1.本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題），滿分100分。
2.考試時間：75分鐘。
3.將第Ⅰ卷的答案代表字母填（涂）在答題卡上。
第Ⅰ卷（選擇題，共44分）
一、選擇題（本題共10小題，其中1-8題為單項選擇，每小題4分；9-10為多項選擇，全部選對得6分，選對但不全得3分，錯選或不選得0分）。
1. 以下關(guān)于機(jī)械波的說法中正確的是（ ）
A. 無論是否發(fā)生干涉，兩列波相遇時都能保持各自的運(yùn)動特征，繼續(xù)傳播
B. 當(dāng)波源與觀測者靠近時，波的頻率會增加
C. 機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)本身不隨波傳播，所以傳播過程中介質(zhì)也不會獲得能量
D. 繩波、水波、聲波這些我們熟悉的機(jī)械波，通常都是橫波
【答案】A
【解析】
【詳解】A．無論是否發(fā)生干涉，兩列波相遇時都能保持各自的運(yùn)動特征，繼續(xù)傳播，A正確；
B．波源與觀察者相互靠近時，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，波源發(fā)出的波的頻率不變，觀察者接收到的頻率增大，B錯誤；
C．介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只是振動這種運(yùn)動形式，波是傳遞能量的一種方式，C錯誤；
D．繩波、水波、聲波這些我們熟悉的機(jī)械波，繩波、水波是橫波，聲波是縱波，D錯誤。
故選A。
2. 在一次打靶訓(xùn)練中，起初人和車一起靜止在光滑水平面上。人和靶分別在小車兩端，車、人、槍、靶總質(zhì)量M（不含子彈），每顆子彈質(zhì)量為m，一共有n發(fā)。槍靶之間距離為d，子彈擊中靶盤后會鑲嵌其中，射擊時總是等上一發(fā)擊中后再打下一發(fā)。則以下說法正確的是（ ）
A. 射擊完成后，車會向右做勻速運(yùn)動
B. 射擊過程中車會移動，射擊結(jié)束后車會回到原來的位置
C. 每發(fā)射一顆子彈，小車都會向右移動
D. 全部子彈打完后，小車向右移動總距離為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．水平面光滑，以車、人、槍、靶和子彈組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒，起初人和車一起靜止，射擊完成后，車仍然靜止，故A錯誤；
BCD．設(shè)子彈出口速度為v，車后退速度為，以向左為正方向，根據(jù)動量守恒定律有
子彈勻速前進(jìn)的同時，車勻速后退，則有
在每一發(fā)子彈射擊過程中，小車所發(fā)生的位移為
聯(lián)立解得
所以每顆子彈從發(fā)射到擊中靶過程，車均向右退，故n顆子彈發(fā)射完畢后，小車總共后退距離為
所以待打完n發(fā)子彈后，小車總共后退，故BC錯誤，D正確。
故選D。
3. 有些同學(xué)自制力不強(qiáng)，放假在家喜歡長時間躺在床上玩手機(jī)，不但浪費(fèi)了時間，還有可能砸傷自己。假設(shè)手機(jī)質(zhì)量150g，因?yàn)殚L時間舉在距離面部20cm處導(dǎo)致肌肉發(fā)酸，使手機(jī)無初速度滑落，砸到鼻子時手機(jī)沒有反彈，鼻子受到?jīng)_擊的時間約0.1s，重力加速度取，下列分析正確的是（ ）
A. 手機(jī)對鼻子沖量大小約為0.15N·s
B. 手機(jī)對鼻子的沖量大小約為0.3N·s
C. 手機(jī)對鼻子的平均沖擊力約為3N
D. 手機(jī)對鼻子的平均沖擊力約為4.5N
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)自由落體運(yùn)動的規(guī)律，得手機(jī)下落到人臉前瞬間的速度大小為
手機(jī)與人臉接觸的過程中受到重力與人臉的作用力，取向上為正方向，由動量定理有
解得
由于手機(jī)對鼻子的平均沖擊力與鼻子對手機(jī)的作用力大小相等，方向相反，作用時間相等，則手機(jī)對鼻子的沖量大小與鼻子對手機(jī)的沖量大小相等，即
設(shè)手機(jī)對鼻子的平均沖擊力約為，則有
解得
故選D。
4. 如圖甲所示，裝有一定量液體的試管豎直漂浮在寬廣的水域中。若將試管壓入水中適當(dāng)深度，并忽略運(yùn)動時受到的阻力，可認(rèn)為試管能在豎直方向做簡諧運(yùn)動。某次將試管緩慢下壓3cm后釋放，以豎直向上為正方向，從某隨機(jī)時刻開始計時，可得到圖乙所示的振動圖像，已經(jīng)測得振動周期為0.5s，則下列說法正確的是（ ）
A. 試管的振幅為6cm
B. 回復(fù)力由試管受到的浮力提供
C. 試管振動的圓頻率
D. 在時間內(nèi)，位移、速度、加速度均在減小
【答案】C
【解析】
【詳解】A．把玻璃管向下緩慢按壓3cm后放手，此時玻璃管速度為零，偏離位置距離最大，所以振幅為3cm，故A錯誤；
B．回復(fù)力由玻璃管所受的浮力和重力的合力提供，故B錯誤；
C．振動周期為0.5s，則玻璃管振動的圓頻率
故C正確；
D．由圖乙可知在時間內(nèi)，玻璃管向上運(yùn)動，位移減小，加速度減小，速度增大，故D錯誤。
故選C。
5. 如圖所示，在地球上同一個地區(qū)創(chuàng)設(shè)不同的條件進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)。圖甲裝置置于真空中，懸點(diǎn)處固定一帶正電的小球，絕緣細(xì)線下端連接另一帶正電小球，周期記為；圖乙中，單擺的懸點(diǎn)在一向下加速的電梯頂端，周期記為；圖丙中的擺球帶正電，在如圖所示的勻強(qiáng)磁場中進(jìn)行擺動，周期記為；圖丁中的擺球帶正電，在如圖所示的勻強(qiáng)電場中進(jìn)行擺動，周期記為。若四個單擺的擺長一樣長，則周期關(guān)系正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】單擺甲所受的庫侖力和單擺丙受的洛倫茲力總是沿半徑方向，不影響回復(fù)力，則
根據(jù)等效重力加速度的求法，在平衡位置處，對乙有
解得
則有
對丁有
則
故
綜上比較四個單擺的周期可知
故選D。
6. 如圖所示為一列橫波在某一時刻的圖像和x=6m處的質(zhì)點(diǎn)從該時刻開始計時的振動圖像，由圖可知正確的是（ ）
A. 這列波沿x軸正方向傳播
B. 波速為1m/s
C. x=2m和x=6m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向總是相反的
D. x=1m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時，豎直坐標(biāo)為2.5cm
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)振動圖像，該時刻x=6m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向沿y軸向上，根據(jù)“上下坡”法可判斷該波應(yīng)沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯誤；
B．由圖可知，波長為8m，周期為8×10-2s，所以
故B錯誤；
C．x=2m和x=6m處的質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為半個波長，所以兩質(zhì)點(diǎn)的振動方向總是相反，故C正確；
D．根據(jù)波傳播的特點(diǎn)可知，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)從計時開始經(jīng)過到達(dá)正的最大位移處，所以在t=0時，豎直坐標(biāo)為
故D錯誤。
故選C。
7. 為估算池中睡蓮葉面承受出滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內(nèi)杯中水上升了45mm．查詢得知，當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為12m/s．據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為（設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3）（ ）
A. 0.15PaB. 0.54PaC. 1.5PaD. 5.4Pa
【答案】A
【解析】
【詳解】由于是估算壓強(qiáng)，所以不計雨滴的重力．設(shè)雨滴受到支持面的平均作用力為F。設(shè)在△t時間內(nèi)有質(zhì)量為△m的雨水的速度由v=12m/s減為零．以向上為正方向，對這部分雨水應(yīng)用動量定理
F△t=0﹣（﹣△mv）=△mv
得到
設(shè)水杯橫截面積為S，對水杯里的雨水，在△t時間內(nèi)水面上升△h，則有
△m=ρS△h
F=ρSv
壓強(qiáng)
故A正確，BCD錯誤
8. 如圖所示，質(zhì)量均為m的物塊A、B放在光滑的水平面上，中間用輕彈簧相連，彈簧處于原長，一顆質(zhì)量為的子彈以水平速度射入木塊A并留在木塊中（時間極短），下列說法正確的是（ ）
A. 子彈射入木塊A的過程中，子彈的動量變化量為
B. 子彈射入木塊A的過程中，木塊A的動能增加量為
C. 彈簧第一次壓縮到最短的過程中，木塊B的動量大小為
D. 彈簧第一次壓縮到最短的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．子彈射入物塊A的過程中，子彈與物塊A組成的系統(tǒng)動量守恒，則有
求得
子彈動量的變化量
選項A錯誤；
B．物塊A的動能增加量為
選項B錯誤；
C．當(dāng)彈簧第一次壓縮到最短時，物塊B的動量大小最大，則有子彈與物塊A、B、彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，則有
求得
物塊B的動量大小為
選項C正確；
D．彈簧第一次壓縮到最短的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為
選項D錯誤。
故選C。
9. 甲、乙兩列簡諧橫波的傳播速率相同，分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，時刻兩列波的前端剛好分別傳播到的質(zhì)點(diǎn)A和的質(zhì)點(diǎn)B，如圖所示。已知橫波甲的頻率為2.5Hz，下列說法正確的是（ ）
A. 兩列波相遇后會發(fā)生干涉現(xiàn)象
B. 時，坐標(biāo)原點(diǎn)的位移達(dá)到最大值
C. 時，坐標(biāo)原點(diǎn)的位移為0
D. 兩列波會同時傳播到處，且此刻該質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿y軸正方向
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．波在同種介質(zhì)中傳播速度相等，波的頻率
解得
乙波的頻率為
=1.25Hz
由于兩波頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A錯誤；
B．兩波傳播的速度均為
位于x=-3m和x=3m的兩質(zhì)點(diǎn)傳播形式傳到原點(diǎn)的時間相等，為
s
則時，坐標(biāo)原點(diǎn)的位移疊加達(dá)到最大值，故B正確；
C．時，x=-7m和x=7m的兩質(zhì)點(diǎn)的傳播形式傳到原點(diǎn)，根據(jù)波的疊加原理可知此時原點(diǎn)的位移為
m+2m=-2m
故C錯誤；
D．x=-0.5m處質(zhì)點(diǎn)距A點(diǎn)和B點(diǎn)距離相同，因此兩列波同時傳到該處，根據(jù)傳播方向和振動方向的關(guān)系，可知振源的起振方向沿y軸正方向，則兩列波在該點(diǎn)的振動方向都沿y軸正方向，故D正確。
故選BD。
10. 質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動，A球的動量是，B球的動量是，當(dāng)A球追上B球發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能值是（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】BD
【解析】
【詳解】兩球在碰撞過程中滿足動量守恒的同時還必須滿足機(jī)械能不增加，即碰撞后的機(jī)械能不能大于碰撞前的機(jī)械能，設(shè)A、B兩球的質(zhì)量均為，碰撞前A、B兩球的動量分別為、，則根據(jù)動量守恒定律有
由機(jī)械能不增加原則有
A．動量守恒，但機(jī)械能增加，故A錯誤；
B．動量守恒，機(jī)械能減小，故B正確；
C．動量守恒，但機(jī)械能增加，故C錯誤；
D．動量守恒，機(jī)械能守恒，故D正確。
故選BD。
第Ⅱ卷（非選擇題，共56分）
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，第11題6分，第12題8分，共14分）。
11. 如圖甲所示，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個滑塊a、b，兩滑塊碰撞端分別安裝撞針和橡皮泥，保證兩者相撞后可以粘在一起運(yùn)動。在滑塊a上和其運(yùn)動起點(diǎn)A分別安裝傳感器，可測出a、A之間的實(shí)時距離，如圖乙所示。a的總質(zhì)量為0.140kg，b的總質(zhì)量為0.148kg。
（1）由圖乙信息可知發(fā)生碰撞后b的速度為______m/s；碰撞前，a的動量為_______kg·m/s（均保留兩位有效數(shù)字）；
（2）考慮到實(shí)際情況，若相對誤差在5%以內(nèi)即可認(rèn)為碰撞過程中動量守恒，那么本次實(shí)驗(yàn)碰撞過程中動量________（填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】（1） ①. 0.70 ②. 0.21
（2）守恒
【解析】
【小問1詳解】
[1]由圖可知發(fā)生碰撞后b的速度為
故填0.70；
[2]碰撞前a的速度為
動量為
故填0.21；
【小問2詳解】
二者共速后的動量為
相對誤差為
根據(jù)題意本次實(shí)驗(yàn)碰撞過程中動量守恒，故填守恒
12. 在實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們分成不同的小組利用單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?br>（1）某組同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得的擺球直徑為________mm；用秒表記錄n次完整擺動的時間如圖所示，秒表的讀數(shù)為______s。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某組同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)自己的測量值與理論參考值相比偏小，分析原因可能是（ ）；
A. 釋放小球時，小球偏離中心線的角度太小
B. 在水平狀態(tài)下測量擺線長度
C. 將擺線長度和小球直徑相加，當(dāng)做擺長
D. 負(fù)責(zé)記錄n次擺動總時間的同學(xué)在釋放擺球時就開始計時，但是在第2n次經(jīng)過最低點(diǎn)時結(jié)束計時
（3）還有一組同學(xué)開始實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真檢查器材，發(fā)現(xiàn)擺球有的地方有缺損，有的地方生銹。有同學(xué)認(rèn)為這樣的擺球質(zhì)量分布不均勻，無法確定重心位置，也就無法確定擺長。正要找老師更換器材，另一名同學(xué)卻說不用更換也可以進(jìn)行測量。他的方案是先測量一次擺線的長度，并正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量對應(yīng)的周期。然后將擺線長度增加ΔL，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量出對應(yīng)的周期。由此即可得出g的數(shù)值為____________（用字母表示）。
【答案】（1） ①. 10.70 ②. 96.8
（2）B （3）
【解析】
【小問1詳解】
[1]主尺的讀數(shù)加上游標(biāo)尺的讀數(shù)即為擺球的直徑，故
[2]秒表大表盤的讀數(shù)分，小表盤讀數(shù)是秒，二者加在一起，即為指示的時間
【小問2詳解】
A．?dāng)[角較小時，可以將單擺的運(yùn)動看成簡諧振動，就可利用單擺的周期公式進(jìn)行測算重力加速度，但擺角太小不易操作，不會導(dǎo)致測量結(jié)果偏小，A錯誤；
B．水平狀態(tài)測量擺線長，會導(dǎo)致擺線的長偏小，因此單擺的擺長就偏小，根據(jù)單擺的周期公式
可得
故測量結(jié)果偏小，B正確；
C．將擺線長度和小球直徑相加當(dāng)做擺長，擺長偏大，根據(jù)上述分析可知，測量結(jié)果偏大，C錯誤；
D．負(fù)責(zé)記錄n次擺動總時間的同學(xué)在釋放擺球時就開始計時，但是在第2n次經(jīng)過最低點(diǎn)時結(jié)束計時，這樣導(dǎo)致單擺完成全振動的總時間偏小，單擺的周期偏小，故測量結(jié)果偏大，D錯誤。
故選B。
【小問3詳解】
設(shè)擺線下端到擺球重心的距離為，根據(jù)單擺周期公式可得
，
聯(lián)立可得
三、計算題（本題共3小題，共42分）。
13. 水平冰面上有一固定的豎直擋板，一名滑冰運(yùn)動員面對擋板靜止在冰面上，他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板，運(yùn)動員獲得退行速度；物塊與擋板發(fā)生彈性碰撞，速度反向，追上運(yùn)動員時，運(yùn)動員又把物塊推向擋板，使其再一次以大小為5.0m/s的速度與擋板發(fā)生彈性碰撞。
（1）求運(yùn)動員第二次把物塊推向擋板時，給物塊的沖量大小I；
（2）若運(yùn)動員最多可以推8次物塊，求運(yùn)動員質(zhì)量的取值范圍。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)動量定理可得
【小問2詳解】
設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為，第一次推物塊后，運(yùn)動員速度大小為，第二次推物塊后，運(yùn)動員速度大小為第一次推物塊后，由動量守恒定律知
第二次推物塊后由動量守恒定律知
第次推物塊后，由動量守恒定律知
整理得
由題意知
，且，則
，且，則
即運(yùn)動員質(zhì)量
14. 如圖，邊長為a正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)。在截面所在的平面，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點(diǎn)之間的距離。
【答案】，
【解析】
【詳解】光線在M點(diǎn)發(fā)生折射有
sin60° = nsinθ
由題知，光線經(jīng)折射后在BC邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則
C = 90° - θ
聯(lián)立有
根據(jù)幾何關(guān)系有
解得
再由
解得
15. 光滑四分之一圓弧導(dǎo)軌最低點(diǎn)切線水平，與光滑水平地面上停靠的一小車上表面等高，小車質(zhì)量，高，如圖所示。現(xiàn)從圓弧導(dǎo)軌頂端將一質(zhì)量為的滑塊由靜止釋放，當(dāng)小車的右端運(yùn)動到點(diǎn)時，滑塊正好從小車右端水平飛出，落在地面上的點(diǎn)。滑塊落地后小車右端也到達(dá)點(diǎn)。已知相距取，求：
（1）滑塊離開小車時的速度大小；
（2）圓弧導(dǎo)軌的半徑；
（3）滑塊滑過小車的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。

【答案】（1）2m/s；（2）0.8m；（3）5J
【解析】
【詳解】（1）滑塊平拋過程中，由平拋運(yùn)動規(guī)律
解得
（2）對小車，滑塊飛出后小車做勻速直線運(yùn)動
由水平方向上動量守恒
滑塊在圓弧軌道上運(yùn)動由機(jī)械能守恒得
解得
（3）由能量守恒滑塊滑過小車表面產(chǎn)生的內(nèi)能
解得

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