精品解析:江苏连云港市新海高级中学2026-2027学年高二上学期第一次阶段检测物理试题
2026-10-26
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内容正文:
江苏省新海高级中学2026-2027学年度第一学期
高二年级10月限时训练
物理试题
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,计44分.每小题只有一个选项最符合题意.
1. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置(除平衡位置和最大位移处)时,不一定相同的物理量是( )
A. 位移 B. 动量
C. 回复力 D. 加速度
2. 物理在生活和生产中有广泛应用,以下实例没有利用反冲现象的是( )
A. 乌贼喷水前行
B. 电风扇吹风
C. 火箭喷气升空
D. 飞机喷气加速
3. 不计空气阻力,将石子竖直向上抛出至最高点后,又下降到出发点,则( )
A. 整个过程中石子的动量变化等于零
B. 上升过程动量变化等于下降过程的动量变化
C. 上升过程重力的冲量大于下降过程重力的冲量
D. 石子在最高点时动量和动量变化率都为零
4. 如图所示,水平地面上内壁光滑的半圆槽左侧紧靠竖直墙壁静止。质量为的小球先后从槽口A和C的正上方相同高度处由静止释放,从槽口沿切线进入槽内,并从对面槽口离开凹槽,B为凹槽的最低点。下列说法中正确的是( )
A. 小球从A点飞出将作竖直上抛运动 B. 小球在B处的速率相同
C. 小球在B处对槽的压力相同 D. 小球离开槽口后上升的高度相同
5. 在用单摆测量重力加速度的实验中,下列说法正确的是( )
A. 摆线应选用质量小、弹性好的细线
B. 为了方便计时,应在小球摆到最高点时开始计时
C. 测细线长度,应先将小球悬挂后进行
D. 为保证实验效果,释放小球时摆角越大越好
6. 某市在冬季常见最大风力为9级(风速约到)。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为,所能承受的最大压力为。设空气密度为,空气吹到卷帘门上速度立刻减为零,则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速等于( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,在光滑绝缘水平面上同时由静止释放两个带正电的小球A和B,已知A、B两球的质量分别为、。则从释放开始的一段时间内,A、B两球( )
A. 位移大小之比为
B. 速度变化的大小之比为
C. 动量变化的大小之比为
D. 动能变化之比为
8. 如图所示,一质量为M的沙车,在光滑的水平面上做匀速直线运动,速度为,质量为m的铁球以速度竖直向下落入沙车中,稳定后,沙车的速度( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,质量为M的物块连接在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端,构成一弹簧振子,物块可沿光滑水平面在BC间做简谐运动,振幅为A。在运动过程中将一质量为m的小物块轻轻地(无初速度)放在M上并立即保持相对静止,第一次是当M运动到平衡位置O处时放在上面,第二次是当M运动到最大位移处C处时放在上面,观察到第一次放后的振幅为,第二次放后的振幅为,则( )
A. 第一次放小物块后的振幅与原来相同 B. 第二次放小物块后的振幅与原来相同
C. 第一次放小物块前后系统机械能守恒 D. 第二次放小物块后弹簧振子的周期变小
10. 如图所示,光滑圆弧轨道竖直固定,与水平面相切于A点,B为圆弧上一点,C为圆弧最高点,弧长远小于半径。质量相等的小球甲、乙(两小球可以看成质点)分别从B、C位置由静止同时释放,则两球从开始运动到A点的过程中( )
A. 两球可能在A点右侧相撞
B. 两球所受合外力的冲量一定相等
C. 甲球重力的冲量一定小于乙球重力的冲量
D. 甲球所受轨道的冲量一定小于乙球所受轨道的冲量
11. 如图所示,质量为0.1kg的小圆环A穿在光滑的水平直杆上。用长为L=0.8m的细线拴着质量为0.2kg的小球B,B悬挂在A下方并处于静止状态。t=0时刻,小圆环获得沿杆向左的冲量,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小球B相对地面做圆周运动
B. 小球B第一次运动到A的正下方时A的速度最小
C. 小球B运动到A的正下方时,细线张力最大,且最大值为11N
D. 从小球B开始运动到第一次回到A的正下方的过程中,合力对B的冲量为
二、非选择题:共5小题,计56分.其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、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. 在“验证动量守恒定律”实验中,实验装置如图所示,按照以下步骤进行操作:
①在平木板表面钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,将小球a从斜槽轨道上某点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
②将木板水平向右移动一定距离并固定,再将小球a从斜槽上固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从斜槽上固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹M和N。
(1)用游标卡尺测得两小球的直径均如图所示,则小球直径_________mm。
(2)下列措施必要的是____________。
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽末端必须保持水平
C. 测出a球开始释放的高度h
D. 测出木板从槽口处水平向右移动的距离l
(3)为完成本实验,测量了a球和b球的质量、、O点到M、P、N三点的距离、、,只要验证等式____________(用已测量的物理量的字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒。若测得,则a球质量和b球的质量的比值为____________。
(4)小王同学猜想该碰撞是弹性碰撞,他用了一个只包含、、的关系式来验证自己的猜想,则他要验证的关系式是____________。
13. 如图甲所示是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置。设向右为正方向。图乙所示是这个单摆的摆球相对平衡位置的位移随时间变化的图像。根据图像回答:(,当地的重力加速度为)
(1)单摆振动的频率是多大?
(2)单摆的摆长是多少?
14. 下图是弹簧振子的振动图像,请回答下列问题。
(1)振子的振幅、周期分别为多少?
(2)根据振动图像写出该简谐运动的表达式。
(3)求振子在内通过的路程。
15. 质量为0.1 kg的物体静止在水平地面上,从0时刻开始受到竖直向上的拉力的作用,随时间的变化情况如图所示,取10 m/s2,求:
(1)0~1 s内拉力的冲量和所做的功;
(2)物体上升过程中的最大速度;
(3)物体9 s末的速度大小。
16. 如图所示,一质量的小车静置于光滑水平地面上,左侧用固定在地面上的销钉挡住.小车上表面由光滑圆弧轨道和水平粗糙轨道组成,与相切于,所对圆心角,长.质量的小物块从某一高度处的点以的速度水平抛出,恰好沿切线方向自点进入圆弧轨道,滑到点时刚好与小车达到共同速度.取,,忽略空气阻力.
(1)求、间的水平距离;
(2)求小物块从滑到所用时间;
(3)若在小物块抛出时拔掉销钉,已知小物块自点进入圆弧轨道运动到点用时,求此时小车移动的距离。
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高二年级10月限时训练
物理试题
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,计44分.每小题只有一个选项最符合题意.
1. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置(除平衡位置和最大位移处)时,不一定相同的物理量是( )
A. 位移 B. 动量
C. 回复力 D. 加速度
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.简谐运动中位移是从平衡位置指向物体所在位置的有向线段,每次经过同一位置时位移一定相同;
回复力公式,同一位置相同,因此回复力的大小和方向均一定相同;
由牛顿第二定律可得加速度,同一位置相同,因此加速度的大小和方向均一定相同,故ACD不符合题意;
B.动量是矢量,满足,物体经过同一位置时速度大小一定相等,但方向可能相反(分别对应靠近平衡位置、远离平衡位置两种运动过程),因此动量不一定相同,故B符合题意;
故选B。
2. 物理在生活和生产中有广泛应用,以下实例没有利用反冲现象的是( )
A. 乌贼喷水前行
B. 电风扇吹风
C. 火箭喷气升空
D. 飞机喷气加速
【答案】B
【解析】
【详解】乌贼喷水前行、火箭喷气升空、飞机喷气加速都是利用了反冲原理;而电风扇吹风不是反冲。
故选B。
3. 不计空气阻力,将石子竖直向上抛出至最高点后,又下降到出发点,则( )
A. 整个过程中石子的动量变化等于零
B. 上升过程动量变化等于下降过程的动量变化
C. 上升过程重力的冲量大于下降过程重力的冲量
D. 石子在最高点时动量和动量变化率都为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.取竖直向上为正方向,设石子抛出时初速度大小为,质量为。整个过程初动量为,回到出发点时末动量为,动量变化,故A错误;
BC.不计空气阻力时竖直上抛运动具有对称性,上升时间
下降时间
两过程合外力均为重力,重力冲量均为(负号表示方向向下)
故上升过程和下降过程重力冲量大小相等、方向相同。根据动量定理,动量变化等于合外力冲量,因此上升过程和下降过程动量变化大小相等、方向相同,即动量变化相等,故B正确,C错误;
D.最高点石子速度为零,因此动量
根据动量定理
动量变化率,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,水平地面上内壁光滑的半圆槽左侧紧靠竖直墙壁静止。质量为的小球先后从槽口A和C的正上方相同高度处由静止释放,从槽口沿切线进入槽内,并从对面槽口离开凹槽,B为凹槽的最低点。下列说法中正确的是( )
A. 小球从A点飞出将作竖直上抛运动 B. 小球在B处的速率相同
C. 小球在B处对槽的压力相同 D. 小球离开槽口后上升的高度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球从口上方释放时,在右侧圆弧内下滑,球对槽的压力向右下,槽离开墙壁向右加速运动。小球越过点向左上滑到口时,系统水平方向动量守恒且总动量为零,故小球在口时,小球与槽的水平速度均为零,小球只有竖直向上的速度,离开口后将作竖直上抛运动,故A正确;
B.小球从口上方释放,在左侧圆弧内下滑时,球对槽的压力向左下,槽有向左的运动趋势,但受到左侧墙壁阻挡保持静止,小球到达点时槽的速度为零;小球从口上方释放时,在右侧圆弧内下滑,球对槽的压力向右下,槽离开墙壁向右加速运动,小球到达点时槽的速度不为零。由系统机械能守恒可知,两次小球到达点时的动能不同,速率不同,故B错误;
C.小球在点受重力和槽的支持力,根据牛顿第二定律有
由于两次小球在处相对槽的速率不同,则所需的向心力不同,小球对槽的压力不同,故C错误;
D.由对A项的分析可知,小球从口释放从口飞出时,上升高度等于释放高度。小球从口上方释放,越过点向右上滑到口时,球对槽的压力向右下,槽向右加速运动,槽具有向右的速度,此时小球具有水平向右的速度和竖直向上的速度,离开后作斜上抛运动,上升高度小于释放高度。所以两次离开槽口后上升的高度不同,故D错误。
故选A。
5. 在用单摆测量重力加速度的实验中,下列说法正确的是( )
A. 摆线应选用质量小、弹性好的细线
B. 为了方便计时,应在小球摆到最高点时开始计时
C. 测细线长度,应先将小球悬挂后进行
D. 为保证实验效果,释放小球时摆角越大越好
【答案】C
【解析】
【详解】A.摆线应选择轻质且不可伸长的细绳,故A错误;
B.测量周期时应在摆球摆动到最低点时进行计时,故B错误;
C.为了减小在小球摆动过程中细线伸长所带来的误差,测细线长度时应先将小球悬挂后进行,故C正确;
D.为便于观测,单摆摆动时的最大摆角适当大点好,若摆角超过,小球不再做单摆运动,故D错误。
故选C。
6. 某市在冬季常见最大风力为9级(风速约到)。如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为,所能承受的最大压力为。设空气密度为,空气吹到卷帘门上速度立刻减为零,则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】时间内,垂直吹到卷帘门上的空气质量为
空气吹到卷帘门上速度立刻减为零,由动量定理可得
又
联立解得此卷帘门能承受的垂直方向最大风速为
故选A。
7. 如图所示,在光滑绝缘水平面上同时由静止释放两个带正电的小球A和B,已知A、B两球的质量分别为、。则从释放开始的一段时间内,A、B两球( )
A. 位移大小之比为
B. 速度变化的大小之比为
C. 动量变化的大小之比为
D. 动能变化之比为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.由于两小球都带正电,则彼此受到斥力作用,所以两小球组成的系统动量守恒,则
所以
两球动量大小相等,比值为1∶1
两球运动时间相同,平均速度之比等于瞬时速度之比
位移大小之比
故ABC错误;
D.动能之比为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,一质量为M的沙车,在光滑的水平面上做匀速直线运动,速度为,质量为m的铁球以速度竖直向下落入沙车中,稳定后,沙车的速度( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】沙车与铁球组成的系统水平方向动量守恒,则有
解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
9. 如图所示,质量为M的物块连接在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端,构成一弹簧振子,物块可沿光滑水平面在BC间做简谐运动,振幅为A。在运动过程中将一质量为m的小物块轻轻地(无初速度)放在M上并立即保持相对静止,第一次是当M运动到平衡位置O处时放在上面,第二次是当M运动到最大位移处C处时放在上面,观察到第一次放后的振幅为,第二次放后的振幅为,则( )
A. 第一次放小物块后的振幅与原来相同 B. 第二次放小物块后的振幅与原来相同
C. 第一次放小物块前后系统机械能守恒 D. 第二次放小物块后弹簧振子的周期变小
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.振子运动到C点时速度恰为0,此时放上小物块,系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能且不变,故振幅不变;振子运动到平衡位置时速度最大,弹簧的弹性势能为零,放上小物块后,系统的机械能有一部分转化为内能,故弹簧的最大伸长(压缩)量减小,即振幅减小,故AC错误,B正确;
D.第二次放小物块后,振子质量变大,回复力不变,故加速度减小,周期变大,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,光滑圆弧轨道竖直固定,与水平面相切于A点,B为圆弧上一点,C为圆弧最高点,弧长远小于半径。质量相等的小球甲、乙(两小球可以看成质点)分别从B、C位置由静止同时释放,则两球从开始运动到A点的过程中( )
A. 两球可能在A点右侧相撞
B. 两球所受合外力的冲量一定相等
C. 甲球重力的冲量一定小于乙球重力的冲量
D. 甲球所受轨道的冲量一定小于乙球所受轨道的冲量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于弧长AC远小于半径,可认为小球甲、乙在光滑圆弧轨道做简谐运动,根据单摆周期公式可得周期为
小球甲、乙从B、C位置由静止同时释放,两球从开始运动到A点运动时间均为,则两球在A点相撞,故A错误;
B.根据动能定理可得
可得小球到达A点的速度大小为
根据动量定理有
由于两球释放高度不同,则两球所受合外力的冲量不相等,故B错误;
C.根据,由于两球质量相等,可知两球重力的冲量相等,故C错误;
D.由BC分析可知,乙球所受合外力的冲量较大,而两球重力的冲量相等,则甲球所受轨道的冲量一定小于乙球所受轨道的冲量,故D正确;
故选D。
11. 如图所示,质量为0.1kg的小圆环A穿在光滑的水平直杆上。用长为L=0.8m的细线拴着质量为0.2kg的小球B,B悬挂在A下方并处于静止状态。t=0时刻,小圆环获得沿杆向左的冲量,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小球B相对地面做圆周运动
B. 小球B第一次运动到A的正下方时A的速度最小
C. 小球B运动到A的正下方时,细线张力最大,且最大值为11N
D. 从小球B开始运动到第一次回到A的正下方的过程中,合力对B的冲量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,小球B相对于圆环A做圆周运动,因圆环不固定,系统在水平方向动量守恒,可知圆环在水平方向做变加速运动,则以地面为参考系时,小球B不是做圆周运动,故A错误;
B.由于细线的作用,圆环A向左减速运动,当圆环A的速度变为0时,如果小球恰回到A的正下方,系统水平方向动量守恒,则有
解得
如果此时小球B回到A的正下方,其速度水平向左,其动能为
圆环A的初速度和初动能分别为,
根据系统能量守恒可知,当圆环A的速度变为0时,小球B还没有回到A的正下方,故B错误;
CD.由B选项分析可知,圆环A的速度变为0时,小球B还没有回到A的正下方,接着小球B继续加速,圆环A则反向向右加速,当小球B回到圆环A的正下方时,圆环A具有向右的速度;小球B相对于圆环A做圆周运动,当小球B运动到A的正下方时,细线张力最大,设此时圆环A、小球B的速度大小分别为、,根据系统水平方向动量守恒可得
根据系统机械能守恒可得
联立解得,
根据牛顿第二定律可得
解得
从小球B开始运动到第一次回到A的正下方的过程中,根据动量定理可知,合力对B的冲量为,故C正确,D错误。
故选C。
二、非选择题:共5小题,计56分.其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、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. 在“验证动量守恒定律”实验中,实验装置如图所示,按照以下步骤进行操作:
①在平木板表面钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,将小球a从斜槽轨道上某点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
②将木板水平向右移动一定距离并固定,再将小球a从斜槽上固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从斜槽上固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹M和N。
(1)用游标卡尺测得两小球的直径均如图所示,则小球直径_________mm。
(2)下列措施必要的是____________。
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽末端必须保持水平
C. 测出a球开始释放的高度h
D. 测出木板从槽口处水平向右移动的距离l
(3)为完成本实验,测量了a球和b球的质量、、O点到M、P、N三点的距离、、,只要验证等式____________(用已测量的物理量的字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒。若测得,则a球质量和b球的质量的比值为____________。
(4)小王同学猜想该碰撞是弹性碰撞,他用了一个只包含、、的关系式来验证自己的猜想,则他要验证的关系式是____________。
【答案】(1)20.4 (2)B
(3) ①. ②. 6∶1
(4)
【解析】
【小问1详解】
主尺读数为20mm;游标尺第4条刻度线与主尺对齐,10分度游标卡尺精度为0.1mm,游标尺读数为4×0.1mm=0.4mm
总读数为20mm+0.4mm=20.4mm
【小问2详解】
A.本实验是“验证动量守恒定律”,所以实验误差与斜槽轨道的光滑程度无关,A错误;
B.为保证小球碰撞后做平抛运动,斜槽末端必须保持水平,B正确;
C.每次a球释放的高度h确定不变就可以,不用测量h值,C错误;
D.设木板右移的水平距离为l,平抛运动水平方向
竖直方向下落距离
联立得
由动量守恒定律可得
即
整理得
可见不需要测出木板从槽口处水平向右移动的距离l,D错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]两球碰撞后做平抛运动,由和
可得
则由动量守恒定律可得
即
整理得
[2]若测得,则
解得
【小问4详解】
弹性碰撞除动量守恒外,还满足动能守恒
代入速度表达式解得
结合整理得
13. 如图甲所示是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置。设向右为正方向。图乙所示是这个单摆的摆球相对平衡位置的位移随时间变化的图像。根据图像回答:(,当地的重力加速度为)
(1)单摆振动的频率是多大?
(2)单摆的摆长是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
从图乙的图像可直接读出单摆完成一次全振动的时间,也就是周期。 根据频率和周期的定义关系
可得
【小问2详解】
根据单摆的周期公式
可得
【点睛】
14. 下图是弹簧振子的振动图像,请回答下列问题。
(1)振子的振幅、周期分别为多少?
(2)根据振动图像写出该简谐运动的表达式。
(3)求振子在内通过的路程。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
振幅是振子偏离平衡位置的最大距离,从图像可直接读出振子的振幅
振动图像中相邻两个同相位点的间隔为周期,比如相邻两个平衡位置且向正方向运动的时刻分别为,
可知周期
【小问2详解】
简谐运动的通用表达式为
其中角频率
由图可知时振子偏离平衡位置的位移
代入
解得
结合图像可知该时刻之后振子位移向更大的正值增长,故初相位取
最终得到表达式。
【小问3详解】
已知周期
则
简谐运动中一个完整周期内振子通过的路程为
半个周期内振子通过的路程为
故振子在内通过的路程
15. 质量为0.1 kg的物体静止在水平地面上,从0时刻开始受到竖直向上的拉力的作用,随时间的变化情况如图所示,取10 m/s2,求:
(1)0~1 s内拉力的冲量和所做的功;
(2)物体上升过程中的最大速度;
(3)物体9 s末的速度大小。
【答案】(1),方向竖直向上;拉力做功为
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
内-图线与时间轴围成的面积表示冲量,则有
方向竖直向上;物体的重力为
可知这段时间内始终不大于重力,故物体保持静止,位移为零,则拉力做的功为
【小问2详解】
由题图可知,时
此时物体刚要离开地面;此后
物体加速上升,到时又减小到,此后
物体减速上升,故时速度最大;从到,由动量定理得
其中为该段时间内-图线与时间轴围成的面积,代入得
联立解得物体上升过程中的最大速度为
【小问3详解】
从到,-图线与时间轴围成的面积为,由动量定理得
其中为该段时间内-图线与时间轴围成的面积,代入得代入得
联立解得物体9 s末的速度大小为
16. 如图所示,一质量的小车静置于光滑水平地面上,左侧用固定在地面上的销钉挡住.小车上表面由光滑圆弧轨道和水平粗糙轨道组成,与相切于,所对圆心角,长.质量的小物块从某一高度处的点以的速度水平抛出,恰好沿切线方向自点进入圆弧轨道,滑到点时刚好与小车达到共同速度.取,,忽略空气阻力.
(1)求、间的水平距离;
(2)求小物块从滑到所用时间;
(3)若在小物块抛出时拔掉销钉,已知小物块自点进入圆弧轨道运动到点用时,求此时小车移动的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由平抛运动的规律得
代入
解得
从点抛出后,小球在水平方向做匀速直线运动,、间的水平距离
【小问2详解】
小物块从点滑到点的过程中,地面光滑,小物块与小车组成的系统水平方向不受外力,动量守恒。设小物块到达点时的速度为,取水平向右为正方向,则
代入数据解得
小物块从点滑到点的过程,由能量守恒定律可得
解得小物块在段运行过程受到的摩擦力
对物块,由动量定理得
解得
【小问3详解】
设抛出点到点的高度差为,轨道半径为,如图所示
有销钉时,根据动能定理有
解得
由几何关系得
解得
、间的水平距离
拔掉销钉后,小物块从到的过程中,小物块和小车组成的系统水平方向始终不受外力,因此水平方向动量守恒,即
等式两边对时间微元求和得
其中
又因为小物块沿圆弧运动到点时,物块相对于小车的水平位移等于对应的水平分量,故有
代入数据解得
其中负号代表小车的位移方向向左,故小物块自点进入圆弧轨道运动到点,小车移动的距离为。
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