内容正文:
高二物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )
A. 加大飞机的惯性 B. 使机体更加平衡
C. 使机翼更加牢固 D. 改变机翼的固有频率
【答案】D
【解析】
【详解】A.配重杆增加了机翼质量,惯性会增大,但解决抖动问题的关键并非增大惯性,故A不符合题意;
B.抖动问题源于振动而非平衡,装置配重杆与平衡无关,故B错误;
C.配重杆的作用并非直接增强结构强度,而是调整振动特性,故C错误;
D.机翼抖动是因共振(驱动力频率接近机翼固有频率)。加装配重杆通过改变质量,使固有频率偏离驱动力频率,避免共振,故D正确。
故选D。
2. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A. 不同物体中动量越大,速度一定越大
B. 的动量大于的动量
C. 物体的动能发生变化,其动量可能不变
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
p=mv
可知,不同物体中动量越大,速度不一定越大,A错误;
B.动量的符号只代表方向,不代表大小,则(-8kg·m/s)的动量大于(+6kg·m/s)的动量,B正确;
C.根据
物体的动能发生变化,一定是物体速度大小发生变化,则其动量一定变化,C错误;
D.做匀速圆周运动的物体,速度的方向一定变化,则其动量一定变化,D错误。
故选B。
3. 某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断,下列说法正确的是( )
A. 第1 s内振子相对于平衡位置的位移与瞬时速度方向相反
B. 第2 s末振子相对于平衡位置的位移为-20 cm
C. 第2 s末和第4 s末振子的瞬时速度相同
D. 第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,但瞬时速度方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,第1s内振子从平衡位置向正向最大位移运动,相对于平衡位置的位移与瞬时速度方向相同,故A错误;
B.由图像可知第2s末振子回到平衡位置,则相对于平衡位置的位移为0,故B错误;
C.第2s末振子瞬时速度方向为负,第4s末振子的瞬时速度方向为正,速度不相同,故C错误;
D.第1s内和第2s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,第1 s内的瞬时速度方向为正,第2 s内的瞬时速度方向为负,故D正确。
故选D。
4. “独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹,漂行水上如履平地。如图甲所示,在平静的湖面上,一位女子脚踩竹竿抵达岸边,此时女子静立于竹竿A点,一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片,并从中选取了两张进行对比,其简化图如下。经过测量发现,甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm,乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。女子在照片上身高约为1.6cm。已知竹竿的质量约为25kg,若不计水的阻力,则该女子的质量约为( )
A. 45kg B. 50kg C. 55kg D. 60kg
【答案】A
【解析】
【详解】对人和竹竿组成的系统,可看成人船模型,所以
代入数据可得人的质量为
故选A。
5. 如图所示,一架喷气式飞机正相对地面以的速度飞行,若它喷出的气体相对飞机的速度为,则下列说法正确的是( )
A. 以地面为参考系,气体的速度方向与飞机飞行方向相反
B. 以地面为参考系,气体喷出时的速度为
C. 以这种速度继续喷出气体,飞机的速度会增加
D. 只有喷出的气体相对飞机的速度大于,飞机速度才会增加
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据相对速度关系,由于喷出的气体相对飞机的速度为,小于,可知气体相对于地面的速度与飞机速度同向,大小为
故AB错误;
CD.令飞机的总质量为M,喷出气体的质量为m,根据动量守恒定律有
所以喷出气体后,飞机的速度
结合上述可知,由于喷出的气体相对于飞机的速度小于600m/s,所以气体相对于地面的速度与飞机速度同向,且小于600m/s,根据表达式可知,喷出气体后的飞机速度仍是增加的,故C正确,D错误。
故选C。
6. A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移-时间图象(x-t图)分别为如图中ADC和BDC所示。由图可知,物体A、B的质量之比为( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 3:1
【答案】C
【解析】
【详解】由x-t图象可以知道,碰撞前,碰撞后 碰撞过程动量守恒,对A、B组成的系统,设A原方向为正方向,则由动量守恒定律得:, 计算得出 故C正确;ABD错误;故选C
7. 质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10 m/s2.则( )
A. 4 s时物块的动能不为零
B. 6 s时物块回到初始位置
C. 3 s时物块的动量大小为12
D. 0~6 s时间内F对物块所做的功为40 J
【答案】D
【解析】
【详解】物块与地面间的滑动摩擦力为
物块的加速度
时物块的速度
物块的加速度
时物块的速度
物块的加速度
时物块的速度
内物块图像如图所示
A.4 s时物块的速度为零,动能为零,故A错误;
B.的位移为,故B错误;
C.3 s时物块的动量大小为,故C错误;
D.内做的功
内做的功
内做的功
内做的功,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子在C、D之间做简谐运动,从平衡位置O向下运动时开始计时,振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 振子在C、D处时的速度为零,加速度大小相等
B. 时,弹簧的弹性势能最大,振子的加速度最大
C. 时,振子的动能最小,速度沿y轴正方向
D. 时,弹簧的弹性势能最大,振子的重力势能最小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.C、D两处是振子做简谐运动的最大位移处,因此振子在C、D处时的速度为零,加速度大小相等,方向相反,故A正确;
B.悬挂在竖直方向上的弹簧振子平衡位置不是弹簧原长位置,振子在C、D两处弹簧的形变量不同,弹性势能不同,且在D处的形变量最大,弹性势能最大。时,振子在C处,加速度最大,但弹簧的弹性势能不是最大,故B错误;
C.时,振子在平衡位置O处,速度最大,动能最大。振子向上运动,速度沿y轴正方向,故C错误;
D.时,振子在D处,弹性势能最大,同时高度最低,重力势能最小,故D正确。
故选AD。
9. 图示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两单摆的摆长相等
B. 甲单摆的振幅比乙单摆的大
C. 甲单摆的机械能比乙单摆的大
D. 在t=0.5s时,有正向最大加速度的是乙单摆
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由题图可知,两单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式可知,甲、乙两单摆的摆长l相等,A项正确;
B.甲单摆的振幅为10cm,乙单摆的振幅为7cm,则甲单摆的振幅比乙单摆的大,B项正确;
C.尽管甲单摆的振幅比乙单摆的大,两单摆的摆长也相等,但由于两单摆的质量未知,所以无法比较两单摆机械能的大小,C项错误;
D.在t=0.5s时,甲单摆经过平衡位置,乙单摆经过负向最大位移处,所以此时有正向最大加速度的是乙单摆,D项正确。
故选ABD。
10. 如图所示,用高压水枪清洗汽车时,设水枪出水口的直径为,水柱射出出水口的速度大小为,水柱垂直射到汽车表面时的直径为,水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为,冲击汽车后水的速度为零。已知水的密度为。下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
C. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
D. 水柱对汽车的平均作用力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.单位时间内流过任意水柱横截面的水体积相等,可得
即
若,则,故A正确;
BC.高压水枪单位时间喷出的水的质量为
也可写为,故BC错误;
D.设汽车对水的平均作用力为F,取指向汽车的方向为正方向,水冲击后速度为0,Δt时间内由动量定理得
即
解得,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用( )
A. 长度为1m左右的细线
B. 长度为30cm左右的细线
C. 直径为1.8cm的塑料球
D. 直径为1.8cm的铁球
E. 最小刻度为1cm的直尺
F. 最小刻度为1mm的直尺
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=___________。(用L、n、t表示)
(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。
组次
1
2
3
摆长L/cm
80.00
90.00
100.00
50次全振动时间t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期T/s
1.80
1.91
重力加速度g/(m·s-2)
9.74
9.73
请计算出第3组实验中的T=___________s,g=___________m/s2。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)ADF (2)
(3) ①. 2.01 ②. 9.77
【解析】
【小问1详解】
为减小实验误差,应选择1m左右的摆线,质量大、体积小的铁球,最小刻度为1mm的直尺。
故选ADF。
【小问2详解】
单摆的周期为
根据单摆周期公式可得
联立解得
【小问3详解】
[1]根据以上分析可得
[2]重力加速度为
12. 某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道CD与斜面EF连接而成,其中B、C之间通过光滑小圆弧(图中未画出)连接,小球通过B、C前后速率不变。实验时,先把CD段调成水平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上,然后把质量为m1的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放,球1与球2发生正碰后,球2向前运动,经D点平抛后落到斜面上的Q点(图中未画出);球1反弹,最高上升到倾斜轨道AB上的P′点(图中未画出)该小组测出P点到CD的高度为h,P′点到CD的高度为,EQ=,θ=30°,球1与球2大小相等。
(1)本实验中,m1__________m2(选填“>”“<”或“=”);轨道AB、CD__________光滑(选填“需要”或“不需要”)。
(2)若重力加速度为g,取向右为正方向,碰撞后瞬间小球1的速度为___________,小球2的速度为___________。(用g、h、表示)
(3)碰撞前后,若满足表达式______________________,则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。(用m1、m2、h、表示)
(4)碰撞前后,若满足=___________h,则可验证该碰撞为弹性碰撞。
【答案】 ①. < ②. 需要 ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]碰撞后球1反弹,应满足m1<m2;为了计算碰撞前后球1的速度,轨道AB、CD需要光滑;
(2)[3][4]碰撞后,对球1有
球2有
,
解得
,
(3)[5]在碰撞前,对球1有
,
对两球组成的系统,由动量守恒定律得
解得
(4)[6]若是弹性碰撞,则对两球系统有
解得
13. 一个质点做简谐运动的图像如图所示,请完成下列问题:
(1)将位移一时间关系写成的形式并指出振动的初相位;
(2)分别求出和时质点相对平衡位置的位移。
【答案】(1),
(2)、
【解析】
【小问1详解】
根据题图可得圆频率
则位移一时间关系为
当时,,可得
即初相位为;
位移一时间关系为
【小问2详解】
和代入可得和时质点相对平衡位置的位移分别为、
14. 如图,两个相同的四分之一圆弧槽A、B并排放在水平面上,圆弧槽半径均为R、内外表面均光滑,质量均为m,a、b两点分别为A、B槽的最高点,c、d两点分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着墙壁。一个质量为的小球P(可视为质点)从a点由静止释放,重力加速度为g。求:
(1)小球P到达A槽最低点时速度的大小;
(2)小球P在B槽内上升的最大高度;
(3)B槽具有的最大速率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球P从a点运动到c点,A、B均保持静止,根据动能定理可得
小球P从a点运动到c点时的速度大小为
(2)小球Р滑到B槽后A依然保持静止,B开始向右运动,由于小球P和B槽组成的系统水平方向上不受外力,则动量守恒,当小球Р在B槽内运动到最大高度时,二者水平速度相同,取向右为正方向,设共同速度为v,根据动量守恒可得
对小球P和B槽组成的系统,根据机械能守恒定律可得
联立解得
(3)小球P返回B槽最低点d时,B槽速度最大,设P的速度为v,B的速度为,取水平向右为正方向,根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
15. 如图(a),长木板C放置于光滑水平地面,两滑块A、B质量分别为,,放在C上,三者都保持静止。两滑块与木板间的动摩擦因数均为,t=0时刻释放AB间的微小弹性装置,装置储存的弹性势能为24J,此后滑块A、B运动的图像如图(b)所示,当t=4s时A与C恰好相对静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,求:
(1)释放弹性装置瞬间滑块A、B的速度大小;
(2)滑块与木板间的动摩擦因数和木板C的质量;
(3)要使B不滑落则木板C至少有多长。
【答案】(1)2m/s,4m/s;(2)0.04,8kg;(3)26m
【解析】
【详解】(1)释放弹性装置瞬间,滑块AB的速度分别为v1、v2,则由动量守恒和能量关系
解得
v1=2m/s
v2=4m/s
(2)当t=4s时A与C恰好相对静止,可知此时AC的速度相等,设为v方向向左,此时B的速度为v3=2.4m/s,方向向右,则由动量守恒
对物体A
对木板C
解得
μ=0.04
mC=8kg
v=0.4m/s
(3)4s内A向左的位移
C向左的位移
B向右的位移
从该时刻起到ABC相对静止时,则由动量守恒定律可知,此时三者的速度均为零,则此过程中B向右的位移
AC向左的加速度
位移
则木板的最小长度
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )
A. 加大飞机的惯性 B. 使机体更加平衡
C. 使机翼更加牢固 D. 改变机翼的固有频率
2. 关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A. 不同物体中动量越大,速度一定越大
B. 的动量大于的动量
C. 物体的动能发生变化,其动量可能不变
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
3. 某弹簧振子的振动图像如图所示。根据图像判断,下列说法正确的是( )
A. 第1 s内振子相对于平衡位置的位移与瞬时速度方向相反
B. 第2 s末振子相对于平衡位置的位移为-20 cm
C. 第2 s末和第4 s末振子的瞬时速度相同
D. 第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同,但瞬时速度方向相反
4. “独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹,漂行水上如履平地。如图甲所示,在平静的湖面上,一位女子脚踩竹竿抵达岸边,此时女子静立于竹竿A点,一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片,并从中选取了两张进行对比,其简化图如下。经过测量发现,甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm,乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。女子在照片上身高约为1.6cm。已知竹竿的质量约为25kg,若不计水的阻力,则该女子的质量约为( )
A. 45kg B. 50kg C. 55kg D. 60kg
5. 如图所示,一架喷气式飞机正相对地面以的速度飞行,若它喷出的气体相对飞机的速度为,则下列说法正确的是( )
A. 以地面为参考系,气体的速度方向与飞机飞行方向相反
B. 以地面为参考系,气体喷出时的速度为
C. 以这种速度继续喷出气体,飞机的速度会增加
D. 只有喷出的气体相对飞机的速度大于,飞机速度才会增加
6. A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移-时间图象(x-t图)分别为如图中ADC和BDC所示。由图可知,物体A、B的质量之比为( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 3:1
7. 质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10 m/s2.则( )
A. 4 s时物块的动能不为零
B. 6 s时物块回到初始位置
C. 3 s时物块的动量大小为12
D. 0~6 s时间内F对物块所做的功为40 J
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子在C、D之间做简谐运动,从平衡位置O向下运动时开始计时,振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 振子在C、D处时的速度为零,加速度大小相等
B. 时,弹簧的弹性势能最大,振子的加速度最大
C. 时,振子的动能最小,速度沿y轴正方向
D. 时,弹簧的弹性势能最大,振子的重力势能最小
9. 图示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两单摆的摆长相等
B. 甲单摆的振幅比乙单摆的大
C. 甲单摆的机械能比乙单摆的大
D. 在t=0.5s时,有正向最大加速度的是乙单摆
10. 如图所示,用高压水枪清洗汽车时,设水枪出水口的直径为,水柱射出出水口的速度大小为,水柱垂直射到汽车表面时的直径为,水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为,冲击汽车后水的速度为零。已知水的密度为。下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
C. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
D. 水柱对汽车的平均作用力大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13~15小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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用( )
A. 长度为1m左右的细线
B. 长度为30cm左右的细线
C. 直径为1.8cm的塑料球
D. 直径为1.8cm的铁球
E. 最小刻度为1cm的直尺
F. 最小刻度为1mm的直尺
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=___________。(用L、n、t表示)
(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理。
组次
1
2
3
摆长L/cm
80.00
90.00
100.00
50次全振动时间t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期T/s
1.80
1.91
重力加速度g/(m·s-2)
9.74
9.73
请计算出第3组实验中的T=___________s,g=___________m/s2。(结果均保留三位有效数字)
12. 某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道CD与斜面EF连接而成,其中B、C之间通过光滑小圆弧(图中未画出)连接,小球通过B、C前后速率不变。实验时,先把CD段调成水平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上,然后把质量为m1的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放,球1与球2发生正碰后,球2向前运动,经D点平抛后落到斜面上的Q点(图中未画出);球1反弹,最高上升到倾斜轨道AB上的P′点(图中未画出)该小组测出P点到CD的高度为h,P′点到CD的高度为,EQ=,θ=30°,球1与球2大小相等。
(1)本实验中,m1__________m2(选填“>”“<”或“=”);轨道AB、CD__________光滑(选填“需要”或“不需要”)。
(2)若重力加速度为g,取向右为正方向,碰撞后瞬间小球1的速度为___________,小球2的速度为___________。(用g、h、表示)
(3)碰撞前后,若满足表达式______________________,则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。(用m1、m2、h、表示)
(4)碰撞前后,若满足=___________h,则可验证该碰撞为弹性碰撞。
13. 一个质点做简谐运动的图像如图所示,请完成下列问题:
(1)将位移一时间关系写成的形式并指出振动的初相位;
(2)分别求出和时质点相对平衡位置的位移。
14. 如图,两个相同的四分之一圆弧槽A、B并排放在水平面上,圆弧槽半径均为R、内外表面均光滑,质量均为m,a、b两点分别为A、B槽的最高点,c、d两点分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着墙壁。一个质量为的小球P(可视为质点)从a点由静止释放,重力加速度为g。求:
(1)小球P到达A槽最低点时速度的大小;
(2)小球P在B槽内上升的最大高度;
(3)B槽具有的最大速率。
15. 如图(a),长木板C放置于光滑水平地面,两滑块A、B质量分别为,,放在C上,三者都保持静止。两滑块与木板间的动摩擦因数均为,t=0时刻释放AB间的微小弹性装置,装置储存的弹性势能为24J,此后滑块A、B运动的图像如图(b)所示,当t=4s时A与C恰好相对静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,求:
(1)释放弹性装置瞬间滑块A、B的速度大小;
(2)滑块与木板间的动摩擦因数和木板C的质量;
(3)要使B不滑落则木板C至少有多长。
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