内容正文:
广西钦州市大寺中学2025-2026学年高二下学期第六周考试物理试卷
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.物体沿AB连线做简谐运动,经过A点时的加速度大小是,方向指向B点;当它经过B点时,加速度大小是,方向指向A点,若A、B之间的距离是10cm,则该简谐运动的平衡位置( )
A.位于线段AB上,距离A点4cm处 B.位于线段AB上,距离A点6cm处
C.位于线段AB的延长线上B点外侧,距离B点20cm处 D.位于线段BA的延长线上A点外侧,距离A点20cm处
2.如图,倾角的光滑斜面固定在水平桌面边缘,斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板,滑块A和B用平行于斜面的轻弹簧连接放置于斜面上,在挡板和弹簧的作用下,两滑块均保持静止。在此位置锁定滑块B,现用轻绳一端连接滑块B,另一端绕过斜面顶端的光滑定滑轮后悬挂一质量为m的物块Q,调节滑轮,让连接B的轻绳与斜面平行,保持系统静止,将滑块B解除锁定。已知滑块B的质量也为m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,弹簧始终处于弹性限度范围内,若滑块A恰好不会脱离挡板,桌面距离地面足够高,则滑块A的质量为( )
A.2m B. C. D.3m
3.在两个固定的等量同种点电荷形成的电场中,一点电荷仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动,关于该点电荷可能的运动情况为( )
A.匀变速直线运动 B.匀速圆周运动 C.类平抛运动 D.一条直线上振幅较大的简谐运动
4.如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像,下列说法中正确的是( )
A.振幅为8cmB.振动周期为4sC.第1s末振子的速度为零 D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动
5.如图甲所示,某鱼漂原来静止在平静的水面上,某时刻受到小鱼的拱饵而上下浮动。若将鱼漂在竖直方向上的运动看作做简谐运动,设原来静止的位置为其平衡位置,向上为正方向,其位移x与时间t的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t=1s时,鱼漂的振幅为零 B.t=2s时,鱼漂的加速度为零
C.t=3s时,鱼漂的速度方向向上 D.0~2s内,鱼漂的位移先增大后减小
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.如图所示,点和点位于地球直径的两侧,假设两点间存在一细直隧道。飞船甲从点由静止开始仅在引力作用下在隧道内运动,经时间后第一次到达点。飞船乙从点沿近地轨道环绕地球运动,经时间后也第一次到达点。已知地球半径为,地表的重力加速度为,不计一切阻力,则下列说法正确的是(提示:均匀球壳内部引力处处为0,简谐振动周期,为振动物体质量,为回复力系数)( )
A.
时间内,飞船甲中的人先失重,再超重
B.当甲到地心的距离为时,其所受合力为,式中为其质量
C.飞船甲的最大速度 D.两飞船从到的时间
7.智能手环随手臂做简谐运动,其质量为,位移图像如图所示。图中函数是余弦函数,初相位为0,四个点分别表示所在点的横坐标大小。下列说法正确的是( )
A.
当手环运动到处时,传感器的加速度大小为
B.当手环运动到处时,传感器所受回复力大小为
C.当手环运动到处时,传感器的加速度大小最大 D.当手环运动到处时,传感器速度大小与处相同
8.如甲图所示,在竖直平面内弹性轻绳的一端固定于点,另一端穿过点正下方固定的光滑孔钉(不计大小),并连接一质量为的物块(视为质点),间距为弹性轻绳的原长。现以连线与地面的交点为坐标原点,水平向右为正方向建立轴,给物块一向右的初速度,其从点开始始终沿轴做往复运动。作出物块运动过程中动量随位置坐标变化的乙图像,物块的运动状态可用图像上各点的坐标表示,其中点坐标为,点坐标为,点的横坐标为。已知弹性轻绳弹力的大小和弹性势能分别满足、,其中、分别为弹性轻绳的劲度系数(未知)和伸长量,不计空气阻力和一切摩擦。下列说法正确的是( )
A.物块运动过程中的最大动能为 B.物块从状态到状态与从状态到状态所经历时间相等
C.弹性轻绳的劲度系数 D.物块在状态的动量大小为
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.如图是某弹簧振子的振动图像,请回答下列问题。求:
(1)振子的振幅A、周期T、频率f;
(2)振子在5s内通过的路程s;
(3)根据振动图像写出该简谐运动的表达式。
10.如图所示,三个小物块a、b、c的质量分别为、和。物块b、c在竖直方向上通过劲度系数的轻弹簧相连,a在b的正上方,开始时物块a、b、c均静止。现让a自由下落,物块a、b碰后粘在一起,当物块ab运动到最高点时,物块c对地面的压力恰好为0。已知弹簧具有的弹性势能,式中为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度。求:
(1)物块ab做简谐运动的振幅;
(2)a释放前距b的高度;
(3)已知简谐运动的周期,求物块ab从最低点运动到弹簧恢复原长所用的最短时间。
11.粗细均匀的一根木筷,下端绕几圈细铁丝(体积可忽略),竖直浮在较大的装有水的杯中,处于静止状态,把木筷往上提起一段距离后放手,木筷就在水中上下振动。已知木筷横截面积为S,木筷与铁丝总质量为m,水的密度为,重力加速度为g。以木筷静止时其下端所在位置为原点,竖直向上为正方向建立x轴,已知木筷浸入水中高度为l时,所受浮力大小为,求:
(1)木筷静止在水中时浸入水中的高度;
(2)木筷下端坐标为x时,木筷所受合外力F;
(3)由(2)判断,木筷是否做简谐运动?
12.如图所示,在竖直平面内一轻质弹力绳的一端固定于P点,另一端经光滑孔钉Q连接质量为m的小球A,该球穿过与水平直杆(足够长)成角的直杆,两杆平滑连接。点P、Q和O在同一竖直线上,间距为弹力绳原长。将小球A拉至与Q等高的位置由静止释放。当小球A首次运动到斜杆底端O点后,在水平方向与穿在直杆且静止于O点、质量为的小球B发生弹性碰撞。小球A、B与杆间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹力绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,劲度系数为k,其弹性势能与伸长量x的关系为。已知重力加速度为g,间距,弹簧振子振动周期。
(1)证明:小球A下滑过程中滑动摩擦力的大小是一个定值;
(2)若从碰撞后开始计时,请证明小球A第一次上滑过程中做简谐振动,并求出振幅以及振动表达式(位移随时间的关系)。
13.如图甲所示,轻弹簧上端固定,下端连接一物块,物块沿竖直方向做简谐运动的部分图像如图乙所示,以竖直向上为正方向。t=0时刻,一小球从某处由静止释放;t=0.5s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)t=0.5s时小球的速度大小和物块的加速度方向;
(2)小球释放位置到物块平衡位置的竖直距离d。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
B
B
B
C
CD
BD
ACD
9.(1)由题图可知,该振子振动的周期和振幅分别为,
频率为
(2)振子振动5s与周期关系为
振子在5s内通过的路程是
(3)
时,从平衡位置开始振动,初相位为零,则振子简谐运动的表达式为
10.(1)对物块ab受力分析,处于平衡位置时,根据胡克定律,有
解得
物块ab在最高点时,对物块c受力分析,物块c在重力和弹簧弹力的作用下处于平衡状态,根据胡克定律,有
解得
物块ab做简谐运动的振幅为
(2)设物块a释放前距b的高度为,碰到b时的速度为v,根据动能定理,得
对物块ab整体分析,设碰后共速为,根据动量守恒定律,有
a碰到b前,对物块b受力分析,处于平衡位置时,根据胡克定律,有
根据机械能守恒定律,有
解得
(3)物块ab做简谐运动的周期为
物块ab在最低点时,简谐运动的相位满足
解得
物块ab在弹簧恢复原长时,简谐运动的相位满足
解得
物块ab从最低点运动到弹簧恢复原长的相位差为
最短时间为
11.(1)木筷静止在水中时,木筷和铁丝的重力等于木筷的浮力,则有
解得木筷静止在水中时浸入水中的高度为。
(2)木筷下端坐标为时,木筷受到重力和浮力作用,合力为
解得
(3)由(2)可知,其中
合力符合简谐运动回复力公式,所以木筷的运动是简谐运动。
12.(1)如图设小球A下滑过程弹力绳与直杆的夹角为,绳伸长量为,对小球受力分析有
由正弦定理可得
联立解得
球A下滑过程中滑动摩擦力的大小是一个定值,始终为
(2)A碰撞后开始上滑时刻,由受力分析知
解得
则说明O点为平衡位置,设碰后小球A上滑位移为x时,绳伸长量为,设弹性绳与直杆ON夹角为,有,
小球A第一次上滑过程受到的合外力为
解得
合力F的方向沿ON直杆向下,位移x由O点沿ON杆向上,合力F与x方向相反,大小成正比,说明小球A第一次上滑过程中做简谐振动。
碰前对小球A由能量守恒
A与小球B发生弹性碰撞由动量守恒、机械能守恒
小球A第一次上滑的最大位移为,绳伸长量为,则有
则由能量守恒
联立解得
小球A做简谐振动的周期为,则振动表达式为
13.(1)小球做自由落体运动,有
代入数据解得v=5m /s
根据图像可知t=0.5s时物块的位移为10cm,物块的加速度方向竖直向下。
(2)在0~0.5s内小球下落的高度
解得
根据图像可知振幅为
小球释放位置到物块平衡位置的距离
解得d=1.35m
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