内容正文:
迁安四中2025—2026学年度高二年级10月份考试
物理试卷
考生须知:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、单项选择题(共8小题24分,每小题3分)
1. 如图所示,甲木块的质量为m1,以速度v沿光滑水平地面向右运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙木块上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( )
A. 甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
B. 甲、乙两木块所组成系统的机械能守恒
C. 甲木块的动量守恒
D. 乙木块的动量守恒
2. 如图所示,质量为m的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动,经过时间,速度为零并又开始下滑,经过时间回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为,重力加速度为g。在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重力对滑块的总冲量为
B. 支持力对滑块的总冲量为
C. 合外力的冲量为0
D. 摩擦力的总冲量为
3. 跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上,这样做是为了( )
A. 减小着地过程运动员所受的平均冲力
B. 减小运动员的动量变化
C. 减小运动员所受的冲量
D. 减小着地过程的作用时间
4. 如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动,振子的位移随时间的变化如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 弹簧振子振幅为24cm
B. 弹簧振子的周期为1.6s
C. 时,弹簧振子的速度为0
D. 时,弹簧振子正向平衡位置O方向运动
5. 如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸面的平面内振动;接着其余各摆也开始振动。下列关于其余各摆说法中错误的是( )
A. 各摆均做自由振动
B. c摆的振幅最大
C. 摆长与a相差越大的,振幅越小
D. 各摆的振动周期与a摆相同
6. 如图所示,装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上,将一个铁球从某一高度处以大小为的初速度水平抛出,小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球陷入沙中越深,小车最终的速度越大
B. 小球抛出时的高度越高,小车最终的速度越大
C. 小球陷入沙中过程,小球和沙、车组成的系统动量不守恒,机械能不守恒
D. 若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,车上沙子越来越少,车子的速度保持不变
7. 如图所示,大气球质量为,载有质量为的人,静止在空气中距地面高的地方,气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(共7小题28分,每小题4分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
8. 如图所示,物体与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动,、B之间无相对滑动,已知轻质弹簧的劲度系数为,、B的质量分别为和,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 物体的回复力是由滑块B对物体的摩擦力提供
B. 滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供
C. 物体与滑块B(看成一个振子)的回复力大小跟位移大小之比为
D. 若、B之间的最大静摩擦因数为,则、B间无相对滑动的最大振幅为
9. 如图所示,沙袋用无弹性轻绳悬挂于O点。开始时沙袋处于静止状态,现有一弹丸以水平速度击中沙袋后以的水平速度离开沙袋。若弹丸质量为m,沙袋质量为5m,弹丸和沙袋形状大小、弹丸击中沙袋后漏出沙子的质量忽略不计,沙袋始终在O点下方摆动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹丸打入沙袋过程中,弹丸减少的动能大于沙袋增加的动能
B. 弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变
C. 弹丸打入沙袋过程中系统机械能守恒
D. 弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小变大
10. 如图所示,弹簧上端固定着质量为m的小球,小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当小球运动到最高点时,弹簧恰好为原长。已知重力加速度大小为g,小球运动过程中( )
A. 在最低点的加速度大小等于g B. 在最低点时受到的弹力大于
C. 最大动能等于 D. 弹簧最短时形变量等于
三、非选择题:(本题共5小题,共54分,11题、12题每空2分)
11. 某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点,测得OP距离为X.
另一同学也利用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为m2的小球B,仍然将质量为m1的小球A推至C点后由静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为X1、X2
(1)此实验应注意的几个细节,正确的是:______;
A.平台要求尽可能的光滑和水平
B.实验中要多次改变CO间距离重复试验,以减小实验误差
C.为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大
D.此实验还需要测量两球心距水平地面的高度h
E.实验中两小球应该等体积且密度越小越好
(2)若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式______;
(3)若还满足表达式m1•x2=m1•x+m2•x,则实验中两小球的碰撞为______碰撞;
12. 某同学欲利用一半径较大的固定光滑圆弧面测定重力加速度,圆弧面如图1所示。该同学将小铁球从最低点移开一小段距离由静止释放,则小铁球的运动可等效为一单摆。
(1)用游标卡尺测量小铁球的直径,示数如图2所示,则小铁球的直径d=________mm。
(2)测量小铁球的运动周期时,开始计时的位置为图1中的________(选填“A”、“O”或“A'”)处。
(3)测量50次全振动的时间如图3所示,则等效单摆的周期T=________s。
(4)更换半径不同的小铁球进行实验,正确操作,根据实验记录的数据,绘制的图像如图4所示,横、纵截距分别a、b,则当地的重力加速度g=________,圆弧面的半径R=________。(以上均用题目中的已知字母表示)
13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动,已知B、C间的距离为20cm,振子在2s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过个周期振子到达负向最大位移处。
(1)求振子的振幅和周期;
(2)作出该振子的位移一时间图像;
(3)写出振子的振动方程。
14. 如图所示,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点,初始时,轻绳处于水平拉直状态,现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离,a恰好静止.已知a的质量,b的质量是a的3倍,b与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度,求:
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小;
(2)碰撞前瞬间物块a速度的大小;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能.
15. 如图所示,固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接,地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞,碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短),平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的高度小于斜面体高度,重力加速度为g,求:
(1)A到达O点时的速度;
(2)A、B碰撞过程中损失的机械能;
(3)A和B沿C能上升的最大高度。
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物理试卷
考生须知:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、单项选择题(共8小题24分,每小题3分)
1. 如图所示,甲木块的质量为m1,以速度v沿光滑水平地面向右运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙木块上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( )
A. 甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
B. 甲、乙两木块所组成系统的机械能守恒
C. 甲木块的动量守恒
D. 乙木块的动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.甲木块与弹簧接触后,由于弹簧弹力的作用 甲、乙的动量都要发生变化,但甲、乙所组成的系统因所受合力为零,故系统动量守恒,故 A 正确, CD 错误;
B.甲、乙两木块所组成系统的动能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故甲乙组成的系统机械能不守恒,故 B 错误;
故选A。
2. 如图所示,质量为m的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动,经过时间,速度为零并又开始下滑,经过时间回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为,重力加速度为g。在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重力对滑块的总冲量为
B. 支持力对滑块的总冲量为
C. 合外力的冲量为0
D. 摩擦力的总冲量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据冲量的定义知,重力对滑块的总冲量为
A错误;
B.将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解,可得支持力
支持力对滑块的总冲量为
B正确;
C.滑块在滑上又滑下过程中,摩擦力一直做负功,所以在相同高度处上滑的速度大于下滑速度,开始小滑块的动量沿斜面向上,最后小滑块的动量沿斜面向下,因此全过程中,动量变化量不为零,根据动量定理可知
合外力的冲量不为0,C错误;
D.小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下,小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上,以沿斜面向上为正方向,则摩擦力的总冲量为
D错误。
故选B。
3. 跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上,这样做是为了( )
A. 减小着地过程运动员所受的平均冲力
B. 减小运动员的动量变化
C. 减小运动员所受的冲量
D. 减小着地过程的作用时间
【答案】A
【解析】
【详解】跳高运动员在落地的过程中,动量变化一定.由动量定理可知,运动员受到的冲量I一定;
跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t,由I=Ft可知,延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F,故A正确.
4. 如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动,振子的位移随时间的变化如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 弹簧振子振幅为24cm
B. 弹簧振子的周期为1.6s
C. 时,弹簧振子的速度为0
D. 时,弹簧振子正向平衡位置O方向运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,弹簧振子的振幅为12cm,故A错误;
B.由图乙可知,弹簧振子的周期为1.6s,故B正确;
C.时振子处于平衡位置,速度最大,加速度为零,故C错误;
D.由图乙可知,时,弹簧振子的位移在正向变大,故此时在远离平衡位置O方向运动,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸面的平面内振动;接着其余各摆也开始振动。下列关于其余各摆说法中错误的是( )
A. 各摆均做自由振动
B. c摆的振幅最大
C. 摆长与a相差越大的,振幅越小
D. 各摆的振动周期与a摆相同
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.b、c、d、e摆做的是受迫振动,故A错误;
B. a、c两摆的摆长相等,故c摆的振幅最大。故B正确;
C.根据共振原理,摆长与a相差越大的,振幅越小。故C正确;
D.受迫振动的周期与提供驱动力的周期相同,故各摆的振动周期与a摆相同。故D正确。
故选A。
6. 如图所示,装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上,将一个铁球从某一高度处以大小为的初速度水平抛出,小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球陷入沙中越深,小车最终的速度越大
B. 小球抛出时的高度越高,小车最终的速度越大
C. 小球陷入沙中过程,小球和沙、车组成的系统动量不守恒,机械能不守恒
D. 若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,车上沙子越来越少,车子的速度保持不变
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.小球与车、沙组成的系统在水平方向动量守恒,由
可知,小球陷入沙中深浅、抛出时的高低与最终速度v无关,故AB错误;
C.小球陷入沙中过程,小球在竖直方向做变速运动,系统在竖直方向合力不为零,因此系统动量不守恒,由于小球与沙的摩擦损失机械能,因此系统机械能不守恒,故C正确;
D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,漏出的沙子做平抛运动,水平方向速度不变,根据水平方向动量守恒可知,车的速度保持不变,故D正确。
故选CD。
【点睛】判断系统动量是否守恒时,可通过物体的运动情况,分析物体在任一方向上是否合外力为零,再进一步分析系统在物体受力不平衡方向上是否合外力为零,继而确定系统是否动量守恒。
7. 如图所示,大气球质量为,载有质量为的人,静止在空气中距地面高的地方,气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设人的质量为m1,气球的质量为m2,系统所受重力与浮力平衡,合外力为零,根据系统动量守恒得
人与气球运动的距离分别为
,
联立可得
又
代入数据,解得绳长至少为
故选D。
二、多项选择题(共7小题28分,每小题4分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
8. 如图所示,物体与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动,、B之间无相对滑动,已知轻质弹簧的劲度系数为,、B的质量分别为和,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 物体的回复力是由滑块B对物体的摩擦力提供
B. 滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供
C. 物体与滑块B(看成一个振子)的回复力大小跟位移大小之比为
D. 若、B之间的最大静摩擦因数为,则、B间无相对滑动的最大振幅为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.水平方向A只受到B的摩擦力,所以物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供,故A正确;
B.滑块B的回复力是由弹簧的弹力和A对B的摩擦力的合力提供的,故B错误;
C.将物体A与滑块B整体处理,则回复力就等于弹簧的弹力(x为相对于平衡位置的位移)
所以回复力大小跟位移大小之比为k,故C正确;
D.A、B之间的静摩擦力达到最大值时加速度大小
此时A、B简谐运动有最大振幅,由牛顿第二定律有
解得最大振幅为
故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示,沙袋用无弹性轻绳悬挂于O点。开始时沙袋处于静止状态,现有一弹丸以水平速度击中沙袋后以的水平速度离开沙袋。若弹丸质量为m,沙袋质量为5m,弹丸和沙袋形状大小、弹丸击中沙袋后漏出沙子的质量忽略不计,沙袋始终在O点下方摆动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹丸打入沙袋过程中,弹丸减少的动能大于沙袋增加的动能
B. 弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小保持不变
C. 弹丸打入沙袋过程中系统机械能守恒
D. 弹丸打入沙袋过程中,细绳所受拉力大小变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.弹丸打入沙袋过程中,弹丸减少的动能等于沙袋增加的动能与产生的内能之和,A正确;
BD.弹丸打入沙袋过程中,沙袋的速度增大,根据可知,细绳所受拉力变大,B错误,D正确;
C.弹丸打入沙袋过程中会有内能产生,可知系统机械能减小,C错误;
故选AD。
10. 如图所示,弹簧上端固定着质量为m的小球,小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当小球运动到最高点时,弹簧恰好为原长。已知重力加速度大小为g,小球运动过程中( )
A. 在最低点的加速度大小等于g B. 在最低点时受到的弹力大于
C. 最大动能等于 D. 弹簧最短时形变量等于
【答案】AD
【解析】
【详解】ABD.小球做简谐运动的平衡位置处
解得
所以在最低点时,形变量为2A.弹力大小为2mg,合力大小为mg,则加速度大小等于g,B错误AD正确;
C.在平衡位置动能最大,由最高点到平衡位置,重力势能减小mgA,动能和弹性势能增加,所以物体的最大动能不等于mgA,C错误。
故选AD。
三、非选择题:(本题共5小题,共54分,11题、12题每空2分)
11. 某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点,测得OP距离为X.
另一同学也利用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为m2的小球B,仍然将质量为m1的小球A推至C点后由静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为X1、X2
(1)此实验应注意的几个细节,正确的是:______;
A.平台要求尽可能的光滑和水平
B.实验中要多次改变CO间距离重复试验,以减小实验误差
C.为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大
D.此实验还需要测量两球心距水平地面的高度h
E.实验中两小球应该等体积且密度越小越好
(2)若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式______;
(3)若还满足表达式m1•x2=m1•x+m2•x,则实验中两小球的碰撞为______碰撞;
【答案】 ①. AC ②. m1x=m1x1+m2x2 ③. 弹性
【解析】
【详解】(1)平台要求尽可能的光滑和水平,以减小摩擦阻力的影响,故A正确;实验中不能改变CO间距,以保住小球A碰撞前初速度不变,故B错误;为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大,故C正确;两球碰撞后均做平抛运动,平抛的初速度为,竖直高度相同,则下落时间相等,故只需要测量平抛的水平位移而不需要测量竖直高度,故D错误;实验中两小球应该等体积且密度越大越好,以减小阻力的影响,故E错误;故选AC.
(2)两球碰撞后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,
碰撞过程动量守恒,则有:m1v=m1v1+m2v2
x=vt,x1=v1t,x2=v2t
应该满足表达式为:m1x=m1x1+m2x2.
(3)若还满足表达式m1•x2=m1•x12+m2•x22,即,所以系统机械能守恒.则实验中两小球的碰撞为弹性.
12. 某同学欲利用一半径较大的固定光滑圆弧面测定重力加速度,圆弧面如图1所示。该同学将小铁球从最低点移开一小段距离由静止释放,则小铁球的运动可等效为一单摆。
(1)用游标卡尺测量小铁球的直径,示数如图2所示,则小铁球的直径d=________mm。
(2)测量小铁球的运动周期时,开始计时的位置为图1中的________(选填“A”、“O”或“A'”)处。
(3)测量50次全振动的时间如图3所示,则等效单摆的周期T=________s。
(4)更换半径不同的小铁球进行实验,正确操作,根据实验记录的数据,绘制的图像如图4所示,横、纵截距分别a、b,则当地的重力加速度g=________,圆弧面的半径R=________。(以上均用题目中的已知字母表示)
【答案】(1)16.6
(2)O (3)
(4) ①. ②. a
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.1mm,小铁球的直径
【小问2详解】
测量单摆的运动周期时,应从最低点开始计时,故选填O点。
【小问3详解】
从图3可知,50次全振动的时间为96.8s,故周期为
【小问4详解】
[1][2]摆球的周期
变形得
结合图像可得
,
解得
,
13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动,已知B、C间的距离为20cm,振子在2s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过个周期振子到达负向最大位移处。
(1)求振子的振幅和周期;
(2)作出该振子的位移一时间图像;
(3)写出振子的振动方程。
【答案】(1)A=10cm,T=0.2s;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动,已知,可得振幅为
振子在t=2s内完成了n=10次全振动,则周期为
(2)由振子经过平衡位置开始计时经过个周期振子有负向最大位移,可知振子先向负向振动,则位移一时间图像如图所示
(3)由于A=10cm,T=0.2s,可得
故振子的振动方程为
14. 如图所示,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点,初始时,轻绳处于水平拉直状态,现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离,a恰好静止.已知a的质量,b的质量是a的3倍,b与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度,求:
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小;
(2)碰撞前瞬间物块a速度的大小;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设a的质量为m,则b的质量为3m,对物块b碰后由动能定理
解得
(2)ab碰撞的过程,满足动量守恒,有
解得
(3)碰撞过程:根据能量守恒,有
解得
15. 如图所示,固定光滑曲面轨道在O点与光滑水平地面平滑连接,地面上静止放置一个表面光滑、质量为3m的斜面体C。一质量为m的小物块A从高h处由静止开始沿轨道下滑,在O点与质量为2m的静止小物块B发生碰撞,碰撞后A、B立即粘连在一起向右运动(碰撞时间极短),平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的高度小于斜面体高度,重力加速度为g,求:
(1)A到达O点时的速度;
(2)A、B碰撞过程中损失的机械能;
(3)A和B沿C能上升的最大高度。
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块A运动到O点的过程,根据动能定理可知
解得
(2)当A、B发生碰撞根据动量守恒定律可知
解得
A、B碰撞过程中损失的机械能是
(3)将A、B、C看成一个整体,则系统在水平方向动量守恒,当A、B到达最高点时三者在水平方向速度相同,根据动量守恒定律可知
根据能量守恒定律可知
联立解得,A和B沿C能上升的最大高度为
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