内容正文:
高二物理阶段性学情调研(一)
一、选择题(共11小题,每小题4分,共44分)
1. 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. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】以返回时的速度方向为正方向,可得小球的动量变化量大小为
A正确。
故选A。
2. 两个具有相同动能的物体A、B,质量分别为、,且,比较它们的动量则( )
A. 物体B的动量较大 B. 物体A的动量较大
C. 动量大小相等 D. 不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能的表达式
动量的表达式
联立可得
物体A、B动能相同,,则,即物体A的动量较大。
故选B。
3. 如图所示,几位同学做用玩具手枪打木头的游戏,使用的子弹有橡皮子弹和铝制子弹,将木头打翻者赢。若一粒橡皮子弹和一粒铝制子弹质量相同(均可视为质点),以相同的速度射向一段立在粗糙地面上的木头上部的同一位置,橡皮子弹反弹,铝制子弹留在木头内。假设作用时间相同,则将木头打翻的可能性大的子弹是( )
A. 铝制子弹 B. 橡皮子弹
C. 两个具有同样大的可能性 D. 条件不足不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】设木头对子弹的弹力为F,由
根据牛顿第三定律可得子弹对木头的弹力为
由于橡皮子弹的动量变化量大,可知橡皮子弹对木块的冲击力较大,更容易打翻木头。
故选B。
4. 2025年6月,贵州榕江遭遇特大洪水期间,无人机突破交通受阻的困境,参与救助受困群众,为受困群众搭建“生命桥”。一架无人机质量为,螺旋桨转动能使面积为的空气以速度向下运动。已知空气密度为,重力加速度为,则该无人机能携带货物的最大质量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设时间t内,螺旋桨使质量
的空气竖直向下运动,由动量定理,有
空气对无人机的作用力
该无人机能携带货物的最大质量为,故选D。
5. 把水平的弹簧振子抽象为理想模型时,不可以忽略不计的是( )
A. 振子所受的阻力 B. 振子的形状大小
C. 弹簧的质量 D. 振子的质量
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.把水平的弹簧振子抽象为理想模型时,可忽略振子所受的阻力、振子的形状和大小以及弹簧的质量,选项ABC错误;
D.把水平的弹簧振子抽象为理想模型时,不可以忽略不计的是振子的质量,选项D正确.
6. 如图所示,一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动,振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放,振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则( )
A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时,振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时,振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.从题图可知,振子振动的振幅为
A=
故A错误;
B.由于
所以
故B错误;
C.弹簧振子的振幅
振子在1个周期内通过的路程为4A,故在()内通过的路程为
故C错误;
D.10s内振子振动了25个周期,10s末振子仍处在M点,所以振子偏离平衡位置的位移大小为,故D正确。
故选D。
7. 如图甲是演示简谐运动图象的装置,它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,匀速拉出沙漏下方的木板,漏出的沙在板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析,可以确定沙漏的位移随时间变化的规律。图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线.经测量发现,若拉动木板1和木板2的速度大小分别为和,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】木板做匀速运动,设振动周期为T,由图乙可得
可得
故选B。
8. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示,已知小球质量为,弹簧的劲度系数为,下列说法正确的是( )
A. 振子(小球)的位移随时间变化的关系式为
B. 在第1s末到第2s末这段时间内,小球的动能在减少、弹性势能在增加
C. 小球的最大加速度为
D. 该小球在0~20s内的位移为100cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,小球振动的周期T为4s,振幅A为5cm,则小球的位移随时间变化的关系式为
故A错误;
B.在第1s末到第2s末这段时间内,小球从最大位移运动到平衡位置,则小球的动能在增加、弹性势能在减小,故B错误;
C.小球在最大位移处时受到的弹力最大为
则根据牛顿第二定律可得,小球的最大加速度为
故C正确;
D.由图可知,小球在4s时的位移为零。小球周期为4s,20s即为4个周期,所以该小球在0~20s内的位移为零,故D错误。
故选C。
9. 单摆摆动过程中摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示,取,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 单摆的周期为0.8s
B. 单摆的摆长为0.64m
C. 摆球第一次到达最低点的时刻是0.1s
D. 内,摆球的重力势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.摆球摆到最低点时拉力最大,摆球第一次到达最低点的时刻是
摆球摆到最高点时拉力最小,根据图像可得摆球摆到最高点的时刻为0.1s和0.9s,单摆的周期为
故AC错误;
B.根据
解得
故B正确;
D.内,从最高点运动到最低点,再运动到最高点,则摆球重力先做正功再做负功,故摆球重力势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
10. 某小组利用单摆测定当地重力加速度,最合理的装置是 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据单摆理想模型可知,为减少空气阻力的影响,摆球应采用密度较大,体积较小的铁球,为使摆球摆动时摆长不变化,摆线应用不易形变的细丝线,悬点应用铁夹来固定,故D正确,ABC错误。
故选D。
11. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线振幅A与驱动力频率f的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
A. 此单摆的固有周期为2s
B. 当驱动力的频率为0.25Hz时,单摆的振动频率也为0.25Hz
C. 若摆长增大,单摆的固有频率不变
D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知共振发生在时,则此单摆对应的固有周期,故A正确;
B.受迫振动频率与驱动力频率相同,故在频率为 0.25Hz的驱动力作用下,单摆频率也为0.25Hz,故B正确;
C.单摆的固有频率,当摆长L增大时,f 变小,故C错误;
D.摆长增大会导致单摆固有频率下降,则共振曲线峰值对应频率向左(低频方向)移动,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
二、实验题(每空4分,共16分)
12. 某小组利用图示装置验证“动量守恒定律”。实验前,两小车A、B静置于光滑水平轨道上,车上固定的两尼龙搭扣正对且处于同一高度,两挡光片等宽。调整光电门的高度,使小车能顺利通过并实现挡光片挡光;再调整光电门在轨道上的位置,使小车B上的挡光片刚向左经过光电门2之后,小车B就能立即与小车A相撞;小车A静置于两个光电门之间的适当位置,与B碰撞并粘连一起后,其上的挡光片能立即开始光电门1的挡光。
(1)为减小实验误差,应选用较________(选填“宽”或“窄”)的挡光片。
(2)某次实验,用手推小车B使其瞬间获得一个向左的初速度,小车B与A碰撞后粘连在一起。测得碰前B上挡光片经过光电门2的挡光时间t1,碰后A上挡光片经过光电门1的挡光时间t2。
①为完成该实验,还必需测量的物理量有( )
A.挡光片的宽度d
B.小车A的总质量m1
C.小车B的总质量m2
D.光电门1到光电门2的间距L
②在误差允许的范围内,以上数据若满足表达式________,则表明两小车碰撞过程中动量守恒。
③若实验过程中发现,碰后A、B小车的总动量总是略大于碰前B小车的动量,可能的原因是________。
【答案】(1)窄 (2) ①. BC ②. ③. 光滑水平轨道不水平(左低右高)
【解析】
【小问1详解】
小车的速度为
挡光片的宽度d越小,平均速度越接近于瞬时速度,实验误差越小,所以为减小实验误差,应选用较窄的挡光片。
【小问2详解】
①[1]碰前、后小车B的速度分别为,
根据动量守恒定律得
解得
整理得
为完成该实验,还必需测量的物理量有:小车A的总质量m1,小车B的总质量m2。
故选BC。
②[2]在误差允许的范围内,以上数据若满足表达式,则表明两小车碰撞过程中动量守恒。
[3]若实验过程中发现,碰后A、B小车的总动量总是略大于碰前B小车的动量,可能的原因是光滑水平轨道不水平(左低右高),碰后A、B小车做加速运动。
三、解答题(每小问4分,共40分)
13. 质量为0.5kg的金属小球,以6m/s的速度水平抛出,抛出后经过0.8s落地,g取10m/s2.求:
(1)小球抛出时和刚落地时,动量的大小、方向如何?
(2)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何?
【答案】(1),方向水平方向,,方向与水平方向呈向下
(2),方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
小球刚抛出时,设动量为,有
方向水平方向。设小球刚落地时,速度为,落地时竖直方向速度有
落地时的速度为
其与水平方向的夹角为,有
即夹角为,动量有
方向与水平方向呈向下。
【小问2详解】
重力的冲量为
方向竖直向下。
14. 如图所示,质量的匀质凹槽放在光滑的水平地面上,凹槽内有一光滑曲面轨道,点是凹槽左右侧面最高点的中点,点到凹槽右侧的距离,点到凹槽最低点的高度。一个质量的小球(可看成质点),初始时刻从凹槽的右端点由静止开始下滑,整个过程凹槽不翻转,取重力加速度大小。求:
(1)小球第一次运动到轨道最低点时,小球的速度大小及凹槽的速度大小;
(2)整个运动过程中,凹槽相对于初始时刻运动的最大位移。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)小球从初始时刻至第一次运动到最低点的过程中,设小球的速度大小为,凹槽的速度大小为,小球和凹槽组成的系统水平方向系统动量守恒,取向左为正,有
该过程中系统机械能守恒,有
解得
(2)因水平方向在任何时候都动量守恒,即有
两边同时乘t可得
其中为小球的位移大小,为凹槽的位移大小。整个运动过程中,当小球运动到凹槽左侧最高点时,凹槽相对于初始时刻运动有最大位移,此时
解得
15. 某同学在研究简谐运动规律过程中,发现弹簧连接一个物体时较容易成功,而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示,A、B两木块质量分别是,,弹簧的劲度系数,A和B间的动摩擦因数,B与水平面的摩擦力不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。
(1)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,两木块的加速度大小;
(2)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,A、B两木块间的摩擦力大小;
(3)两木块一起做简谐运动的过程中,求它们的最大振幅及木块A的最大动能。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,以两木块为整体,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
(2)两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,以A为对象,根据牛顿第二定律可得
解得A、B两木块间的摩擦力大小为
(3)两木块一起做简谐运动的过程中,它们振幅最大时,A、B两木块间的摩擦力达到最大,则有
联立解得最大振幅为
根据系统机械能守恒可得
解得
则木块A的最大动能为
16. 如图所示,小球A用长为的不可伸长的轻绳悬挂于O点,在光滑的水平地面上,小物块B(可视为质点)置于长木板C(其右端有一不计厚度的轻质挡板)的左端静止,现将小球A向左拉起,使轻绳伸直并与竖直方向成角,小球由静止释放,当小球运动到最低点时恰好与物块B发生弹性正碰,已知B与C间的动摩擦因数,物块B与挡板恰好能不相碰,A、B、C的质量均为,重力加速度为。
(1)求小球A与物块B碰后物块B的速度大小v;
(2)求木板C的长度L;
(3)若通过砂纸打磨木板C,B与C间的动摩擦因数变为(木板C的长度、质量都不变),重复上述运动,物块B与挡板发生碰撞,且物块B恰好能回到木板C左端而不脱离,求物块B与挡板碰撞过程损失的机械能。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球A运动到最低点时有
当小球运动到最低点时恰好与物块B发生弹性正碰,则
联立解得
(2)物块B在C上运动的过程中,物块B与挡板恰好能不相碰,则
解得
(3)由题可知,此过程
解得
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一、选择题(共11小题,每小题4分,共44分)
1. 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. B. C. D. 0
2. 两个具有相同动能的物体A、B,质量分别为、,且,比较它们的动量则( )
A. 物体B的动量较大 B. 物体A的动量较大
C. 动量大小相等 D. 不能确定
3. 如图所示,几位同学做用玩具手枪打木头的游戏,使用的子弹有橡皮子弹和铝制子弹,将木头打翻者赢。若一粒橡皮子弹和一粒铝制子弹质量相同(均可视为质点),以相同的速度射向一段立在粗糙地面上的木头上部的同一位置,橡皮子弹反弹,铝制子弹留在木头内。假设作用时间相同,则将木头打翻的可能性大的子弹是( )
A. 铝制子弹 B. 橡皮子弹
C. 两个具有同样大的可能性 D. 条件不足不能确定
4. 2025年6月,贵州榕江遭遇特大洪水期间,无人机突破交通受阻的困境,参与救助受困群众,为受困群众搭建“生命桥”。一架无人机质量为,螺旋桨转动能使面积为的空气以速度向下运动。已知空气密度为,重力加速度为,则该无人机能携带货物的最大质量为( )
A. B. C. D.
5. 把水平的弹簧振子抽象为理想模型时,不可以忽略不计的是( )
A. 振子所受的阻力 B. 振子的形状大小
C. 弹簧的质量 D. 振子的质量
6. 如图所示,一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动,振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放,振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则( )
A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时,振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时,振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
7. 如图甲是演示简谐运动图象的装置,它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,匀速拉出沙漏下方的木板,漏出的沙在板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析,可以确定沙漏的位移随时间变化的规律。图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线.经测量发现,若拉动木板1和木板2的速度大小分别为和,则( )
A. B. C. D.
8. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示,已知小球质量为,弹簧的劲度系数为,下列说法正确的是( )
A. 振子(小球)的位移随时间变化的关系式为
B. 在第1s末到第2s末这段时间内,小球的动能在减少、弹性势能在增加
C. 小球的最大加速度为
D. 该小球在0~20s内的位移为100cm
9. 单摆摆动过程中摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示,取,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 单摆的周期为0.8s
B. 单摆的摆长为0.64m
C. 摆球第一次到达最低点的时刻是0.1s
D. 内,摆球的重力势能先增大后减小
10. 某小组利用单摆测定当地重力加速度,最合理的装置是 ( )
A. B. C. D.
11. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线振幅A与驱动力频率f的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
A. 此单摆的固有周期为2s
B. 当驱动力的频率为0.25Hz时,单摆的振动频率也为0.25Hz
C. 若摆长增大,单摆的固有频率不变
D. 若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动
二、实验题(每空4分,共16分)
12. 某小组利用图示装置验证“动量守恒定律”。实验前,两小车A、B静置于光滑水平轨道上,车上固定的两尼龙搭扣正对且处于同一高度,两挡光片等宽。调整光电门的高度,使小车能顺利通过并实现挡光片挡光;再调整光电门在轨道上的位置,使小车B上的挡光片刚向左经过光电门2之后,小车B就能立即与小车A相撞;小车A静置于两个光电门之间的适当位置,与B碰撞并粘连一起后,其上的挡光片能立即开始光电门1的挡光。
(1)为减小实验误差,应选用较________(选填“宽”或“窄”)的挡光片。
(2)某次实验,用手推小车B使其瞬间获得一个向左的初速度,小车B与A碰撞后粘连在一起。测得碰前B上挡光片经过光电门2的挡光时间t1,碰后A上挡光片经过光电门1的挡光时间t2。
①为完成该实验,还必需测量的物理量有( )
A.挡光片的宽度d
B.小车A的总质量m1
C.小车B的总质量m2
D.光电门1到光电门2的间距L
②在误差允许的范围内,以上数据若满足表达式________,则表明两小车碰撞过程中动量守恒。
③若实验过程中发现,碰后A、B小车的总动量总是略大于碰前B小车的动量,可能的原因是________。
三、解答题(每小问4分,共40分)
13. 质量为0.5kg的金属小球,以6m/s的速度水平抛出,抛出后经过0.8s落地,g取10m/s2.求:
(1)小球抛出时和刚落地时,动量的大小、方向如何?
(2)小球在空中运动的0.8s内所受重力的冲量的大小和方向如何?
14. 如图所示,质量的匀质凹槽放在光滑的水平地面上,凹槽内有一光滑曲面轨道,点是凹槽左右侧面最高点的中点,点到凹槽右侧的距离,点到凹槽最低点的高度。一个质量的小球(可看成质点),初始时刻从凹槽的右端点由静止开始下滑,整个过程凹槽不翻转,取重力加速度大小。求:
(1)小球第一次运动到轨道最低点时,小球的速度大小及凹槽的速度大小;
(2)整个运动过程中,凹槽相对于初始时刻运动的最大位移。
15. 某同学在研究简谐运动规律过程中,发现弹簧连接一个物体时较容易成功,而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示,A、B两木块质量分别是,,弹簧的劲度系数,A和B间的动摩擦因数,B与水平面的摩擦力不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。
(1)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,两木块的加速度大小;
(2)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时,A、B两木块间的摩擦力大小;
(3)两木块一起做简谐运动的过程中,求它们的最大振幅及木块A的最大动能。
16. 如图所示,小球A用长为的不可伸长的轻绳悬挂于O点,在光滑的水平地面上,小物块B(可视为质点)置于长木板C(其右端有一不计厚度的轻质挡板)的左端静止,现将小球A向左拉起,使轻绳伸直并与竖直方向成角,小球由静止释放,当小球运动到最低点时恰好与物块B发生弹性正碰,已知B与C间的动摩擦因数,物块B与挡板恰好能不相碰,A、B、C的质量均为,重力加速度为。
(1)求小球A与物块B碰后物块B的速度大小v;
(2)求木板C的长度L;
(3)若通过砂纸打磨木板C,B与C间的动摩擦因数变为(木板C的长度、质量都不变),重复上述运动,物块B与挡板发生碰撞,且物块B恰好能回到木板C左端而不脱离,求物块B与挡板碰撞过程损失的机械能。
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