2022-2023學年北京師大附屬實驗中學高二（下）期中物理試卷

一、單項選擇題（本題共10小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項最符合題意。每小題2分，共20分）

• 1．體操運動員在落地時總要屈腿，這樣做可以（　　）

  A．減小地面對于腿的沖量	B．減小人的動能變化量
  C．減小人的動量變化量	D．減小地面對腿的沖擊力
  組卷：84引用：8難度：0.8

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• 2．如左圖，三只狗拉動雪橇在水平雪地上勻速前進，簡化示意圖為右圖，頭狗在中間沿y軸引領方向，兩側狗拉力F₂與F₃的合力大小不變方向始終沿y軸，設雪橇受到的摩擦力大小恒為f,則（　　）
  

  A．三只狗拉力的合力F合＞f

  B．三只狗拉力的合力F合=0

  C．頭狗拉雪橇的力一定大于雪橇拉它的力

  D．一定有F2cosα與F3cosθ大小相等
  組卷：160引用：4難度：0.7

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• 3．一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質中的三個質點a、b、c,則（　　）

  A．此刻a的加速度最小

  B．此刻b的速度最小

  C．若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動

  D．若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置
  組卷：1679引用：26難度：0.8

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• 4．航天員在地面模擬失重訓練的一種方式是在水下進行（如圖）。航天員需要穿水槽訓練航天服浸沒在水中，通過配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假設其總質量為m,訓練空間的重力加速度為g且不變，在某次出艙作業過程中，給自己一個初速度后豎直向上勻速漂浮，下列說法正確的是（　　）

  A．航天員所受的合力為零，合力不做功，其機械能守恒

  B．上升h的過程中，動能增加了mgh

  C．上升h的過程中，重力勢能減小了mgh

  D．上升h的過程中，機械能增加了mgh
  組卷：75引用：2難度：0.8

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• 5．高度差一定的兩點間可以搭建無數條光滑的曲線軌道，讓相同小球從起點端靜止向下滑落，其中有一條曲線軌道的小球是最先到達終點端，這條曲線我們稱之為最速降線。如圖所示，6個軌道起始端和終點端高度差相同，其中軌道3滿足最速降線，6個相同的小球同時從起始端靜止釋放最后都到達終點端的整個過程中，不計一切阻力，下列說法正確的是（　　）

  A．從軌道1滑下的小球位移最小

  B．從軌道3滑下的小球平均速度最小

  C．從軌道3滑下的小球重力的平均功率最大

  D．各小球滑到終點時的速度相同
  組卷：88引用：2難度：0.5

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• 6．如圖所示，s₁，s₂是同頻率同步調的兩個水波波源，實線代表波峰，虛線代表波谷，A、B、C、D四個點為相應線條的交點，下列說法中正確的是（　　）

  A．圖中A點到兩波源s1，s2的距離之差等于該波半波長的奇數倍

  B．圖中兩波源s1，s2發出的波在B點的振動步調總是相同的

  C．圖中C處質點的位移等于兩列波各自在C點引起的位移的矢量和

  D．不管波源s1，s2的頻率如何變化，D點總處于振動減弱區
  組卷：321引用：2難度：0.6

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• 7．為發展新能源，某科研小組制作了一個小型波浪發電機，磁鐵固定在水中，S極上套有一個浮筒，浮筒上繞有線圈，其截面示意圖如圖甲所示。浮筒可隨波浪上下往復運動切割磁感線而產生電動勢，線圈中產生的感應電動勢隨時間按正弦規律變化，如圖乙所示，線圈電阻r=2Ω，把線圈與阻值R=8Ω的小燈泡串聯，小燈泡恰好正常發光。下列說法正確的是（　　）
  

  A．小燈泡的額定電壓為3V

  B．線圈中電流的有效值為0.5A

  C．發電機的輸出功率為1.28W

  D．一周期內線圈產生的焦耳熱為0.32J
  組卷：107引用：4難度：0.5

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四、論述、計算題（本題共4小題。共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，畫出必要的示意圖。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）

• 22．傳統航空母艦的阻攔系統原理如圖甲所示，飛機著艦時，通過阻攔索對飛機施加作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止。新一代航母阻攔系統的研制，則從阻攔索阻攔轉向了引入電磁學模型的電磁阻攔技術，其基本原理如圖乙所示，飛機著艦時鉤住軌道上的一根金屬棒并關閉動力系統，在磁場中共同滑行減速。
  
  金屬棒在導軌間寬為d,飛機質量為M，金屬棒質量為m,飛機著艦鉤住金屬棒后與金屬棒以共同速度v₀進入磁場。軌道端點MP間電阻為R，金屬棒電阻為r,不計其它電阻，且飛機阻攔索與金屬棒絕緣。軌道間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度為B。金屬棒運動L后飛機停下，測得此過程電阻R上產生焦耳熱為Q，求：
  （1）通過金屬棒的最大電流；
  （2）通過金屬棒的電荷量；
  （3）飛機和金屬棒克服摩擦阻力和空氣阻力所做的總功。
  組卷：572引用：5難度：0.5

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• 23．2022年北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺比賽中，中國隊運動員谷愛凌力壓世界排名第一的選手，最后一跳以向左偏軸轉體1620°的動作完美逆轉（如圖1），獲得個人首金。大跳臺比賽比賽場地分為助滑區、起跳臺、著陸坡和終點區域四個部分。圖2是某技術公司對谷愛凌奪冠一跳的“高度-時間”分析。已知谷愛凌及身上的裝置總質量為m=65kg。根據這些信息回答下述問題
  （1）不考慮運動員轉體的動作，將運動員看作質點。
  a、設助滑出發區距地面高度為h₁，運動員從靜止出發，從起跳臺起跳后能達到的最大高度距地面為h₂，不計人體能量的消耗、不計一切摩擦，求運動員在最高點的速度大小v（用字母表示）；
  b、請你根據圖2中的信息，估算v大小；
  c、運動員落到著陸坡時，垂直坡面方向的速度在極短時間內減為0，因此運動員要承受極大的沖擊力。設運動員在最高點速度約為v=20m/s,落到著陸坡時的速度方向與水平成α=45°，著陸坡的傾角θ=36°，雪板與坡面經大約Δt=0.05s的撞擊時間后繼續滑行。請根據以上條件估算運動員受到的沖擊力。（保留1位有效數字）（可能會用到數據：sin36°=0.59，cos36°=0.81，sin9°=0.16，sin81°=0.99）（提示，先寫表達式，再代數）。
  （2）考慮運動員的轉體動作。
  a、若谷愛凌在空中騰空的時間約為3s,在空中轉動的角速度幾乎不變，求她在空中轉動的角速度大小；
  b、物體轉動動能可以理解為各部分繞軸轉動的動能之和。已知物體轉動的慣性用物理量I來描述，它的名稱為“轉動慣量”，物體轉動的快慢用角速度ω描述。請類比質點動能表達式

  E

  k

  =

  1

  2

  m

  v

  2

  ，寫出物體轉動動能表達式；
  c、若將谷愛凌在空中轉動，理想化為一個半徑約為0.20m的圓柱體的轉動，已知圓柱體的轉動慣量為

  I

  =

  1

  2

  m

  R

  2

  （m為圓柱體質量，R為圓柱體半徑），并假設谷愛凌在沖出跳臺的瞬間（約0.02s）內獲得足夠的角速度，請問她瞬間轉體爆發的功率大約多大？（保留1位有效數字）。
  
  組卷：82引用：3難度：0.6

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