浙江省杭州市第二中学高二物理下学期期中试题

杭州二中2014学年第二学期高二年级期中考试物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷 (选择题)和第Ⅱ卷 (非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、单项选择题：（每小题3分，共24分）
1.做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同（ ）
A.回复力、加速度、速度
B.回复力、加速度、动能
C.回复力、速度、弹性势能
D.加速度、速度、机械能 2.火车刹车做匀减速直线运动。

开始刹车后的第 1 s 内和第2 s 内位移大小依次为9 m 和7 m,则刹车后6 s 内的位移是( ) A.20 m B.24 m C.25 m D.75 m
3.在广州亚运会上，10米移动靶团体冠军被我国选手获得。

如图所示为简化的比赛现场俯视图，设移动靶移动的速度大小为v 1，运动员射出的子弹的速度大小为v 2，移动靶离运动员的最近距离为d ，忽略空气阻力的影响，要想子弹在最短的时间内射中目标，则运动员射击时离目标的距离应该为 ( )
A. dv 1v 2
B. dv 2v 1
C.d v 22＋v 2
1
v 2 D . dv 2v 22－v 21
4.如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a 放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a 上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c 点，滑轮2下悬挂物体b ，系统处于静止状态。

若将固定点c 向右移动少许，而a 与斜劈始终静止，则( )
A ．细线对物体a 的拉力增大
B ．斜劈对地面的压力减小
C ．斜劈对物体a 的摩擦力减小
D ．地面对斜劈的支持力减小
5.如图所示，轻绳两端分别与A 、C 两物体相连接，m A =1kg ，m B =2kg ，m C =3kg ，物体A 、B 、C 及C 与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计．若要用力将C 物拉动，
则作用在C 物上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s 2
）（ ）
A ．6N
B ．8N
C ．10N
D ．12N
6．在xOy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s ，振幅为A 。

M 、N 是平衡位置相距2 m 的两个质点，如图所示．在t ＝0时，M 通过其平衡位置沿y 轴正方向运动，N 位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1 s ．则 ( ) A ．该波的周期为5/3 s B ．该波的周期为4/3 s
C ．从t ＝0到t ＝l s ，质点M 向右移动了2 m
D ．从t ＝0 s 到t ＝1/3 s ，质点M 的动能逐渐增大
7．汽车在水平地面上运动，车厢内一人用力推车，如图所示，当车在倒车时刹车的过程中（ ）
B
A C F
A B C
D A.人对车做正功 B.人对车做负功
C.人对车不做功
D.车对人的作用力方向水平向左
8. 两个半径不同的半圆形光滑轨道位于竖直平面内，如图所示，A 、B 点均为直径的一端，位于同一水平面上， C 、D 分别为两轨道的最低点。

现将两个相同的小球分别从A 、B 处同时无初速释放，分析比较两球到达最低点C 、D 的过程，正确的说法是（ ）
A. 通过C 点的小球，其机械能较小
B. 通过C 点的小球，其重力势能较小
C. 通过C 点的小球，对轨道最低点的压力较小
D. 通过C 点的小球，所用时间较短
二、多项选择题：（每小题4分，共16分）
9．如图所示，A 、B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置，其中，位置A 为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线，以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中 ( )
A ．摆球位于
B 处时动能最大 B ．摆球位于A 处时势能最大
C ．摆球在位置B 的机械能等于在位置A 的机械能
D ．摆球在位置B 的机械能大于在位置A 的机械能 10．如图所示，S 1、S 2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S 1、S 2在空间共形成6个振动减弱的区域（图中虚线处），P 是振动减弱区域中的一点，从图中可看出 （ ） A ．P 点到两波源的距离差等于1.5λ．
B ．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间
C ．P 点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强
D ．当一列波的波峰传到P 点时，另一列波的波谷也一定传到P 点
11．如图所示，A 、B 、C 为等腰棱镜，a 、b 两束不同频率的单色光垂直AB 边射入
棱镜，两束光在AB 面上入射点关于OO /
对称，两束光折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是（ ）
A ．在真空中，a 光光速等于b 光光速
B ．在棱镜中，a 光折射率大于b 光折射率
C ．a 光通过棱镜的时间大于b 光通过棱镜的时间
D ．a 、b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角
12．如图所示，水平传送带以速度v 1匀速运动，小物体P 、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t ＝0时刻P 在传送带左端具有速度v 2，P 与定滑轮间的绳水平，t ＝t 0时刻P 离开传送带。

不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长。

正确描述小物体P 速度随时间变化的图象可能是( )
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、填空、实验题（13、14、15、16、17题各4分，18题10分，共30分）13．一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下（忽略空气阻力），某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB。

该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图所
示。

已知曝光时间为1
1 000
s，则小石子在AB段的平均速度大小为 m/s，小
石子出发点离A点的距离约为 m。

(g取10m/s2）
14.如图所示，用一根长为的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球
A，为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小
力F＝__________。

15．如图为某种透明材料制成的边长为4cm，横截面为正三角形的三棱镜，将其
置于空气中，当一细光束从距离顶点A为1cm的D点垂直于AB面入射时，在AC
面上刚好发生全反射，光在真空中的速度c=3×108m/s．则此透明材料的折射率等
于，光通过三棱镜的时间等于。

16．A、B两点间相距6m，A点为振源，若AB间充满介质1时，经0.5秒，A的振动可传到B，且B的振动总与A反相；若A、B间充满介质2时，A的振动传到B需经0.6秒，且B的振动与A同相。

则介质1中的波速介质2中的波速（填“大于”“等于”或“小于”），A点振动的最小频率为。

17．一同学在半径为1m的光滑圆弧面内做测定重力加速度的实验（如图所
示）．他用一个直径为0.02m质量分布均匀的光滑实心球．操作步骤如下：①
将小球从槽中接近最低处（虚线）静止释放；②测量多次全振动的时间并准确
求出周期；③将圆弧面半径作为摆长和周期代入单摆周期公式求出重力加速
度。

则他在以上操作中应该改正的操作步骤是（填写步骤序号）；若不改正，测量所得的重力加速度的值与真实值相比会（选填“偏大”或“偏小”）．
18.“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。

（1）某同学开始实验时的情形如图丙所示，接通电源释放纸带。

请指出该同学在实验操作
中存在的两处明显错误或不当的地方：
①____________________________________________________________； ②_____________________________________________________________。

（2）实验中得到一条纸带如图丁所示，已测得每两个计数点间的距离。

相邻两个计数点之间的时间间隔T ＝0.1 s 。

则物体运动的加速度a ＝_______（保留3位有效数字）；打下D 点时物体的速度大小为_______（保留3位有效数字）；该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。

（3）比较这两种方案，你认为那个方案较好，并说明理由。

_____________________________________________________________。

四、计算题，共30分。

请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。

只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。

19.在水平地面上有一质量为2kg 的物体，在水平拉力F 的作用下由静止开始运动，10s 后拉力大小减为F
5
，方向不变，该物体的运动速度随时间t 的变化规律
如图所示．(g 取10m/s 2
）求：
（1）求前10s 内物体的位移大小； （2）物体受到的拉力F 的大小； （3）物体与地面之间的动摩擦因数．
20．在某电视台娱乐节目中，要求选手从较高的平台上以水平速度v 0跃出，落在水平传送带上，如图所示。

已知平台与传送带高度差H =1.8m ，水池宽度S 0=1.2m ，传送带AB 间的距离L 0= 20.85m ，由于传送带足够粗糙，人落到传送带上后立即就与传送带相对静止。

选手经过
△t =0.5s 反应时间，立刻以方向向右的加速度a =2m/s 2
跑至传送带最右端B 。

（1）要使选手落在传送带上，求v 0的最小值。

（2）若传送带静止，选手以v 0= 3m/s 水平速度从平台跃出，求选手从开始跃出到跑至B 端所需时间。

（3）若传送带以u =1m/s 的恒定速度向左运动，选手若要能到达传送带右端，则从高台上跃出的水平速度v 1至少多大？
21.无线充电技术可以让设备充电时摆脱电源线的束缚，其原理如图所示：转换器连接在墙壁的插座上，将电能转化为电磁波；用电设备上的接收器捕获电磁波，再将其转化回电能，为设备充电。

现用该装置对质量为m 的电动小汽车充电，接收器和转换器间距离为0s ，充电过程中电磁波转化为电能的功率视作恒定，其转化效率为1η，经时间0t 电池刚好被充满。

然后启动小汽车，其电池将电能转为机械能的效率为2η，经过一段足够长的距离后耗尽电能，不计因摩擦和空气阻力造成的机械能损耗。

然后小汽车进入一个半径为R 的竖直放置的光滑圆形轨道。

安装在轨道最高点的力传感器显示其所受压力大小恰好等于小车重力。

小汽车视为质点，重力加速度为g 。

试求：
（1）小汽车在最高点的速度大小v ； （2）接收器接收到的电磁波的功率P ；
（3）现将接收器和转换器间距离改为s 后继续实验，通过控制充电时间t 可以保证小车不脱离轨道，试求时间t 必须满足的关系式（用题给物理量0t 、0s 、s 表达）。

杭州二中2014学年第二学期高二年级期中考试物理答题卷
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、单项选择题：（共24分）
二、多项选择题：（共16分）
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、填空、实验题（13、14、15、16、17题各4分，18题10分，共30分） 13． ， ；14． ；
15． ， ；16． ， ； 17． ， ；
18．（1）① ，
②
；
（2），，；
（3）。

四、计算题（共30分）
19．
20．
21．
杭州二中2014学年第二学期高二年级期中考物理答案一、单项选择题：（共24分）
二、多项选择题：（共16分）
二、填空题（共30分）
13． 20,20 14．1
2
mg 15，s
10
10
3.1-
⨯ 16．大于，5Hz 17．③，偏大
18．答案：（1）①打点计时器接了直流电源②重物离打点计时器太远（2）4.8 3m/s2 1.91m/s 乙
（3）甲方案较好，因为系统所受阻力较小
三、计算题（共30分）
19．答案：
20．解：（1）选手离开平台后做平抛运动
在竖直方向上有：H =
12gt 12，得t 12H g
0.6 s 最小值0
01
2/s v m s t =
= （2）选手离开平台后做平抛运动
在水平方向上有：s 1＝v 0t 1＝1.8 m
在传送带上做匀加速运动的位移满足：L 0－(s 1－s 0)＝
12
at 22
，得t 2＝4.5 s 则选手运动的总时间t ＝t 1＋t 2＋Δt＝5.6 s
（3）落到传送带上0.5 s 反应时间内向左发生的位移为：s 2＝u Δt＝0.5 m
然后向左减速至速度为零，又向左发生位移s 3＝2
2u a
＝0.25 m
不从传送带上掉下须满足：s ≥ s 0＋s 2＋s 3＝1.95 m 则v 1≥
1
s
t ＝3.25 m/s 21．（1）在最高点：R
mv F mg N 2
=+ 又mg F N = 可得：gR v 2=
（2）小车从水平轨道到最高点满足机械能守恒，即在水平轨道上的动能为
22
1
2mv R mg E k +⋅= 可得:mgR E K 3=
小车电池将电能耗尽，部分转化为小车的机械能，即：210ηη⋅⋅⋅=t P E K 可得：0
213t mgR
P ηη=
（3）小车不脱离轨道有两种可能情况：①做完整的圆周运动；②未到高度R 即原路返回。

① 做完整的圆周运动，若恰好达到轨道最高点，则：R
mv mg 2
1=
从水平轨道到最高点满足机械能守恒：2
112
12mv R mg E k +⋅= 又：2111ηη⋅⋅⋅=t P E K 由以上各式可得：
mgR mgR t
P Pt E E K K 2
53101==，
因为电磁波是球面波，故接收器收到的功率与距离s 的平方成反比：
20
2
1s s P P =， 综上所述可得：020265t s s t =，此时恰到达最高点，故能通过最高点的条件是：0
202
65t s s t ≥。

考虑到电池充满时间：01Pt t P ≤，可得020
2
t s s t ≤
② 未到高度R 即原路返回
若恰好上升高度为R ，则：R mg E K ⋅=2，又：2122ηη⋅⋅⋅=t P E K
由以上各式可得：mgR mgR t P Pt E E K K 3202==，故：020
23t s s t =， 即此时恰到上升高度R ，故此情况下应满足 0202
3t s s t ≤，可见电池并未充满电。

综上，若满足：02023t s s t ≤ 或 020
2
020265t s s t t s s ≤≤，则小车不会脱离轨道。