精品解析：云南昆明市云南师范大学附属中学2025-2026学年高二下学期物理学科体验活动（四）

2027届高二下学期物理学科体验活动（四） 一、选择题（本题共10小题，共68分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一个选项符合题意，每小题6分；第7-10题有多项符合题意，每小题8分，全部选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。） 1. 关于简谐运动和单摆，下列说法正确的是（　　） A. 平衡位置就是回复力为零的位置 B. 物体到达平衡位置时，合力一定为零 C. 单摆细线拉力与重力的合力提供回复力 D. 单摆摆动到最低点时摆球合力为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据简谐运动平衡位置的定义，平衡位置就是回复力为零的位置，故A正确； B．物体到达平衡位置时合力不一定为零，例如单摆的平衡位置（最低点），合力需要提供圆周运动的向心力，不为零，故B错误； C．单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，细线拉力与重力的合力同时提供向心力和切向回复力，并非全部用来提供回复力，故C错误； D．单摆摆动到最低点时，摆球做圆周运动，向心力由拉力和重力的合力提供，满足，合力不为零，故D错误。 故选A。 2. 关于简谐运动的加速度、速度和位移，下列说法不正确的是（　　） A. 加速度的方向总是与位移方向相反 B. 物体经过同一位置时，加速度和速度一定都相同 C. 物体向平衡位置运动时，回复力做正功，速度增大 D. 物体的加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据简谐运动回复力公式，结合牛顿第二定律可得加速度 其中位移 的方向为平衡位置指向物体所在位置。 由可知，加速度的符号与位移始终相反，即方向总是与位移方向相反，故A正确，不符合题意； B．物体经过同一位置时位移 相同，因此加速度一定相同；但经过同一位置时，物体可能向平衡位置运动，也可能远离平衡位置，速度方向可能相反，因此速度不一定相同，故B错误，符合题意； C．回复力方向始终指向平衡位置，物体向平衡位置运动时，回复力方向与运动方向一致，做正功，物体动能增大，速度增大，故C正确，不符合题意； D．由可知，加速度大小，与位移大小成正比，方向与位移方向相反，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选B。 3. 如图所示，实线为质点甲做简谐运动的振动图像，虚线为质点乙做简谐运动的振动图像。下列说法中正确的是（） A. 甲的周期是0.2s B. 甲的频率是0.4Hz C. t=3s时，质点乙的速度为0 D. t=0时，甲、乙的相位差的绝对值是 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．实线是甲的振动图像，甲从到完成一次全振动，因此甲的周期 甲的频率，故AB错误； C．虚线是乙的振动图像，乙的周期和甲相同，。​，时乙在负向最大位移处，经过个周期后，乙到达正向最大位移处；简谐运动中质点在最大位移处速度为，因此时乙的速度为，故C正确； D．甲乙的振动方程： 甲，初相位 时乙在负最大位移，，初相位 相位差的绝对值，故D正确； 故选CD。 4. 如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，g=10m/s²，π2≈10，下列说法正确的是（　　） A. 甲单摆的摆长较小 B. 甲摆的振幅比乙摆的大 C. 甲摆的最大偏角为0.05° D. 在t=0.5s时有正向最大加速度的是甲摆 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可得，振幅，根据单摆周期公式 可得​，不变时，周期相等则摆长相等，故A错误； B．振幅是单摆的最大位移，甲振幅，乙振幅，甲摆振幅更大，故B正确； C．代入，，得 小角度偏角满足，单位错误，故C错误； D．t=0.5s时，甲摆位移，加速度为0；乙摆在负向最大位移处，根据 位移为负时加速度为正，且大小最大，因此有正向最大加速度的是乙摆，故D错误。 故选B。 5. 理论表明：弹簧振子的振动周期，总机械能与振幅A的平方成正比，即，k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量。如图，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为m的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大位移为A的时刻，把另一质量也为m的物块轻放在其上，两个物块始终一起振动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。放上质量也为m的物块后，下列说法正确的是（　　） A. 物块振动周期变为原来的2倍 B. 两物块之间的动摩擦因数至少为 C. 物块经过平衡位置时速度为 D. 系统的振幅减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据周期公式 可知，当把另一质量也为m的物块轻放在其上后，质量为原来2倍，周期为原来倍，A错误； B．两物块一起振动，加速度相同，系统的最大加速度为 而放在上面的物块的最大加速度由两者间的最大静摩擦力提供，可得 联立可得 B正确； C．经过平衡位置时，机械能全部为动能，即 解得物块经过平衡位置时速度为 C错误； D．弹簧振子的总机械能在放上另一物块后并未发生变化，振动过程中系统机械能守恒，而弹簧振子的总机械能与振幅的平方成正比，故振幅不变，D错误。 故选B。 6. 如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙，另一个质量为m1的弹性小球甲以初速v0运动，与乙球发生第一次碰撞后，恰在D点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比m1∶m2等于（　　） A. 1∶9 B. 1∶3 C. 5∶3 D. 2∶3 【答案】B 【解析】 【详解】设碰撞后、的速度分别为、，第一种碰撞情况：小球由A到B碰撞，且碰撞后反向，以方向为正方向，由动量守恒定律得 因为恰在D点发生第二次碰撞，、各运动了周，在相同时间内通过的路程相等，则有和的线速度大小相等，即有 且、为弹性球，发生弹性碰撞，由机械能守恒定律得 联立以上各式解得 第二种碰撞情况：小球由A到B碰撞，且碰撞后同向，以方向为正向，由动量守恒定律得 因为恰在D点发生第二次碰撞，运动了周，运动了周，则有 由机械能守恒定律得 解得 ACD错误，B正确。 故选B。 7. 一弹簧振子沿x轴振动，振子运动的最大位移为，振子的平衡位置位于x轴上的O点，如图所示，图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向如图给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图像的是（　　） A. 若规定状态a时，则①可表示振子的振动图像 B. 若规定状态b时，则②可表示振子的振动图像 C. 若规定状态c时，则③可表示振子的振动图像 D. 若规定状态d时，则④可表示振子的振动图像 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若规定振子在状态a时，此时的位移为，且向规定的正方向运动，故A正确； B．若规定振子在状态b时，此时的位移为，且向规定的负方向运动，相应的图中初始位移不对，故B错误； C．若规定振子在状态c时，此时的位移为，且向规定的负方向运动，相应的图中运动方向不对，故C错误； D．若规定振子在状态d时，此时的位移为，速度为零，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，某小组同学用细线悬挂一个去掉柱塞的注射器，注射器内装满墨汁。注射器在小角度内摆动过程中（忽略流出墨水对注射器及其内墨汁重量的影响），沿着垂直于注射器摆动的方向匀速拖动木板，注射器下端与木板距离始终很小。其中墨迹上A、B两点到OO′的距离均为注射器下端振幅的一半。不计空气阻力，则（　　） A. 在一个摆动周期内，形成墨迹的长度等于4倍振幅 B. 注射器下端从A点正上方摆到B点正上方的时间小于摆动周期 C. 把该装置从北京带到昆明，为使周期不变，需要缩短细线长度 D. 注射器下端在A点正上方与在B点正上方时加速度相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．单摆在一个周期内通过的路程为，但墨迹是单摆振动与木板匀速运动的合成，墨迹长度大于，故A错误； B． 、 两点到的距离均为，根据图示可知，从A到B是在平衡位置附近运动，速度较大，所以注射器下端从A点正上方摆到B点正上方的时间小于摆动周期，故B正确； C．从北京到昆明，纬度降低且海拔升高，重力加速度减小，由可知，为使不变，需减小，即缩短细线长度，故C正确； D．注射器下端在 、 两点时，位移大小相等、方向相反，根据可知，加速度大小相等、方向相反，加速度不同，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊一个质量为的铁块，在其下方吸附着一块质量为的磁铁。已知弹簧的劲度系数为 ，磁铁与铁块间的吸引力大小等于，不计磁铁与其它物体间的作用并忽略阻力。已知磁铁与铁块在弹簧的作用下，恰好能够一起沿竖直方向作简谐运动，那么（　　） A. 磁铁与铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量为 B. 弹簧弹性势能最大时，铁块加速度大小为 C. 磁铁与铁块运动到最高点时，弹簧弹力的大小等于 D. 磁铁与铁块作简谐运动的振福为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．它处于平衡位置时 即弹簧的伸长量为 选项A正确； B．弹簧运动到最低点时，弹性势能最大，形变量最大，磁铁和铁块间达到最大吸引力3mg，对磁铁由牛顿第二定律可得 3mg-mg=mam 联立解得铁块加速度的最大值为 am=2g 故B错误； C．由对称性可知，磁铁和铁块运动到最高点时，整体的加速度向下为2g，则对整体 (M+m)g+F弹=(M+m)am 解得 F弹=(M+m)g 选项C正确； D．弹簧运动到最低点时，弹性势能最大，形变量最大，对整体由牛顿第二定律可得 kxm-(M+m)g=(M+m)am 即 kxm=3(M+m)g 该弹簧振子的振幅为 故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程用时极短。测得物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图中除0～x1之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点，重力加速度为g，则（　　） A. 物块A、B的质量之比为1：1 B. 物块A、B的质量之比为1：2 C. 从x1到x3的过程中，物块A、B一起运动加速度的最大值 D. 从x1到x3的过程中，物块A、B一起运动加速度的最大值 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由图像可知碰撞前物块A的动能为 解得 碰撞后物块A的动能为 解得 碰撞过程用时极短，动量守恒 解得 故A正确，B错误； CD．物块B在弹簧上静止时，设弹簧形变量为，物块质量为m，则有 碰撞后物块A、B一起加速运动，当合力为零时，速度最大，动能最大，设物块A、B的质量为m，则有 当物块A、B速度为零时，弹簧形变量最大，加速度最大，则有 联立解得 故C正确，D错误。 故选AC。 二、非计算题（共32分） 11. 在“测定蓄电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材： A.蓄电池 B.电流表（0～0.6A，内阻约为0.1Ω） C.灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA，内阻rg＝150Ω） D.滑动变阻器R1（0～20Ω，2.0A） E.电阻箱R2 F.定值电阻R0＝2Ω G.开关.导线若干 （1）由于没有电压表，可把灵敏电流计G与电阻箱R2串联改装成量程为6V的电压表，如图甲中电阻箱R2的阻值应为_____Ω． （2）按图甲所示电路图，请在乙图上补充完成实物连线_____ （3）丙图为该实验绘出的﹣图线（为灵敏电流计G的示数，为电流表A的示数）由丙图可求得被测蓄电池的电动势 ＝_______V，内电阻＝________Ω（结果保留两位有效数字）． 【答案】 ①. 29850 ②. ③. 5.3 ④. 2.5 【解析】 【详解】[1]根据电压表改装的原理，有 代入数据，得 [2]根据原理图可知，实物图如图所示； [3][4]根据闭合电路欧姆定律，有 整理得 结合图象，得 联立，代入数据得 ， ； 12. 如图所示，在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上，C为一固定挡板，轻质弹簧的一端连接物体A，另一端固定在挡板上。物体B在A上方斜面的某处。用力控制A、B保持静止，且使弹簧处于自然状态，现同时释放物体A、B，物体A完成一次全振动，经过时间T时，B和A恰好相碰且粘为一体。物体A的质量为m，物体B的质量为2m。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g。求： （1）释放前物体A、B间的距离L； （2）B和A粘为一体后的最大速度； （3）若B和A达到物体A释放位置上方处时其速度恰好为零，则运动过程中弹簧弹力的最大值与的关系。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，当物体A处于平衡位置时，受力平衡 解得此时弹簧的压缩量为 物体A完成一次全振动时，又回到了最初释放的位置。物体B在这段时间内沿着斜面向下做匀加速直线运动，加速度为 由匀变速直线运动的位移时间关系可得 【小问2详解】 由匀变速直线运动的速度时间关系得，物体B下滑到刚与物体A接触时的速度为 物体A和物体B发生碰撞，根据动量守恒定律可得 解得 物体A和物体B粘为一体，此时的平衡位置满足 解得 分析AB整体的运动可知，当AB整体到达平衡位置时，速度最大。从AB粘为一体到平衡位置，由动能定理得 其中 化简可得，最大速度为 【小问3详解】 根据简谐运动的对称性，由题可知，运动过程中弹簧弹力的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高二下学期物理学科体验活动（四） 一、选择题（本题共10小题，共68分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一个选项符合题意，每小题6分；第7-10题有多项符合题意，每小题8分，全部选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。） 1. 关于简谐运动和单摆，下列说法正确的是（　　） A. 平衡位置就是回复力为零的位置 B. 物体到达平衡位置时，合力一定为零 C. 单摆细线拉力与重力的合力提供回复力 D. 单摆摆动到最低点时摆球合力为零 2. 关于简谐运动的加速度、速度和位移，下列说法不正确的是（　　） A. 加速度的方向总是与位移方向相反 B. 物体经过同一位置时，加速度和速度一定都相同 C. 物体向平衡位置运动时，回复力做正功，速度增大 D. 物体的加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反 3. 如图所示，实线为质点甲做简谐运动的振动图像，虚线为质点乙做简谐运动的振动图像。下列说法中正确的是（） A. 甲的周期是0.2s B. 甲的频率是0.4Hz C. t=3s时，质点乙的速度为0 D. t=0时，甲、乙的相位差的绝对值是 4. 如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，g=10m/s²，π2≈10，下列说法正确的是（　　） A. 甲单摆的摆长较小 B. 甲摆的振幅比乙摆的大 C. 甲摆的最大偏角为0.05° D. 在t=0.5s时有正向最大加速度的是甲摆 5. 理论表明：弹簧振子的振动周期，总机械能与振幅A的平方成正比，即，k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量。如图，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为m的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大位移为A的时刻，把另一质量也为m的物块轻放在其上，两个物块始终一起振动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。放上质量也为m的物块后，下列说法正确的是（　　） A. 物块振动周期变为原来的2倍 B. 两物块之间的动摩擦因数至少为 C. 物块经过平衡位置时速度为 D. 系统的振幅减小 6. 如图所示，在水平桌面上固定着一个光滑圆轨道，在轨道的B点静止着一个质量为m2的弹性小球乙，另一个质量为m1的弹性小球甲以初速v0运动，与乙球发生第一次碰撞后，恰在D点发生第二次碰撞。则甲、乙两球的质量之比m1∶m2等于（　　） A. 1∶9 B. 1∶3 C. 5∶3 D. 2∶3 7. 一弹簧振子沿x轴振动，振子运动的最大位移为，振子的平衡位置位于x轴上的O点，如图所示，图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向如图给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图像的是（　　） A. 若规定状态a时，则①可表示振子的振动图像 B. 若规定状态b时，则②可表示振子的振动图像 C. 若规定状态c时，则③可表示振子的振动图像 D. 若规定状态d时，则④可表示振子的振动图像 8. 如图所示，某小组同学用细线悬挂一个去掉柱塞的注射器，注射器内装满墨汁。注射器在小角度内摆动过程中（忽略流出墨水对注射器及其内墨汁重量的影响），沿着垂直于注射器摆动的方向匀速拖动木板，注射器下端与木板距离始终很小。其中墨迹上A、B两点到OO′的距离均为注射器下端振幅的一半。不计空气阻力，则（　　） A. 在一个摆动周期内，形成墨迹的长度等于4倍振幅 B. 注射器下端从A点正上方摆到B点正上方的时间小于摆动周期 C. 把该装置从北京带到昆明，为使周期不变，需要缩短细线长度 D. 注射器下端在A点正上方与在B点正上方时加速度相同 9. 如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊一个质量为的铁块，在其下方吸附着一块质量为 的磁铁。已知弹簧的劲度系数为，磁铁与铁块间的吸引力大小等于，不计磁铁与其它物体间的作用并忽略阻力。已知磁铁与铁块在弹簧的作用下，恰好能够一起沿竖直方向作简谐运动，那么（　　） A. 磁铁与铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量为 B. 弹簧弹性势能最大时，铁块加速度大小为 C. 磁铁与铁块运动到最高点时，弹簧弹力的大小等于 D. 磁铁与铁块作简谐运动的振福为 10. 如图甲所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程用时极短。测得物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图中除0～x1之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点，重力加速度为g，则（　　） A. 物块A、B的质量之比为1：1 B. 物块A、B的质量之比为1：2 C. 从x1到x3的过程中，物块A、B一起运动加速度的最大值 D. 从x1到x3的过程中，物块A、B一起运动加速度的最大值 二、非计算题（共32分） 11. 在“测定蓄电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材： A.蓄电池 B.电流表（0～0.6A，内阻约为0.1Ω） C.灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA，内阻rg＝150Ω） D.滑动变阻器R1（0～20Ω，2.0A） E.电阻箱R2 F.定值电阻R0＝2Ω G.开关.导线若干 （1）由于没有电压表，可把灵敏电流计G与电阻箱R2串联改装成量程为6V的电压表，如图甲中电阻箱R2的阻值应为_____Ω． （2）按图甲所示电路图，请在乙图上补充完成实物连线_____ （3）丙图为该实验绘出的﹣图线（为灵敏电流计G的示数，为电流表A的示数）由丙图可求得被测蓄电池的电动势 ＝_______V，内电阻＝________Ω（结果保留两位有效数字）． 12. 如图所示，在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上，C为一固定挡板，轻质弹簧的一端连接物体A，另一端固定在挡板上。物体B在A上方斜面的某处。用力控制A、B保持静止，且使弹簧处于自然状态，现同时释放物体A、B，物体A完成一次全振动，经过时间T时，B和A恰好相碰且粘为一体。物体A的质量为m，物体B的质量为2m。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g。求： （1）释放前物体A、B间的距离L； （2）B和A粘为一体后的最大速度； （3）若B和A达到物体A释放位置上方处时其速度恰好为零，则运动过程中弹簧弹力的最大值与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $