河南鹤壁市高中2025-2026学年高二上学期物理规范化练习（六）（宏奥A卷）

2027届物理作业规范化练习（六) (宏奥A卷) 一.选择题（共7小题，满分42分，每小题6分） 1.(6分)一只单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（受迫 A/cm 振动的振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则( A.此单摆的固有周期约为0.5s B.此单摆的摆长约为lm C.若摆长增大，单摆的固有频率增大 D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 00.250.50.75fHz 2.(6分)如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小 圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一 个轻质弹簧和实心铁质小球组成的振动系统，小球浸没在水 中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约 为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速运动，圆盘转动带动小球 小圆柱 T形支架 振动，经过一段时间稳定后，下列说法正确的是() A.小球振动的频率为3Hz B.圆盘转速越大，小球振幅越小 C.从小球由平衡位置向下振动开始计时，t=1s到t=2s弹簧 10000mC 弹性势能一定减小 D.从小球由平衡位置向下振动开始计时，t=0到t=1s小球 的速度增大，回复力减小 3.如图甲所示，水平弹簧振子的平衡位 o./m 置为O点，在B、C两点之间做简谐 运动，规定水平向右为正方向。图乙 0.250.500751.00t/s -0.1 P 是弹簧振子做简谐运动的x-t图像， 甲 则() A.弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动 B.弹簧振子的振动方程为x=0.1in(2t+3T)m C.图乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向都沿正方向 D.弹簧振子在前2.5s内的路程为1m 4.(6分)如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧 5/cm 振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平 0.5 1.5 衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上 1.0 2.0 ts 为正方向，在一个周期内的振动图像如图乙所 示，下列说法正确的是（) A.振子在O点受到的弹簧弹力等于零 第1页（封 B.振子做简谐运动的表达式为x=10sin(兀t宁cm C.0.5s~1.0s的时间内，振子通过的路程为5cm D.t=0.25s和t=0.75s时，振子的速度不同，但加速度大小相等 5.(6分)水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b 上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的ⅴ-t图线如 图所示，图中AB∥CD。则整个过程中() A.摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量 B.合外力对a物体的冲量小于合外力对b物体的冲量 0 C.F1的冲量等于F的冲量 6 B Dt D.F1的冲量小于F2的冲量 6.(6分)在光滑水平面上甲、乙两车相向而行，甲的速率为Vo,乙的速率也为vo, 甲车和车上人的总质量为10，乙车和车上人及货包的总 质量为12m,单个货包质量为m,为不使两车相撞，乙 10 车上的人以相对地面为v=11vo的速率将货包抛出给甲车 甲 7 上的人，求：为使两车不相撞，乙车上的人应抛出货包的7 最小数量() A.10个 B.11个 C.12个 D.20个 7.(6分)将力传感器连接到计算机上可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的 悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A点，细线处于 张紧状态，释放摆球，摆球在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动最低 位置，∠AOB=∠COB=a,α小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到细线对摆 球的拉力大小F随时间t变化的图像，且图 中t=0为摆球从A点开始运动时刻，重力 ↑F/N 加速度大小g=10m/s2,则下列选项不正确 0.402-- 的是() 0.399 A.单摆的周期T=0.6πs B 00.15π0.3元0.45元0.6rt/s 甲 乙 B.单摆的摆长L=0.9m C.摆球的质量m=0.4kg 26a/s D.摆球运动过程中的最大速度的大小为3V 二.多选题（共3小题，满分18分，每小题6分) (多选)8.(6分)如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，1mA=250g,mB=500g, 系统静止时弹簧伸长x=15cm,未超出弹性限度。若剪断A、B间细绳，则A在竖 直方向做简谐运动，重力加速度g=10/s2。下列说法正确的是（)仙 A.弹簧的劲度系数为50Nm B.A球的振幅为15cm C.A球的最大加速度为10m/s2 D.小球运动过程中，弹簧的最大压缩量为5cm ® 5页) (多选)9.(6分)如图所示，在光滑的水平地面上有2025个大小相同的小球，1号 球的质量为2kg,2号到2025号球的质量均为1kg,现给1号球水平向右大小为3m/ 的初速度，所有碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是() A.1号小球最终的速度为lm/s B.2号小球第一次碰撞后的速度为4/s 1 2 3 2025 C.2025号小球最终的速度为3m/s 777777777777777777777777777777777 D.2号小球共发生4047次碰撞 (多选)10.(6分)如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑 水平面上，物块B向A运动， v/V,↑ t=0时与弹簧接触，到t=2to 2 时与弹簧分离，第一次碰撞结 1.2 束，A、B的v-t图像如图(b) 所示。已知从t=0到t=o时 间内，物块A运动的距离为 同Am 2 t/t 0.36voto。碰撞过程中弹簧始终 图(a) 图b) 处于弹性限度内。下列选项正确的是（ A.mB=4m B.第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为o.6mv C.第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为0.768voto D.第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为1.128voto 三.实验题（共2小题，每空3分，共18分） 11.(1)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨 道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O,木板上叠放着白纸和复写纸。实 验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从 轨道右端水平飞出后落在木板上：重复多次，测出落 点的平均位置P与O点的距离。将与a半径相等 的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由 静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分 别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距 木 离ⅫM、X。 777777777777777元 77777 7777 0 完成下列填空： ①记a、b两球的质量分别为ma、mb,实验中须满足条件ma 6（填> 或<)： ②如果测得的x知、xXM、x、ma和m6在实验误差范围内满足关系式 (2)某高中学校一物理兴趣小组的几位同学，用一些器材测量某公园附近的重力加 速度。为了便于携带，该组同学将一单摆固定于一深度为h(未测量)且开口向下 的透明塑料杯顶端（单摆的下半部分露于筒外)，如图甲所示。每次实验前，组内 同学利用钢板尺测出杯子的下端口到小球悬点的距离L,并通过改变L而测出对应 的摆动周期T。实验开始时，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，且单 第2页( 摆在摆动过程中悬线不会碰到杯壁，最后利用测得的数据，以T为纵轴、L为横 轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像求出 AT/s2 小筒的深度h和当地的重力加速度g。 ①实验时用游标卡尺测得摆球直径d=l2.0mm。 1.20 ②测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最 低点时按下停表开始计时，同时数1，当摆球第二 -30030 L/cm 次通过最低点时数2，依此往下数，当他数到60 -1.20 业 时，按下停表停止计时，读出这段时间t,则该单 摆的周期为 甲 乙 A.t B.t C.t D t 29 29.5 0 59 ③如果实验中所得到的T-L关系图线如图乙中的 所示（选填a,b,c), 当地的重力加速度g= m/s2(π取3.14，此结果保留两位小数)。 ④根据以上数据，结合得到的T-L关系图线，可以求出透明塑料杯的深度h= CMm。 四.解答题（共1小题，共22分） 12.如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四 分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点。一物块静止于小车 最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。 现将细线拉直到水平位置，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰 撞。碰撞后，物块沿小车上的轨道运动。已知细线长L=1.25。小球质量m=0.20kg。 物块、小车质量均为M=0.30kg。小车上的水平轨道长s=1.0m。圆弧轨道半径R =0.15m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。 (1)求小球运动到最低点与物块碰撞前，所受拉力的大小： (2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小： (3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱 离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值 范围。 反 M 777777 共5页) 2027届物理作业规范化练习（六)答案 (宏奥A卷) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C 0 C D O AD BD BC 1.【解答】解：A、单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等 于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz,周期为2s,故A错误； B、由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s,由公式T= 2花L得L=B二=0/s文2e）m,故B通 4π2 4×π2 C、若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C错误： D、若若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将 向左移动，故D错误。 2.【解答】解：A.圆盘以4s的周期匀速运动，圆盘转动带动小球振动，经过一段时间 稳定后，小球振动是受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，即圆盘转动周期 4,则小球报动的频率为号=0,25，放A错说： B由题意可知，当驱动力的频率等于3Hz时，小球的振幅最大，圆盘转速由小于 3Hz频率的转速越来越大时，驱动力的频率越大，小球振幅会增大，当驱动力的频 率等于3Hz时，振幅最大，当驱动力的频率等于3Hz后继续增大时，振幅减小， 故B错误； C.从小球由平衡位置向下振动开始计时，小球周期是4s,在t=1s时，小球向下振 动到最大位移处，速度是零，弹簧的伸长量最大，此时弹簧的弹性势能最大，以后 小球在弹力的作用下开始向上振动，弹力对小球做正功，小球的动能增大，弹簧弹 性势能减小，到=2s时，小球的动能最大，弹簧弹性势能最小，故C正确： D.从小球由平衡位置向下振动开始计时，t=0时小球的速度最大，向下振动弹力对 小球做负功，小球的动能减小，速度减小，弹簧的弹力增大，到=ks小球向下振 动到最大位移处，小球的速度减小到零，弹力最大，则回复力最大，故D错误。 3.【解答】解：A、振子从B点再次回到B点为一次全振动，弹簧振子从B点经过O点再运动到 C点不是一次全振动，故A错误； B、根据乙图可知，弹簧振子的振幅是01m,周期T=1s,则w=2T=2m,初相位0=兀 T 则弹簧振子的振动方程为y=0.1sin(2t+兀)m,故B错误： 2 C、简谐运动图象中的P点速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，加速度方向 为正，故C错误： D、根据乙图可知，弹簧振子的振幅A=0.1m,t=2.5s=2.5T,则弹簧振子在2.5s内的路程x =2.5×4A=1m,故D正确：故选：D。 第3页（共 4.【解答】解：A.悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O 点为平衡位置，弹簧振子在平衡位置O时回复力为0，此时弹簧弹力等于弹簧振子 自身重力，故A错误： B,由图乙可得，振子的振幅A=5cm,初相位中n三)，周期T=2.0s,则圆频率 02T,解得0=兀rad/e所以振子做简谐运动的表达式为x=5sin(兀t)cm故 B错误； C.由图乙可知t=0.5s时刻振子在平衡位置，t=1.0s时刻振子到达最大位移处，所 以在0.5s~1.0s的时间内，振子通过的路程为5cm,故C正确： D.根据简谐振动的对称性可知，在t=0.25s和t=0.75s时，振子的速度相等，加 速度大小相等，故D错误。 5.【解答】解：v-t图象中图线的斜率表示加速度，AB∥CD,由图知撤去推力后a、 b的加速度相同，而撤去推力后合力等于摩擦力，由牛顿第二定律可知，、b受到 的摩擦力大小相等，但是a运动总时间小于b的时间。 由冲量定义I=Ft知，整个过程中摩擦力对a的冲量小于摩擦力对B的冲量，故由 动量定理对整个过程研究得：F1ta-fe=0,Ftc-fD=0,又B<tD,则有F1ta<Ftc, 即F1的冲量小于F2的冲量， 根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体动量的变 化量都为零，所以合外力的冲量相等。 6.【解答】解：规定水平向左为正方向，两车刚好不相撞时两车速度相等，设相等的 速度为V'。对两辆车、两人以及所有货包组成的系统，由动量守恒定律得： 12mvo-10mvo=(12m+10m)v'解得v'="0: 11 设为使两车不相撞，乙车上的人应抛出货包的最小数量为。 对乙及从乙车上抛出的货包为系统，由动量守恒定律得： 12mvo=(12m-nm)vmmv由题，v=11vo解得：n=10: 10 10 7.【解答】解：A、摆球在一个周期内有两次经过平衡位置，由图乙可得单摆的周期 为T=0.6πs, B、根据苹摆周期公式T-2π店，代入数据可得单摆的摆长为L-09加， 5页) CD、摆球在最高点A或C位置时有F=0.399N=ngcosa,在最低点B时速度最大 ，从最高 设为v,根据图乙可知有F'=0.402N,根据牛顿第二定律有FP-mg=mv 点到最低点过程中，根据动能定理有eL(1-c09a)v2,联立以上各式，代入 数据解得m=0.04kg,v=3V2m/s。故选：C。 20 8.【解答】解：A.轻弹簧的下端系着A、B两球，mA=250g,ms=500g,系统静止 时弹簧伸长x=I5cm,根据胡克定律可得kx=(mA+mB)g解得k=50Nm故A正 确； B.剪断A、B间细绳后，A球平衡时有mAg=kxA可得弹簧的伸长量为 区AA3,解得x40.05m5c 刚剪断细绳时弹簧比A球平衡时多伸长的长度就是振幅，即A=x-xA=15cm-5cm =l0cm故B错误； C·剪断A、B间细绳瞬间，A球的加速度最大，则有 kx-A3,解得ax-20n/g2故C错误： a max mA D.根据对称性可知，向A振动到最高点时，A球的加速度大小为aax20m/s2, 方向向下，此时弹簧的压缩量最大，则有kXmax+mnAg=mAamax解得弹簧的最大压缩 量为Xmx=5cm故D正确。故选：AD。 9.【解答】解：ABC、设1号球质量为m1=2kg,初速度为vo=3m/s,2到2025号球质量为m2 =1kg,对1、2两个小球组成的系统，以向右的方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒 之1后21子+宁2经联立代入数据可得：1=1ms, 定律可得：mvo=mv1tmv2,1m,v2=1m,2+1m v2=4/s,由于v1<2,碰撞后小球2在前，小球1在后，小球2与小球3发生弹性碰撞，由 于质量相等，则交换速度，再这样重复交换速度，共发生2024次碰撞，最后2025号小球以速 度4n/s向右匀速离开： 1号小球与2号小球再次发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得：m1v1 mm,1v好v12片2g2,联立代入数据解得：，1' 2m1i2m1v1t2m229 3m/s, 2”=专3，由此可知，2号小球以速度与3号小球发生弹性碰撞。由于质量相等，则交 换速度，再这样重复交换速度，共发生2023次碰撞，最后2024号小球以V3的速度向右匀速离 第4页( 开，故B正确，AC错误： D、根据重复碰撞的过程分析可知，每离开一个球，2号小球均要与1号球和3号球碰撞1次， 最后3号球匀速离开，1号球与2号球再碰撞1次，然后2号球匀速离开，则2号小球碰撞的 次数为：N=(2.25-2)×2+1(次)=4047次，故D正确。故选：BD。 10.【解答】解：AB、当弹簧被压缩最短时，弹簧弹性势能最大，此时A、B速度相 等，共同速度为vo。 在0~to时间内，取向右为正方向，根据动量守恒定律有m1.2vo=(mBm)v共 其中v共=vo解得：m=5m根据系统机械能守恒有 Bmx阳(1.20)2-}（阳nv6 联立解得第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为：Bmx=0.6mv?故A错误， B正确； CD、B接触弹簧后，在压缩弹簧的过程中，由动量守恒定律有mBl.2vo=mBvB十VA 对方程两边同时乘以时间△t,有6mvo△t=5mvB△t+mva△t 0~to时间内，根据位移等于速度在时间上的累积，可得6 mvoto=5ms距+msA 将s4=0.36voto代入可得sB=1.128vot则第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值 为△s=sB-SA=1.128voto-0.36voto=0.768voto,故C正确，D错误。 l1.（1)解：①实验中为保证a、b两球碰撞时a球不会被反弹，a、b两球的质量须 满足的条件是ma>mb。 ②小球离开轨道后均做平抛运动，由于小球抛出点到水平桌的面高度均相同，根 据=上gt?,可知在空中的运动时间t均相等，则水平位移x与其初速度成正比， 可以用小球的水平位移代替小球平抛的初速度，若两球碰撞过程动量守恒，则有 maV0=ImaV1+mbV2,又有：Xp=vot,XM=V1t,XN=Vt 联立整理得：maXp=maXM+mbXN (2)解：②同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数1，当摆球第 二次通过最低点时数2，依此法往下数，当他数到60时，全振动的次数为n=0-1 2 次=29.5次 单摆的周期T一贵25故ACD错误，B正确.故选：B. 共5页) d +h+ ③摆线在筒内部分的长度为h,由单摆的周期公式T=2π 可得T=4π2L+4π2 (h+d)可知其关系图线应为a 2 结合图像可知，斜率为k=4π2 1.20。sm解得当地的重力加速度为 g30×0.01 g9.86m/s2 ④根据T=4π2L+4π2+g)可得4π2（h+旦)=1.20 2 2 联立可得透明塑料杯的深度h=29.4cm 故答案为：(2)B;(3)a;9.86;（4)29.4 12.【解答】解：(1)设小球与物块碰撞前速度为vo,碰撞后小球速度为v1,物块速 度为V2,小球从释放到与物块碰撞前， 由动能定理隐Lv-0 （1分) 代入数据得：vo=5m/s (1分) 碰撞前瞬间，对小球受力分析，有T-mg=工， (1分) 代入数据解得拉力：T=6N (1分) （2)设水平向右为正方向，小球与物块弹性碰撞， 根据动量守恒：mvo=mv1+Mv? (2分) 根据能量守恒：v后号v子+付好 (2分) 代入数据联立解得：v2=4m/s (2分) （3)当μ较小时，物块会脱离小车；当μ较大时，物块不能进入圆弧轨道 ①物块滑到水平轨道最右端刚好与小车共速，此时μ最大（但不能取)，设水平向右 为正方向，则小球与小车水平方向动量守恒，有MV2=2Mv共， (1分) 解得：v共=2m/s (1分) 根据能量守恒，mMgs=2Iv3}×2虽 (2分) 第5页 代入数据解得：max=0.4 (1分) ②物块刚好滑到圆弧最高点，即在最高点与小车共速，此时μ最小，设水平向右为 正方向，小球与小车水平方向动量守恒，有MV2=2MV共， (1分) 解得：v共=2m/s (1分) 根据能量守恒，8s+eRv3-号×2年 (2分) 代入数据解得：mn=0.25 (1分) 综合上面分析，可得满足要求的动摩擦因数取值范围为：0.25≤μ<0.4 (共5页)