内容正文:
勤建学校高二年级下学期第一次调研考试
物理试题
本试卷总分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题:本大题共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个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分。
1. 某滑块的质量,速度,则该滑块的动量是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】该滑块的动量是
故选C。
2. 下述哪些运动中的物体的动量保持恒定( )
A. 匀速圆周运动 B. 竖直上抛运动 C. 匀速直线运动 D. 平抛运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,则速度改变,由可知动量变化,故A错误;
B.竖直上抛运动的速度大小时刻变化,则动量变化,故B错误;
C.匀速直线运动的速度大小和方向均不变,则动量保持恒定,故C正确;
D.平抛运动的速度大小和方向均变化,则动量变化,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,半径为r的金属球由长为L的轻质细线悬挂于O点,现将球向右拉开一个小角度θ(θ<5°)后由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球第一次运动至O点正下方时所用时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球做单摆运动,根据单摆周期公式可得
小球第一次运动至O点正下方时所用时间为
故选A。
4. 正在运转的洗衣机,当其脱水桶转得很快时,机身的振动并不强烈,切断电源,转动逐渐停下来,某一时刻t,机器反而会发生强烈的振动,此后脱水桶转速继续变慢,机身的振动也随之减弱,这种现象说明( )
A. 在时刻t脱水桶的惯性最大
B. 在时刻t脱水桶的转动频率最大
C. 在时刻t脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振
D. 纯属偶然现象,并无规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,大小仅由物体的质量决定,脱水桶质量不变,惯性大小始终不变,故A错误;
B.切断电源后脱水桶转速逐渐减小,转动频率与转速成正比,因此转动频率持续降低,t时刻转动频率不是最大值,故B错误;
CD.共振的条件是驱动力频率等于系统的固有频率,此时系统振幅达到最大。t时刻机身振动最强烈即振幅最大,说明此时脱水桶的转动频率(驱动力频率)与机身的固有频率相等,发生共振,故C正确D错误。
故选C。
5. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 到内,弹簧振子的动能不断增加
B. 该弹簧振子的振动方程为
C. 时,弹簧振子的加速度沿轴负方向
D. 到内,弹簧振子运动的位移为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图可知,到内,弹簧振子从平衡位置振动到最大位移,则弹簧振子的动能不断减小,故A错误;
B.由题图可知,弹簧振子的振幅为,周期为,则该弹簧振子的振动方程为
故B正确;
C.由题图可知,时,弹簧振子处于平衡位置,弹簧振子的加速度为0,故C错误;
D.由题图可知,到内,弹簧振子运动的位移为
故D错误。
故选B。
6. 如图,质量为M的小车A停放在光滑的水平面上,小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上,车足够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为( )
A. 零 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B滑上A的过程中,AB系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
解得:v=
故选C
7. 如图所示,在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B,其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态,B物体以初速度向着A物块运动。当物块与弹簧作用时,两物块在同一条直线上运动。关于B物块与弹簧作用过程中,两物块的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对两物体受力分析可得,碰后B速度减小,A的速度增大,当B的速度大于A的速度时,弹簧压缩量增大,弹力增大,A、B的加速度均增大;当B的速度等于A的速度时,弹簧压缩量最大,弹力最大,A、B的加速度最大,此时,B仍减速,A仍加速;当B的速度小于A的速度时,弹簧压缩量减小,弹力减小,A、B的加速度均减小,B仍减速,A仍加速;当弹簧等于原长时,据动量守恒和能量守恒可得,B的速度恰减小到零,A的速度等于;此后A做匀速直线运动,B静止,故D正确,ABC错误。
二、多项选择:(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题所给的答案中有多项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错、不选、多选的得0分)
8. 如图所示,物体A的质量是B的2倍,中间有一压缩弹簧,放在光滑水平面上,由静止同时放开两物体后一小段时间时( )
A. A的速度是B的一半 B. A的动量大于B的动量
C. A受的力大于B受的力 D. 总动量为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两物体和弹簧组成的系统外力之和为零,只有一对内力弹力作用,则系统的动量守恒,有
即两物体的动量大小相等方向相反,而物体A的质量是B的2倍,则A的速率是B的一半,故A正确;
B.两物体在弹开的过程中总动量守恒,故动量的大小一直相等;故B错误;
C.两物体均受同一弹簧的弹力作用,故弹簧的弹力对两物体大小相等,故C错误;
D.两物块的系统动量守恒,因系统的初态总动量为零,则任意时刻的总动量为均未零,故D正确。
故选AD。
9. 如图,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为cm,下列说法正确的是( )
A. 振子的运动周期是0.2s
B. 时,振子位于M点
C. s时,振子具有最大速度
D. 从运动过程中,振子的加速度减小,振子的动能增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.因,可知振子的运动周期是
故A正确;
B.由,可知时,,即振子位于N点,故B错误;
C.由可知s时,,此时振子在O点,振子速度最大,故C正确;
D.从M→O,形变量减小,振子加速度减小,弹力做正功,振子的动能增加,故D正确。
故选ACD。
10. 如图甲为一列简谐横波在时的波动图像,图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速大小为
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 时,质点P的速度最小,加速度最大
D. 在内,质点P的速度和加速度的方向均未发生改变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图像可知波长,,则该波的波速大小为
故A正确;
B.根据波形图与振动图像的结合分析可知质点P在时向下振动,根据同侧法可知该波向x轴负方向传播。故B错误;
C.根据振动图像,时质点P处于正向最大位移处,速度最小,加速度最大。故C正确;
D.内,质点P的速度先正向减小,后负向增大,速度方向发生了改变;加速度先负向增大,后负向减小。故D错误。
故选AC。
三、实验:(共16分)
11. 某同学在做“用单摆测量重力加速度的大小”实验时,用游标卡尺测量小球直径,读数如图甲所示。
(1)游标卡尺的读数为____mm;
(2)该同学根据多次测量数据作出单摆长与周期的图线(如图乙所示),根据图线求出重力加速____(保留3位有效数字)。
(3)实验时某同学测得的g值偏大,其可能的原因是 。
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时,仅测了线长,未加小球半径
C. 测周期时,把n次全振动误记为次
D. 摆球上端未固定牢固,振动中出现松动(摆长变长)
【答案】(1)9.8 (2)9.87 (3)C
【解析】
【小问1详解】
10分度的游标卡尺的精度为,游标刻度对准第8个刻度,则读数为
【小问2详解】
根据单摆的周期公式知
可得
故图像的斜率为
代入得
【小问3详解】
A.根据公式知
可知,重力加速度偏大,可能是周期偏小或者摆长偏大,与质量无关,A错误;
B.测摆长时,仅测了线长,未加小球半径,摆长测量值偏小,重力加速偏小,B错误;
C.把n次全振动误记为次,导致周期测量值偏小,重力加速度偏大,C正确;
D.摆球上端未固定牢固,振动中出现松动,摆长变长,摆长测量值偏小,重力加速度偏小,D错误;
故选C。
12. 如图甲所示,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)若入射小球质量为,半径为,被碰小球质量为,半径为,则应满足__________
A. , B. ,
C. , D. ,
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平拋射程OP,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上S位置静止䊩放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是__________(填选项的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球开始释放高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛射程、
(3)若两球相碰前后的总动量守恒,则应满足的表达式为__________(用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,则还应满足的表达式为__________(用(2)中测量的量表示)。
(4)落点P处的痕迹如图乙所示,其中刻度尺水平放置,且平行于S、O、P所在的平面,刻度尺的票点与O点对齐,则平抛射程应取为__________。
【答案】(1)C (2)ADE
(3) ①. ②.
(4)48.10##48.12##48.11##48.09##48.08
【解析】
【小问1详解】
验证动量守恒定律实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,为保证碰撞在水平方向上,两个小球的球心的高度要相等,即两个小球的半径要相等;同时,为保证入碰小球不反弹,需要入碰小球的质量大于被碰小球的质量,即。
故选C。
【小问2详解】
要验证动量守恒定律定律,即验证
小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,上式两边同时乘以t得
得,因此实验需要过程为
测量两球的质量、确定落点从而确定小球的水平位移。
故选ADE。
【小问3详解】
[1]由(2)可知,实验需要验证
[2]若碰撞是弹性碰撞,满足动能守恒,则
又
得
【小问4详解】
用一个圆将所有的点圈起来,圆心的位置就是平均落点位置,根据圆可得圆心的位置大约在48.10cm处。
四、计算题(计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 质量为3kg的铅球,由静止开始自由下落,1s后落入沙坑,在沙坑内铅球经0.1s停下来,则小球在沙坑内受的平均阻力为多大?(g取10m/s2)
【答案】330N
【解析】
【详解】铅球落地时竖直分速度为
v=gt=10m/s
对于铅球在沙坑运动过程,在竖直方向用动量定理得
(mg-F)t′=0-mv
解得铅球在沙坑内受的平均阻力为
F=330N
14. 如图所示,一列波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.005s时刻的波形如下图实线和虚线所示:
(1)若周期大于0.005s,则波速多大?
(2)若周期小于0.005s,则波速又是多大?
【答案】(1)若波向右传播,;若波向左传播,
(2)若波向右传播,(,,);若波向左传播,(,,)
【解析】
【小问1详解】
当周期大于0.005s,若波向右传播,则有
解得周期为
由题图可知波长为,则波速为
若波向左传播,则有
解得周期为
则波速为
【小问2详解】
若周期小于0.005s,若波向右传播,则有(,,)
解得周期为(,,)
则波速为(,,)
若波向左传播,则有(,,)
解得周期为(,,)
则波速为(,,)
15. 如图所示,一个半径R=0.80m的四分之一光滑圆形轨道固定在竖直平面内,底端切线水平,距地面高度H=1.25m。在轨道底端放置一个质量mB=0.30kg的小球B。另一质量mA=0.10kg的小球A(两球均视为质点)由圆形轨道顶端无初速度释放,运动到轨道底端与球B发生正碰,碰后球B水平飞出,其落到水平地面时的水平位移s=0.80m。忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)A、B碰前瞬间,球A对轨道的压力大小和方向;
(2)球B离开圆形轨道时的速度大小;
(3)球A与球B碰撞后瞬间,球A的速度大小和方向。
【答案】(1)3N,方向竖直向下;(2)1.6m/s;(3)0.80m/s,方向与碰前速度方向相反
【解析】
【详解】(1)球A由光滑轨道滑下,机械能守恒,设小球A与B球碰前瞬间的速度大小为v1,则
在底端,由牛顿第二定律得
联立方程,代入数据解得
FN=3N
由牛顿第三定律知,球A对轨道的压力大小为3N,方向竖直向下。
(2)球B离开轨道最低点后做平抛运动,设其飞行时间为t,离开轨道底端时的速度大小为v2,则
联立方程,代入数据解得
v2=1.6m/s
(3)球A在轨道底端与球B碰撞过程中动量守恒,设小球A碰撞后的速度为v3,则
联立方程,代入数据解得
v3=-0.80m/s
即碰撞后瞬间,球A的速度大小为0.8m/s,方向与碰前速度方向相反。
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勤建学校高二年级下学期第一次调研考试
物理试题
本试卷总分100分,考试时间75分钟
一、单项选择题:本大题共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个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分。
1. 某滑块的质量,速度,则该滑块的动量是( )
A. B. C. D.
2. 下述哪些运动中的物体的动量保持恒定( )
A. 匀速圆周运动 B. 竖直上抛运动 C. 匀速直线运动 D. 平抛运动
3. 如图所示,半径为r的金属球由长为L的轻质细线悬挂于O点,现将球向右拉开一个小角度θ(θ<5°)后由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球第一次运动至O点正下方时所用时间为( )
A. B. C. D.
4. 正在运转的洗衣机,当其脱水桶转得很快时,机身的振动并不强烈,切断电源,转动逐渐停下来,某一时刻t,机器反而会发生强烈的振动,此后脱水桶转速继续变慢,机身的振动也随之减弱,这种现象说明( )
A. 在时刻t脱水桶的惯性最大
B. 在时刻t脱水桶的转动频率最大
C. 在时刻t脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振
D. 纯属偶然现象,并无规律
5. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 到内,弹簧振子的动能不断增加
B. 该弹簧振子的振动方程为
C. 时,弹簧振子的加速度沿轴负方向
D. 到内,弹簧振子运动的位移为
6. 如图,质量为M的小车A停放在光滑的水平面上,小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上,车足够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为( )
A. 零 B. C. D.
7. 如图所示,在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B,其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态,B物体以初速度向着A物块运动。当物块与弹簧作用时,两物块在同一条直线上运动。关于B物块与弹簧作用过程中,两物块的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择:(本题共3小题,每小题6分,共18分,在每小题所给的答案中有多项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错、不选、多选的得0分)
8. 如图所示,物体A的质量是B的2倍,中间有一压缩弹簧,放在光滑水平面上,由静止同时放开两物体后一小段时间时( )
A. A的速度是B的一半 B. A的动量大于B的动量
C. A受的力大于B受的力 D. 总动量为零
9. 如图,水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动,坐标原点O为振子的平衡位置,其振动方程为cm,下列说法正确的是( )
A. 振子的运动周期是0.2s
B. 时,振子位于M点
C. s时,振子具有最大速度
D. 从运动过程中,振子的加速度减小,振子的动能增加
10. 如图甲为一列简谐横波在时的波动图像,图乙为该波中处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速大小为
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 时,质点P的速度最小,加速度最大
D. 在内,质点P的速度和加速度的方向均未发生改变
三、实验:(共16分)
11. 某同学在做“用单摆测量重力加速度的大小”实验时,用游标卡尺测量小球直径,读数如图甲所示。
(1)游标卡尺的读数为____mm;
(2)该同学根据多次测量数据作出单摆长与周期的图线(如图乙所示),根据图线求出重力加速____(保留3位有效数字)。
(3)实验时某同学测得的g值偏大,其可能的原因是 。
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时,仅测了线长,未加小球半径
C. 测周期时,把n次全振动误记为次
D. 摆球上端未固定牢固,振动中出现松动(摆长变长)
12. 如图甲所示,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)若入射小球质量为,半径为,被碰小球质量为,半径为,则应满足__________
A. , B. ,
C. , D. ,
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平拋射程OP,然后,把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上S位置静止䊩放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是__________(填选项的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球开始释放高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛射程、
(3)若两球相碰前后的总动量守恒,则应满足的表达式为__________(用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,则还应满足的表达式为__________(用(2)中测量的量表示)。
(4)落点P处的痕迹如图乙所示,其中刻度尺水平放置,且平行于S、O、P所在的平面,刻度尺的票点与O点对齐,则平抛射程应取为__________。
四、计算题(计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 质量为3kg的铅球,由静止开始自由下落,1s后落入沙坑,在沙坑内铅球经0.1s停下来,则小球在沙坑内受的平均阻力为多大?(g取10m/s2)
14. 如图所示,一列波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.005s时刻的波形如下图实线和虚线所示:
(1)若周期大于0.005s,则波速多大?
(2)若周期小于0.005s,则波速又是多大?
15. 如图所示,一个半径R=0.80m的四分之一光滑圆形轨道固定在竖直平面内,底端切线水平,距地面高度H=1.25m。在轨道底端放置一个质量mB=0.30kg的小球B。另一质量mA=0.10kg的小球A(两球均视为质点)由圆形轨道顶端无初速度释放,运动到轨道底端与球B发生正碰,碰后球B水平飞出,其落到水平地面时的水平位移s=0.80m。忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)A、B碰前瞬间,球A对轨道的压力大小和方向;
(2)球B离开圆形轨道时的速度大小;
(3)球A与球B碰撞后瞬间,球A的速度大小和方向。
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