内容正文:
河北省2024级高二年级阶段性联合测评
物理(A卷)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,甲乙两人站在静止的小船上,忽略水对船的阻力,若要保持小船静止不动,以下做法可能的是( )
A. 甲静止,乙在船上走动
B. 乙静止,甲在船上走动
C. 甲乙同时在船上相向运动
D. 甲乙同时在船上同向运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲静止,乙在船上走动,乙有速度,那么乙有动量,而甲和船的动量为0,系统总动量不为0,不符合动量守恒定律,小船会运动,故A错误;
B.乙静止,甲在船上走动,甲有速度,那么甲有动量,而乙和船的动量为0,系统总动量不为0,不符合动量守恒定律,小船会运动,故B错误;
C.甲乙同时在船上相向运动,若两人的动量大小相等、方向相反,那么系统总动量为0,小船可以保持静止不动,故C正确;
D.甲乙同时在船上同向运动,两人的动量方向相同,系统总动量不为0,不符合动量守恒定律,小船会运动,故D错误。
故选C。
2. 如图所示为一弹簧振子的振动图像,当振子运动到某点时,它有负方向的位移,下列说法正确的是( )
A. 一定具有正方向的加速度
B. 一定具有负方向的加速度
C. 一定具有正方向的速度
D. 一定具有负方向的速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对振子,根据牛顿第二定律有
因为
联立可得
可知时,即当振子有负方向的位移,一定具有正方向的加速度,故A正确,B错误;
CD.仅知道振子有负方向的位移,无法确定其速度方向,故CD错误。
故选A。
3. 一个质量为的静止粒子受到恒力的作用,持续时间为。经过时间后它的动能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】粒子初速度为0,受恒力作用时间,加速度
则末速度
则动能
故选B。
4. 如图所示为某质点的振动图像,由此可知该质点的振动方程可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设振动方程为
图像可知t=0时,代入解得
图像可知周期T=0.4s,故该质点的振动方程为
故选B。
5. 如图所示,两个小学生在滑冰场上滑冰,小学生甲的质量为30kg,小学生乙的质量为20kg,某时刻两人以互相垂直的速度相撞并抱在了一起,相撞前瞬间甲、乙的速度大小分别是1m/s和2m/s,甲、乙抱在一起瞬间的共同速度大小等于( )
A. 0.5m/s B. 1m/s C. 1.5m/s D. 2m/s
【答案】B
【解析】
【详解】碰前甲乙总动量大小
碰后甲乙总动量大小
根据碰撞过程动量守恒,则有
联立解得甲、乙抱在一起瞬间的共同速度大小
故选B。
6. 如图所示,质量为4m且足够长的光滑斜面放在光滑水平面上,质量为的小球以水平速度冲上斜面,则小球冲上斜面后距离水平面的最大高度是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球冲上斜面后距离水平面最大高度时二者共速,对斜面、小球,水平方向动量守恒有
由机械能守恒有
联立解得小球冲上斜面后距离水平面的最大高度
故选C。
7. 质量为的粒子沿直线匀速运动,初动量为。从某时刻开始,一个力(为大于零的常数)沿粒子运动方向作用于该粒子,在力作用的时间内,粒子动量从变为,忽略重力的影响,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】题意可知F随时间线性变化,规定p方向为正方向,由动量定理有
解得
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示为一物体做简谐运动的振动图像,根据图像可知( )
A. 简谐运动的周期为2s
B. 简谐运动的圆频率为
C. 通过的路程为零
D. 简谐运动的初相位为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图像可知
可知周期,故A正确;
B.简谐运动的圆频率,故B错误;
C.图像可知通过的路程为0.2m,故C错误;
D.根据
图像知t=0时x=0.1m,代入解得初相位,故D正确。
故选AD。
9. 在光滑平面上小球A以速度与一个静止且相同的球B发生正碰。碰撞后A、B两球的速度分别为和,A、B两球的总动能是原来的。则以下关系式成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设AB质量为m,规定方向为正方向,根据动量守恒有
根据题意有
联立解得
可知,,故A正确,B错误;
CD.结合以上分析可知,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为1kg的“”型长木板放置在水平面上,长木板与水平地面之间动摩擦因数。质量均为0.5kg的滑块A、B放在长木板上,与木板之间的动摩擦因数均为,初始时滑块A、B之间的距离为1.8m,滑块A和长木板之间连接有一处于原长状态的弹簧,弹簧的弹性系数为50N/m,某时刻给滑块B一个的初速度,方向向左,滑块B和A碰后粘连在一起。最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 滑块B与A碰撞前瞬间的速度为4m/s
B. 滑块B和A由于碰撞损失的机械能为2J
C. 长木板刚滑动时弹簧的压缩量为0.15m
D. 长木板刚滑动前因摩擦产生的热量为2.25J
【答案】ABC
【解析】
【详解】设“”型长木板的质量为mC = 1kg
A.因为
可知B碰A前木板处于静止状态,故对B有
代入题中数据,解得滑块B与A碰撞前瞬间的速度,故A正确;
B.规定向左为正方向,B碰A过程,由动量守恒有
碰撞损失的机械能
联立解得,故B正确;
C.长木板刚滑动时,对木板有
解得,故C正确;
D.长木板刚滑动前因摩擦产生的热量
联立解得,故D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 研究动量定理的实验装置如图甲所示,①为压力传感器,②为光电门,③为装有挡光片和弹性圈的小车,④为水平气垫导轨。
(1)推动小车,让小车撞击压力传感器,压力传感器记录下了如图乙所示的图像,由图像可知力的作用时间________s;经测算得到图线下的面积为,可知小车撞击压力传感器的时间内,撞击力的平均值________N。
(2)已知小车的质量为0.2kg,小车前面是弹簧圈,可以认为是弹性碰撞,则小车通过光电门时的速度________m/s。
【答案】(1) ①. 0.1 ②. 4.4
(2)1.1
【解析】
【小问1详解】
[1]由图像可知力的作用时间
[2]经测算得到图线下的面积为,可知小车对压力传感器的冲量为,则小车撞击压力传感器的时间内,撞击力的平均值
【小问2详解】
因小车撞击压力传感器为弹性碰撞,则小车将被反向弹回,则由动量定理
解得小车通过光电门时的速度
12. 如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律,斜槽放在水平桌面上,斜槽末端调整为水平。先让入射小球A从斜槽上的点由静止释放,找到它的平均落地点。在斜槽末端放上小球B,再让入射小球A从点由静止释放,找到小球A、B碰后的平均落地点和。
(1)为了保证两球发生对心碰撞,两球的半径应该相等,为了保证小球A、B发生碰撞后小球A不反弹,小球A的质量应该________(选填“大于”“小于”或“等于”)小球B的质量。
(2)实验过程中需要用直尺测量长度以及________长度和________长度,并测量小球A、B的质量与。
(3)如果等式________在误差范围内成立,则表明小球A、B组成的系统碰撞前后动量守恒。
(4)如果等式________在误差范围内成立,则表明小球A、B组成的系统碰撞过程中机械能守恒。
【答案】(1)大于 (2) ①. OM ②. ON
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
为了保证小球A、B发生碰撞后小球A不反弹,需要大于。
【小问2详解】
[1][2]因为两球从同一高度做平抛运动,运动时间t相同,水平位移与初速度成正比。所以实验过程中需要用直尺测量OP长度(小球A碰前的水平位移)以及OM长度(小球A碰后的水平位移)和ON长度(小球B碰后的水平位移)。
【小问3详解】
根据以上分析可知小球平抛运动初速度
规定向右为正方向,根据动量守恒有
整理得
【小问4详解】
若AB系统碰撞过程机械能守恒,则有
整理得
13. 一物体沿着轴做简谐运动,从时刻开始计时,物体的位移随时间变化的图像如图所示,求:
(1)当时物体的位移的大小;
(2)从到经历的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
图像可知,且t=0时刻物体位移为4cm,可知初相位
则振动方程
将代入方程,解得此时物体位移
【小问2详解】
将时刻的坐标数据代入方程分别有
解得
则从到经历的时间
14. 如图所示,轻弹簧下面悬挂着一个质量为0.2kg的盘子,平衡时弹簧的伸长量为10cm,有一块质量为0.2kg的橡皮泥从距离盘子30cm高处由静止自由下落,落到盘中心后并粘附到盘上,弹簧弹性势能与劲度系数和形变量的关系为,重力加速度取,忽略空气阻力的影响,且弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)盘子和橡皮泥一起向下运动时的初速度大小;
(2)运动过程中弹簧的最大伸长量。
【答案】(1)
(2)0.4m
【解析】
【小问1详解】
橡皮泥落到盘子上时由机械能守恒
落到盘子上后一起向下运动,则由动量守恒定律
解得
【小问2详解】
由能量关系可知
其中
解得
15. 如图所示,质量为3kg的长木板放在光滑平台右侧的光滑水平面上,质量为2kg的滑块A放在长木板的左端,滑块A与长木板之间的动摩擦因数为0.2。平台上放一质量为1kg的滑块B,某时刻滑块B受到敲击获得6m/s水平向右的速度,滑块B与A发生弹性碰撞后,滑块A开始滑动。
(1)求滑块A、B碰撞后各自的速度。
(2)若滑块A以2m/s的速度与长木板分离,求长木板的长度。
(3)若长木板足够长,求滑块A相对于长木板滑动的最大距离。
【答案】(1)A的速度大小4m/s,方向水平向右;B的速度大小2m/s,方向水平向左。
(2)
(3)2.4m
【解析】
【小问1详解】
规定向右为正方向,对AB,根据动量守恒有
机械能守恒有
其中
联立解得
可知碰后B的速度水平向左,A的速度水平向右。
【小问2详解】
根据动量守恒有
根据能量守恒有
其中
代入数据,联立解得长木板的长度
【小问3详解】
若长木板足够长,则A与木板会达到共速,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得滑块A相对于长木板滑动的最大距离
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,甲乙两人站在静止的小船上,忽略水对船的阻力,若要保持小船静止不动,以下做法可能的是( )
A. 甲静止,乙在船上走动
B. 乙静止,甲在船上走动
C. 甲乙同时在船上相向运动
D. 甲乙同时在船上同向运动
2. 如图所示为一弹簧振子的振动图像,当振子运动到某点时,它有负方向的位移,下列说法正确的是( )
A. 一定具有正方向的加速度
B. 一定具有负方向的加速度
C. 一定具有正方向的速度
D. 一定具有负方向的速度
3. 一个质量为的静止粒子受到恒力的作用,持续时间为。经过时间后它的动能为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示为某质点的振动图像,由此可知该质点的振动方程可表示为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,两个小学生在滑冰场上滑冰,小学生甲的质量为30kg,小学生乙的质量为20kg,某时刻两人以互相垂直的速度相撞并抱在了一起,相撞前瞬间甲、乙的速度大小分别是1m/s和2m/s,甲、乙抱在一起瞬间的共同速度大小等于( )
A. 0.5m/s B. 1m/s C. 1.5m/s D. 2m/s
6. 如图所示,质量为4m且足够长的光滑斜面放在光滑水平面上,质量为的小球以水平速度冲上斜面,则小球冲上斜面后距离水平面的最大高度是( )
A. B. C. D.
7. 质量为的粒子沿直线匀速运动,初动量为。从某时刻开始,一个力(为大于零的常数)沿粒子运动方向作用于该粒子,在力作用的时间内,粒子动量从变为,忽略重力的影响,则的值为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示为一物体做简谐运动的振动图像,根据图像可知( )
A. 简谐运动的周期为2s
B. 简谐运动的圆频率为
C. 通过的路程为零
D. 简谐运动的初相位为
9. 在光滑平面上小球A以速度与一个静止且相同的球B发生正碰。碰撞后A、B两球的速度分别为和,A、B两球的总动能是原来的。则以下关系式成立的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,质量为1kg的“”型长木板放置在水平面上,长木板与水平地面之间动摩擦因数。质量均为0.5kg的滑块A、B放在长木板上,与木板之间的动摩擦因数均为,初始时滑块A、B之间的距离为1.8m,滑块A和长木板之间连接有一处于原长状态的弹簧,弹簧的弹性系数为50N/m,某时刻给滑块B一个的初速度,方向向左,滑块B和A碰后粘连在一起。最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 滑块B与A碰撞前瞬间的速度为4m/s
B. 滑块B和A由于碰撞损失的机械能为2J
C. 长木板刚滑动时弹簧的压缩量为0.15m
D. 长木板刚滑动前因摩擦产生的热量为2.25J
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 研究动量定理的实验装置如图甲所示,①为压力传感器,②为光电门,③为装有挡光片和弹性圈的小车,④为水平气垫导轨。
(1)推动小车,让小车撞击压力传感器,压力传感器记录下了如图乙所示的图像,由图像可知力的作用时间________s;经测算得到图线下的面积为,可知小车撞击压力传感器的时间内,撞击力的平均值________N。
(2)已知小车的质量为0.2kg,小车前面是弹簧圈,可以认为是弹性碰撞,则小车通过光电门时的速度________m/s。
12. 如图所示的实验装置可以用来验证动量守恒定律,斜槽放在水平桌面上,斜槽末端调整为水平。先让入射小球A从斜槽上的点由静止释放,找到它的平均落地点。在斜槽末端放上小球B,再让入射小球A从点由静止释放,找到小球A、B碰后的平均落地点和。
(1)为了保证两球发生对心碰撞,两球的半径应该相等,为了保证小球A、B发生碰撞后小球A不反弹,小球A的质量应该________(选填“大于”“小于”或“等于”)小球B的质量。
(2)实验过程中需要用直尺测量长度以及________长度和________长度,并测量小球A、B的质量与。
(3)如果等式________在误差范围内成立,则表明小球A、B组成的系统碰撞前后动量守恒。
(4)如果等式________在误差范围内成立,则表明小球A、B组成的系统碰撞过程中机械能守恒。
13. 一物体沿着轴做简谐运动,从时刻开始计时,物体的位移随时间变化的图像如图所示,求:
(1)当时物体的位移的大小;
(2)从到经历的时间。
14. 如图所示,轻弹簧下面悬挂着一个质量为0.2kg的盘子,平衡时弹簧的伸长量为10cm,有一块质量为0.2kg的橡皮泥从距离盘子30cm高处由静止自由下落,落到盘中心后并粘附到盘上,弹簧弹性势能与劲度系数和形变量的关系为,重力加速度取,忽略空气阻力的影响,且弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)盘子和橡皮泥一起向下运动时的初速度大小;
(2)运动过程中弹簧的最大伸长量。
15. 如图所示,质量为3kg的长木板放在光滑平台右侧的光滑水平面上,质量为2kg的滑块A放在长木板的左端,滑块A与长木板之间的动摩擦因数为0.2。平台上放一质量为1kg的滑块B,某时刻滑块B受到敲击获得6m/s水平向右的速度,滑块B与A发生弹性碰撞后,滑块A开始滑动。
(1)求滑块A、B碰撞后各自的速度。
(2)若滑块A以2m/s的速度与长木板分离,求长木板的长度。
(3)若长木板足够长,求滑块A相对于长木板滑动的最大距离。
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