内容正文:
江苏省启东中学2026~2027学年度第一学期第一次月考
高二物理
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共计44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期为
B. 此单摆的摆长约为
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
【答案】A
【解析】
【详解】A.由共振曲线可知,振幅最大时驱动力频率为,故单摆的固有频率,固有周期,故A正确;
B.由单摆周期公式
整理得,故B错误;
CD.由
可知,摆长增大时固有频率减小,共振峰向左移动,故CD错误。
故选A。
2. “舞龙贺新春”巡游活动中,“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波。某时刻的波形图如图所示,A、B、C、D为波形上的四点,则( )
A. 此刻A、B舞动的方向相同
B. 此刻A、C舞动的方向不相同
C. B、C能同时回到平衡位置
D. B、D不能同时回到平衡位置
【答案】B
【解析】
【详解】波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,A、D质点振动方向向下,B、C质点振动方向向上,所以B、D能同时回到平衡位置,B、C不能同时回到平衡位置。
故选B。
3. 如图,在一次研究简谐波的实验中,实线是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是t=3s时刻的波形图。已知质点M的平衡位置距O点5m。下列说法正确的是( )
A. 波速一定为1m/s
B. 该波的周期可能是4s
C. 该波遇到尺度为0.1m的障碍物时,衍射现象很不明显
D. 该波如果沿x轴正方向传播,质点M在t=3s时沿y轴正方向运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图示可知,波长
当波沿x轴正方向传播时,t=3s时间内波传播的距离(n=0,1,2,3…)
则波速
解得(n=0,1,2,3…)
此时波速不可能为1m/s。
当波沿x轴负方向传播时,t=3s时间内波传播的距离(m=0,1,2,3…)
则波速
解得(m=0,1,2,3…)
当m等于0时,波速为1m/s,即波速可能为1m/s,故A错误;
B.结合上述,根据,当波沿x轴正方向传播时,周期(n=0,1,2,3…)
此时周期不可能等于4s。
当波沿x轴负方向传播时,周期(m=0,1,2,3…)
当m等于0时,周期为4s,即周期可能为4s,故B正确;
C.波长等于4m,可知,当该波遇到尺度为0.1m的障碍物时,衍射现象很明显,故C错误;
D.虚线是t=3s时刻的波形图,根据图线可知,该波沿x轴正或负方向传播,质点M在t=3s时均处于波峰位置,此时质点速度为0,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,光滑圆槽的半径R远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三个小球(均可视为质点)同时由静止释放,开始时,甲球比乙球离槽最低点O远些,丙球在槽的圆心处。( )
A. 甲球先到达槽最低点O
B. 乙球先到达槽最低点O
C. 丙球先到达槽最低点O
D. 甲乙丙球同时到达槽最低点O
【答案】C
【解析】
【详解】对于丙球,根据自由落体运动规律有
解得
对于甲乙两球,做简谐运动,其运动周期为
甲乙两球第一次到达点O时运动周期,则
所以丙球先到,然后甲、乙球同时到。
故选C。
5. 如图,电动机与灯泡串联接入电路,电源电动势为E,内阻忽略不计。电动机正常工作时,灯泡的电阻为,两端电压为,流过的电流为;电动机的电阻为,两端电压为,流过的电流为。则下列表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.电源内阻不计,根据串联电路电压规律,总电动势等于各用电器电压之和,即,故A错误;
C.电动机和灯泡串联,串联电路电流处处相等,因此,故C错误;
B.灯泡是纯电阻,满足欧姆定律
电动机是非纯电阻,能量关系为
整理得,即
结合,可得,故B正确;
D.电动机正常工作时是非纯电阻用电器,不满足欧姆定律,即
等式两边同时乘,可知,故D错误。
故选B。
6. 一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波,周期为T,波长为λ,振幅为A。若时刻的波形如图,则处质点的振动方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,时刻,处质点正在平衡位置沿y轴负方向运动,得t=0时刻该质点在波峰位置,则振动方程为。
故选A。
7. 如图所示,足够长的水平面上,A、B两个小滑块用水平轻绳连接,在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,下列说法正确的是( )
A. 两滑块组成的系统动量守恒
B. 两滑块组成的系统动量增大
C. 两滑块组成的系统机械能守恒
D. 两滑块组成的系统机械能减少
【答案】A
【解析】
【详解】AB.设滑块A、B所受滑动摩擦力大小分别为、,取滑块运动方向为正方向
轻绳断掉之前,系统在水平恒力F作用下做匀速直线运动
则系统所受合外力
若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,A加速,B减速
A所受的合外力
B所受的合外力
系统所受合外力
因此,两滑块组成的系统动量守恒,故A正确,B错误;
CD.设轻绳断掉后物块A、B运动过程中的速度分别为、,合力做功功率分别为、
由得,
系统总功率
又
联立得
设从轻绳突然断掉到B停下来之前所用时间为t
由功能原理得
又
故
轻绳突然断掉,A加速,B减速,必有
故有
即两滑块组成的系统机械能不守恒,是增加的,故CD错误;
故选A。
8. 如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动。滑块A的质量为,速度大小为,方向向右。滑块B的质量为,速度大小为,方向向左。两滑块发生弹性碰撞后的运动状态正确的是( )
A. A和B都向左运动
B. A和B都向右运动
C. A静止,B向右运动
D. A向左运动,B向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】取水平向右方向为正方向。
两滑块碰撞过程中,系统动量守恒
解得
由于弹性碰撞,系统动能不变
代入,解得
若,则,碰撞后两球速度均不变,不符合实际,舍去。
若,则
因此,碰撞后:A以向左运动,B以向右运动,故D正确,ABC错误。
故选D。
9. 一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A. 图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B. 有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C. 有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移
D. 有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.题图中的曲线部分是质点的位移与时间的对应关系,不是质点的运动轨迹,故A错误;
BC.质点在t1时间内的位移,应是曲线在t1时刻的纵坐标值,即有向线段OA在x轴的投影,而不是有向线段OA,故B错误,C正确;
D.质点在t1时刻的瞬时速率应是t1时刻所对应的曲线的斜率,不是OA的斜率,故D错误。
故选C。
10. 如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列说法正确的是( )
A. 不变,变大 B. 变大,变大
C. 变大,不变 D. 不变,不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.R1是定值电阻,有
可知不变,不变,故A错误.
BC.当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,R2变大,R2是可变电阻,有
所以变大.根据闭合电路欧姆定律得:
U2=E-I(R1+r)
则知
其值不变;故B错误,C正确.
D.U3为路端电压,为外电阻,其值增大,根据闭合电路欧姆定律知
其值不变,故D错误.
【点睛】本题要分定值电阻与可变电阻去分析.对于定值电阻,有;对于可变电阻,可根据闭合电路欧姆定律分析与电源内阻的关系,从而作出判断.
11. 如图所示,物块、、的质量均为,开始时、用劲度系数的轻弹簧固定拴接,竖直静止在水平地面上。位于正上方的物块由静止释放,与碰撞后立即粘在一起,碰撞时间极短,之后、一起在竖直方向上做简谐运动,运动过程中物块恰好没有脱离地面。已知轻弹簧始终在弹性限度内,重力加速度,空气阻力不计。下列说法正确的是( )
A. 、碰后一起向下做减速运动
B. 此简谐运动的振幅为
C. 、一起运动的最大加速度为
D. 物块对地面的最大压力为
【答案】B
【解析】
【详解】A.初始时、用弹簧竖直连接,静止在水平地面上,在上方,弹簧处于压缩状态,由受力平衡,可得
解得初始压缩量
碰撞前做自由落体,具有向下的速度;静止。碰撞瞬间动量守恒,碰后整体获得向下的速度。此时弹簧压缩量仍为,弹力向上,整体重力向下。合力,方向向下,因此加速度向下,速度方向也向下,因此碰后瞬间向下加速,而非减速,之后弹簧压缩量增大,弹力增大,当时才开始减速,故A错误;
B.简谐运动平衡位置满足
解得平衡位置时弹簧压缩量
恰好不脱离地面,意味着在最高点时地面对的支持力恰好为零,此时弹簧对的弹力向上且等于的重力,即
解得弹簧伸长量
平衡位置弹簧压缩,最高点弹簧伸长,从平衡位置到最高点的位移大小为,即振幅,故B正确;
C.最大加速度出现在合力最大处,即最大位移处,该简谐运动有两个最大位移处,最高点时,弹簧伸长,弹簧弹力向下,大小,重力向下,合力向下,加速度大小
最低点时,弹簧压缩量最大,弹力向上,重力向下,合力向上,加速度大小同样为
因此最大加速度为,故C错误;
D.当、运动到最低点时,弹簧压缩量最大,弹簧对的弹力向下,自身重力向下,地面支持力向上。
由牛顿第三定律,对地面的最大压力为,故D错误。
故选B。
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。
实验器材:电池组(两节干电池);定值电阻R0=2Ω;毫安表(量程为50mA,内阻 Rg=4.5Ω);电压表(量程为3V,内阻很大);滑动变阻器R;电阻箱;开关;导线若干。
(1)将电阻箱的阻值调至0.5Ω,则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。
(2)实验步骤如下:
①闭合开关S前,将滑动变阻器R的滑片移到___________端(选填“左”或“右”);
②闭合开关S,改变滑片位置,记下电压表的示数U和毫安表的示数I,多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上,作出U-I图线。
(3)电池组(两节干电池)的电动势E=________V,内阻r=________Ω(结果均保留两位有效数字)。
(4)从实验原理上分析,通过本实验测量的电动势_________实际电动势(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)500 (2)左
(3) ①. 3.0 ②. 2.0
(4)等于
【解析】
【小问1详解】
[1]将电阻箱的阻值调至,则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为
代入数据,解得
【小问2详解】
[2]为了保护电路,应使电路的电流最小,所以滑动变阻器接入电路的电阻最大,即滑片应滑到左端。
【小问3详解】
[3][4]根据毫安表的改装原理,当毫安表示数为时,此时电路中的电流为,毫安表和电阻箱并联后的电阻为
根据甲所示电路图,由欧姆定律可知,路端电压为
由图乙所示可知,纵轴截距为
解得两节干电池的电动势
又图像斜率的绝对值为
解得两节干电池的内阻为
【小问4详解】
[5]由电路图可知,当毫安表示数为零时,通过电池组的电流为零,图象的纵截距表示电池组的实际电动势,当电压表示数为零时,此时电池组与组成的等效电源的路端电压实际值就是零,即所测的短路电流为真实值,故通过本实验测量的电动势等于实际电动势。
13. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,定值电阻,电容器的电容。电键闭合后电动机正常工作时,理想电压表的示数。求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机的输出功率;
(3)当电键断开后通过的电荷量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电动机正常工作时,电流为
电源的总功率为
电源的内功率为
电源的输出功率为
【小问2详解】
电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
【小问3详解】
电键断开后,通过的电荷量为
14. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为,波源的振幅均为。如图为时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动。质点的平衡位置处于处。
(1)求两列波相遇的时刻以及M点振动的周期和振幅。
(2)求后位置处质点运动的路程。
【答案】(1),,
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,M点到、两质点的距离相等,且两列波的波速均为,则两列波在M点相遇,两列波相遇的时刻为
由图可知,两列波的波长均为,则两列波的周期均为
由同侧法可知,、两质点的起振方向均竖直向上,则M点为振动加强点,则M点振动的周期为,振幅为。
【小问2详解】
左侧波传到位置需要的时间
右侧波传到位置需要的时间
可知,,位置处质点不动;在右侧波传到位置,通过的路程为
在,两列波在位置处振动加强,通过的路程为
则后位置处质点运动的路程
15. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为的小球C,现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球,已知重力加速度为g。求:
(1)C球由静止释放到最低点的过程中,木块A移动的距离x;
(2)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(3)C球由静止释放到最低点的过程中,A的重力、杆和水平面对A作用力的合冲量。
【答案】(1);(2)A、B的速度,C的速度;
(3),方向水平向右
【解析】
【详解】(1)C球由静止释放到最低点的过程,系统水平方向动量守恒,有
此时A和B速度相等,所以上式化为
又知A与C移动的总距离为L,故可得A移动的距离为
(2)从小球C释放到C运动到O点正下方的过程,A、B间始终存在相互作用力而具有相同的速度,此后由于绳子的作用使得A开始减速而与B分离。可见,A、B分离的时刻即为C运动到O点正下方的时刻,设此时A、B、C的速度为、、,对A、B、C系统,设水平向左为正方向,有
由机械能守恒有
联立得
(3)B球的动量变化量为
方向水平向右;
所以B对A的冲量为
方向水平向左;
A球的合冲量为
方向水平向右;
由动量定理知A的重力、杆和水平面对A作用力的合冲量为
方向水平向右。
16. 如图所示,光滑水平地面上有一质量为的足够长的平板小车静止不动,紧靠小车右侧有一固定的光滑竖直圆弧轨道,圆弧轨道的圆心为,轨道上端点与O点的连线与水平方向的夹角,半径。在圆弧轨道的左上方有一固定光滑平台,质量的物块P在平台上以初速度向右运动,与静止的质量的物块Q发生弹性碰撞,物块Q离开平台后,恰好能从点沿切线方向进入圆弧轨道,沿圆弧轨道运动,物块Q滑上小车后恰不掉落。已知,小车长 m,重力加速度,,。求:
(1)求物块Q离开平台时的速度大小;
(2)求物块Q经过点时对轨道的压力及物体Q恰离开平台至点过程中所受合外力的冲量;
(3)求物块Q与小车间的摩擦因数及物块Q相对小车运动的时间。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下;,方向水平向左
(3);(或约)
【解析】
【小问1详解】
物块P、Q碰撞过程,满足动量守恒:
满足能量守恒:
解得
【小问2详解】
物块Q恰好能从B点进入圆弧轨道,则物块Q运动到B点时的速度大小
物块Q从B点运动到A点过程,由机械能守恒定律可得
在A点,由牛顿第二定律可得
解得,
由牛顿第三定律知,物块Q经过A点时对轨道的压力大小为,方向竖直向下
根据动量定理,合外力的冲量等于物体的动量变化,矢量运算可得,方向水平向左
【小问3详解】
物块Q与小车,满足动量守恒:
满足能量守恒:
得
过程中,对小车有动量定理:
得(或约0.93s)
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江苏省启东中学2026~2027学年度第一学期第一次月考
高二物理
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共计44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期为
B. 此单摆的摆长约为
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
2. “舞龙贺新春”巡游活动中,“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波。某时刻的波形图如图所示,A、B、C、D为波形上的四点,则( )
A. 此刻A、B舞动的方向相同
B. 此刻A、C舞动的方向不相同
C. B、C能同时回到平衡位置
D. B、D不能同时回到平衡位置
3. 如图,在一次研究简谐波的实验中,实线是一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是t=3s时刻的波形图。已知质点M的平衡位置距O点5m。下列说法正确的是( )
A. 波速一定为1m/s
B. 该波的周期可能是4s
C. 该波遇到尺度为0.1m的障碍物时,衍射现象很不明显
D. 该波如果沿x轴正方向传播,质点M在t=3s时沿y轴正方向运动
4. 如图所示,光滑圆槽的半径R远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三个小球(均可视为质点)同时由静止释放,开始时,甲球比乙球离槽最低点O远些,丙球在槽的圆心处。( )
A. 甲球先到达槽最低点O
B. 乙球先到达槽最低点O
C. 丙球先到达槽最低点O
D. 甲乙丙球同时到达槽最低点O
5. 如图,电动机与灯泡串联接入电路,电源电动势为E,内阻忽略不计。电动机正常工作时,灯泡的电阻为,两端电压为,流过的电流为;电动机的电阻为,两端电压为,流过的电流为。则下列表达式正确的是( )
A. B. C. D.
6. 一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波,周期为T,波长为λ,振幅为A。若时刻的波形如图,则处质点的振动方程为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,足够长的水平面上,A、B两个小滑块用水平轻绳连接,在水平恒力F作用下做匀速直线运动。水平面各处粗糙程度相同。若轻绳突然断掉,则在B停下来之前,下列说法正确的是( )
A. 两滑块组成的系统动量守恒
B. 两滑块组成的系统动量增大
C. 两滑块组成的系统机械能守恒
D. 两滑块组成的系统机械能减少
8. 如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动。滑块A的质量为,速度大小为,方向向右。滑块B的质量为,速度大小为,方向向左。两滑块发生弹性碰撞后的运动状态正确的是( )
A. A和B都向左运动
B. A和B都向右运动
C. A静止,B向右运动
D. A向左运动,B向右运动
9. 一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则( )
A. 图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B. 有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C. 有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移
D. 有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率
10. 如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列说法正确的是( )
A. 不变,变大 B. 变大,变大
C. 变大,不变 D. 不变,不变
11. 如图所示,物块、、的质量均为,开始时、用劲度系数的轻弹簧固定拴接,竖直静止在水平地面上。位于正上方的物块由静止释放,与碰撞后立即粘在一起,碰撞时间极短,之后、一起在竖直方向上做简谐运动,运动过程中物块恰好没有脱离地面。已知轻弹簧始终在弹性限度内,重力加速度,空气阻力不计。下列说法正确的是( )
A. 、碰后一起向下做减速运动
B. 此简谐运动的振幅为
C. 、一起运动的最大加速度为
D. 物块对地面的最大压力为
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。
实验器材:电池组(两节干电池);定值电阻R0=2Ω;毫安表(量程为50mA,内阻 Rg=4.5Ω);电压表(量程为3V,内阻很大);滑动变阻器R;电阻箱;开关;导线若干。
(1)将电阻箱的阻值调至0.5Ω,则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________mA。
(2)实验步骤如下:
①闭合开关S前,将滑动变阻器R的滑片移到___________端(选填“左”或“右”);
②闭合开关S,改变滑片位置,记下电压表的示数U和毫安表的示数I,多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上,作出U-I图线。
(3)电池组(两节干电池)的电动势E=________V,内阻r=________Ω(结果均保留两位有效数字)。
(4)从实验原理上分析,通过本实验测量的电动势_________实际电动势(选填“大于”“等于”或“小于”)。
13. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,定值电阻,电容器的电容。电键闭合后电动机正常工作时,理想电压表的示数。求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机的输出功率;
(3)当电键断开后通过的电荷量。
14. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,两列波的波速均为,波源的振幅均为。如图为时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动。质点的平衡位置处于处。
(1)求两列波相遇的时刻以及M点振动的周期和振幅。
(2)求后位置处质点运动的路程。
15. 如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为的小球C,现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球,已知重力加速度为g。求:
(1)C球由静止释放到最低点的过程中,木块A移动的距离x;
(2)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(3)C球由静止释放到最低点的过程中,A的重力、杆和水平面对A作用力的合冲量。
16. 如图所示,光滑水平地面上有一质量为的足够长的平板小车静止不动,紧靠小车右侧有一固定的光滑竖直圆弧轨道,圆弧轨道的圆心为,轨道上端点与O点的连线与水平方向的夹角,半径。在圆弧轨道的左上方有一固定光滑平台,质量的物块P在平台上以初速度向右运动,与静止的质量的物块Q发生弹性碰撞,物块Q离开平台后,恰好能从点沿切线方向进入圆弧轨道,沿圆弧轨道运动,物块Q滑上小车后恰不掉落。已知,小车长 m,重力加速度,,。求:
(1)求物块Q离开平台时的速度大小;
(2)求物块Q经过点时对轨道的压力及物体Q恰离开平台至点过程中所受合外力的冲量;
(3)求物块Q与小车间的摩擦因数及物块Q相对小车运动的时间。
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