2， 以下正确的是（ ）
A v1∶v2=1：2 B. v1∶v2= 2；1 C. t1∶t2=2：1 D. a1∶a2 = 1：2
10. 如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是（ ）
A. 振子在A时刻的速度等于B时刻的速度
B. 振子在A时刻的势能等于B时刻的势能
C. 振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度
D. 振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能
二、实验题（12分）
11. 某同学用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）实验中优先选用的摆球是_____________。
A．钢球 B.塑料球 C.橡胶球
（2）该同学用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球的直径d=__________mm，摆长L=____________（用字母l、d表达）。
（3）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2图像，如图丙，根据图像求出重力加速度g=_________m/s2（取结果保留三位有效数字）。
（4）图丙中P点不在图线上，导致该点偏离图线的原因可能是_____________。
A.实验中将40次全振动记为41次
B.实验中将39次全振动记为40次
C.实验中将摆线长作为摆长
D.实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长
（5）在实验过程中，为便于调节摆线长度，甲同学将摆线穿过一块软海绵来调节摆线长度，如图丁所示：乙同学将摆线穿过一小段水笔芯来调节摆线长度，如图戊所示。对两位同学这样的实验设计进行评价_____________。
三、计算题（本题共3小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 如图所示，有电荷量为q=3.0×10-8C的带电粒子经电压U0=200V加速后，进入两块间距为d=20cm、电压为U=100V的平行金属板间。若该粒子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度；
（2）带电粒子穿出电场时的动能。
13. 如图甲所示，质量为kg的足够长的长木板B静止在光滑的水平面上，质量为kg的物块A静止在长木板上表面的左端，给物块施加一个水平向右的拉力F，F随时间变化的图像（F作用时间为4s）如图乙所示。物块与长木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若长木板固定，求物块在长木板上运动的时间；
（2）若长木板不固定，求物块对长木板的摩擦力做的功。
14. 如图，用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后b滑行的最大距离为s，已知b的质量是a的3倍，b与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，求
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小；
(2)轻绳的长度。
