广西钦州市第四中学2025-2026学年高二下学期第四周学情自测物理试卷

广西钦州市第四中学2025-2026学年高二下学期第四周学情自测物理试卷 注意事项: 1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上， 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结来后,将本试卷和答题卡一并交回 一、单选题( 本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一项符合题目要求) 1．实验方法在高中物理教学过程中扮演着至关重要的角色。下列教材中给定的物理实验参考案例及其对应的实验方法正确的是（　　） A．在“验证动量守恒定律”的实验中，采用的实验方法是微元法 B．在“用卡文迪什扭秤测量引力常量”的实验中，采用的实验方法是放大法 C．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用的实验方法是理想实验法 D．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，采用的实验方法是控制变量法 2．某小组用如图甲所示的气垫导轨来完成两滑块碰撞的实验，导轨末端装有位移传感器（图中未画出）。打开气泵，将气垫导轨调节水平。让a获得初速度后与静止的b发生碰撞，规定a碰前的速度方向为正方向，根据传感器记录的数据，得到它们在碰撞前后的位移x与时间t的关系图像如图乙。已知滑块a的质量为0.1kg。下列说法正确的是（　　） A．碰撞后瞬间b的速度为0.5m/s B．碰撞后瞬间b的动量为0.25kg·m/s C．该碰撞是弹性碰撞 D．滑块b的质量为0.3kg 3．用如图所示的装置来验证动量守恒定律，小球a、b的质量分别为ma、mb，实验过程中，木板上留下撞击痕迹M、P、N。下列说法正确的是（   ） A．必须要测出木板到斜槽末端的水平距离B．实验中应满足ma < mb C．M点是未放b球时，a球的撞击点D．若动量守恒，则有 4．A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰，用频闪照相机每隔时间t拍照一次，连续拍照四次，拍得如图所示的照片，已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内，若不计两小物块的大小及碰撞过程所用的时间，则由此照片可判断（　　） A．第二次拍照时物块B在60cm处，并且B．第二次拍照时物块B在65cm处，并且 C．第二次拍照时物块A在25cm处，并且D．第二次拍照时物块A在50cm处，并且 5．小明利用如图所示的装置验证动量守恒定律，碰后两小球都向右水平抛出，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须光滑B．同一实验中，入射小球释放的位置可以不同 C．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平D．入射小球质量应大于被撞小球质量 二、多选题( 本题共3小题，每小题6分，共18分。有多项符合题目要求) 6．在气垫导轨上验证动量守恒时，以下做法正确的是（　　） A．实验前需调平导轨B．可用光电门测滑块速度 C．碰撞前后总动能必须守恒D．系统所受合外力为零是前提 7．某小组同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验，所用小钢球A与玻璃球B半径相等，质量分别为m1、m2，且m1>m2，结果发现地面上固定的复写纸下面的白纸上小球多次落点的中心如图乙中的M、P、N所示，它们到O点的距离分别用OM、OP、ON表示。对于图乙的实验结果，下列分析正确的有（　　） A．M、P、N不在同一直线上是因为轨道末端不水平导致 B．M、P、N不在同一直线上是因为碰撞时A球速度方向不沿着两球球心连线导致 C．如果有m1OP=m1OM+m2ON，说明两球碰撞过程中动量守恒 D．如果有m1OP2=m1OM2+m2ON2，说明两球碰撞过程中动能没有损失 8．在用气垫导轨 “验证动量守恒定律” 时， 不需要测量的 物理量是（　　） A．滑块的质量B．挡光片的宽度C．挡光的时间 D．光电门的高度 第II卷（非选择题） 三、解答题( 本题共5小题，共52分。请按要求作答) 9．利用如图的装置验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻推滑块Q使其能在水平的气垫导轨上做匀速运动；然后将固定有遮光条（宽度为0.9mm）的滑块P在倾斜轨道上由静止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2。已知滑块P，Q的质量均为0.2kg。回答下列问题。 (1)滑块P经过光电门1、2时，遮光条的挡光时间分别为1.5ms，3.1ms，则滑块P经过光电门1的速度为______m/s； (2)碰撞后P、Q的总动量为______（保留三位有效数字），在误差允许范围内，滑块P、Q碰撞中的总动量是否守恒？______（选填“守恒”或“不守恒”）。 10．某实验小组利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，滑块P、Q上都固定有遮光条，已知滑块P、Q的质量分别为、（均包括遮光条），两遮光条宽度相同。请回答下列问题 (1)接通气源后，轻推滑块Q使其从轨道最左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可旋转调节旋钮使轨道左端适当______（选填“升高”或“降低”）。 (2)将滑块Q静止放在两光电门之间，然后将滑块P在圆弧轨道上由静止释放，若滑块P与滑块Q发生碰撞粘合在一起，滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为、。若关系式______成立，则碰撞过程系统动量守恒； (3)若滑块P与滑块Q发生碰撞，并分离，滑块P先后通过光电门1，遮光条的挡光时间分别为、，滑块Q通过光电门2，遮光条的挡光时间为。若关系式______成立，则验证了碰撞过程系统动量守恒。 11．两位同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 (1)按照图甲安装好器材，接通气源，将滑块向左弹出，调节P或Q，直至滑块通过光电门1的时间________（选填“大于”“等于”或“小于”）通过光电门2的时间，则说明轨道已水平。 (2)轨道调平后，将滑块A、B放置在如图乙所示的位置，A、B均静止，两遮光条宽度相等。给滑块A一瞬时冲量，滑块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先、后记录滑块A上遮光条的挡光时间为、，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为。实验中为确保碰撞后滑块A被反弹，则、应满足的关系是________（选填“”“”或“”）。 (3)若满足关系式________（用字母、、、、表示），则两滑块碰撞过程动量守恒。 12．如图所示，固定在竖直平面内的半径R=0.45m的四分之一光滑圆弧轨道的圆心为O点，圆弧轨道的最低点与静置在光滑水平面上的木板A的上表面平滑连接，木板A的质量mA=1kg，在木板A右侧一定距离处有N=2025个质量均为m0=3kg的小球向右沿直线紧挨着排列，小球的直径与木板的厚度相同，质量mB=2kg的小滑块B（可视为质点）从圆弧轨道上与O点等高处由静止释放，经过圆弧轨道的最低点滑上木板A，当滑块B与木板A恰好相对静止时木板A与小球发生第一次碰撞。已知木板A足够长，整个过程中滑块B始终未脱离木板A，木板A每次与小球碰撞前A、B均已相对静止，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间均忽略不计，重力加速度g=10m/s2。求： (1)滑块B经过圆弧轨道最低点的速度； (2)滑块B在圆弧轨道最低点受到的支持力大小； (3)滑块B与木板A第一次相对静止过程中产生的内能； (4)1号小球最终的速度为多大。‍ 13．在某天写作业的时候，小明同学发现自动笔在桌面上的弹跳很有趣，于是将某种型号的自动笔建立理想化模型如图1甲所示，笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成，且弹簧质量可以忽略。把笔竖直倒立于水平硬桌面上，此时弹有一定压缩量（未知），下压外壳使其下端接触桌面，此时弹簧压缩量为h0；由静止释放后，外壳竖直上升，当速度达到某一值时，弹簧恢复原长，此时外壳恰好与静止的内芯接触并碰撞（如图1乙），然后一起以共同速度继续上升（如图1丙）。且全过程不计空气阻力， 对于以上过程，小明认为可以理想化为三个阶段：第①阶段，外壳竖直上升，不过不是一直加速上升、更不是匀加速上升，但笔与地球系统仍然遵守机械能守恒定律；第②阶段，碰撞，外壳与内芯立即具有共同速度；由于碰撞时间极短、可忽略重力的影响；第③阶段，内芯与外壳一起竖直上抛。为计算方便，设外壳质量为2m、内芯质量为m，设弹簧的劲度系数等于。已知当劲度系数为k的弹簧的拉伸或者压缩量为x时，弹簧的弹性势能为，已知重力加速度为g，弹簧没有超出弹性限度： 请你帮他解决以下问题（求解结果可以保留根号或者分数形式，不出现k）： (1)求解弹簧恢复原长时外壳的速度。 (2)求解外壳与内芯的碰撞过程中二者总动能的损失。 (3)求解外壳离地的最大高度并在图2中定性画出外壳的动能随上升高度的变化图像。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D D C D ABD BD BD 9．（1）利用平均速度近似瞬时速度，滑块P经过光电门1的速度为 （2）[1] 碰撞后P、Q整体的速度 碰撞后总动量为 [2] 碰撞前总动量为 二者在误差允许范围内近似相等，因此碰撞过程总动量守恒。 10．（1）轻推滑块Q使其从轨道最左端向右运动，滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，表明滑块通过光电门1的速度大于通过光电门2的速度，轨道左侧低右侧高，为使导轨水平，可旋转调节旋钮使轨道左端适当升高。 （2）根据光电门测速原理可知，碰撞前后的速度， 根据动量守恒定律有 解得 （3）滑块P先后通过光电门1，遮光条的挡光时间分别为、，表明碰撞后P发生了反弹，规定向右为正方向，则有， 滑块Q通过光电门2，遮光条的挡光时间为，则有 根据动量守恒定律有 解得 11．（1）轨道水平后，认为滑块做匀速直线运动，所以通过两个光电门的时间相等。 （2）A碰后的速度要反向，所以。 （3）假若动量守恒，则 即 化简得 12．（1）根据动能定理可得 代入数据解得滑块B经过圆弧轨道最低点的速度为 （2）滑块B在圆弧轨道最低点时可视作做圆周运动，则有 代入数据解得滑块B在圆弧轨道最低点受到的支持力大小为 （3）滑块B与木板A接触后，二者发生相对运动，最终达到共同速度，根据动量守恒定律有 代入数据解得 在这一过程中，系统机械能损失转化为内能，根据能量守恒定律有 则滑块B与木板A第一次相对静止过程中产生的内能为3J。 （4）木板A与小球1发生弹性碰撞，碰撞过程中动量守恒和机械能守恒。木板A与小球1第一次碰撞前的速度为，小球1的速度为，第一次碰撞后木板A的速度为，小球1的速度为，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 联立解得， 即木板A与小球1碰撞后，木板A的速度大小变为原来的一半，方向变反，小球1的速度变为木板A原速度的一半。 木板A与小球1发生碰撞后经过一段时间再次与滑块B共速，同理根据动量守恒可得 解得第二次共速的速度为 即每次木板A与滑块B重新共速后，速度变为滑块B的一半。 小球之间质量相等，且发生的都是弹性碰撞，它们之间发生速度交换，即直到木板A最后一次与小球1发生碰撞前瞬间，小球1的速度都为零。 综上所述，可知， 依此类推，可得1号小球最终的速度为 13．（1）从释放到弹簧恢复原长时，设外壳的速度大小为v1，外壳与弹簧系统机械能守恒，有 将代入，解得 （2）外壳与内芯碰撞共速，根据动量守恒定律有 解得 碰撞过程中的动能损失为 （3）共速后外壳和内芯一起竖直上抛，有 解得 外壳离地的最大高度，外壳动能随上升高度的变化图像如图 学科网（北京）股份有限公司 $