精品解析:贵州贵阳市第一中学2026-2027学年高二第一学期教学质量监测(一)物理试卷
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内容正文:
贵阳一中2026—2027学年高二年级第一学期教学质量监测卷(一)
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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,在试题卷上作答无效。
3.考试时间75分钟,满分100分
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的4个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 做直线运动的物体速度减小时,其动量变化量的方向可能与运动方向相同
B. 做平抛运动的物体,在任意相同的时间内动量的变化量都相同
C. 做简谐运动的物体,回复力的大小与时间成正比
D. 做简谐运动的物体,在平衡位置处时合力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.取物体运动方向为正方向,在速度方向不变的减速过程中,设物体质量为,初速度为,末速度为。由动量定义得动量变化量
因此动量变化量的方向与运动方向相反,故A错误;
B.平抛物体只受恒定的重力,取竖直向下为正方向。由动量定理,任意时间间隔内物体的动量变化量满足
对同一物体,质量和重力加速度保持不变,相等时间内动量变化量的大小相等、方向均竖直向下,故B正确;
C.简谐运动的回复力满足,其中为相对平衡位置的位移,为正的比例常量,负号表示回复力方向与位移方向相反。回复力的大小与位移大小成正比,并随振动周期性变化,不与时间成正比,故C错误;
D.简谐运动在平衡位置处回复力为零,但回复力不一定等于合力。例如,小角度摆动的单摆可视为做简谐运动,经过最低点时,切向回复力为零,摆球仍有指向悬点的向心加速度。下图表示该时刻摆球所受的重力与绳的拉力
设摆球质量为,摆长为,以非零速率经过最低点,绳的拉力大小为。取竖直向上为正方向,由牛顿第二定律得,故D错误。
故选B。
2. 如图,光滑水平面上一质量为的木板A,其右端通过水平轻弹簧连接质量为的物块B,弹簧处于原长,物块B与木板A的上表面之间无摩擦,初始时物块和木板均静止。质量为的小球C(可视为质点)通过轻绳悬于点。小球从绳与竖直方向成角处由静止释放,摆至最低点时与木板右端发生弹性正碰,碰撞时间极短,此后小球与A不再发生相互作用,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若将小球C的质量变成,其他条件不变,小球C将以更大的速度到达最低点与A相碰
B. 小球C与木板A碰撞后向右反弹
C. 小球C与木板A碰撞后到弹簧压缩到最短的过程中,物块和木板组成的系统动量守恒、机械能不守恒
D. 从小球C开始下落到弹簧压缩到最短的过程中,小球、物块和木板及弹簧组成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.设小球从释放点到最低点下降的高度为,到达最低点时的速度大小为。下摆过程中轻绳拉力不做功,由机械能守恒定律得,解得
其他条件不变时,下降高度不变,小球到达最低点的速度与质量无关,故A错误;
B.取水平向左为正方向,设碰撞后小球和木板的速度分别为和。碰撞时间极短,弹簧的冲量可忽略,小球和木板组成的系统在水平方向动量守恒,有
碰撞为弹性正碰,动能守恒,有
联立并取碰后二者分离的解,得和。小球碰后静止,此瞬间物块的速度仍为零,故B错误;
C.碰撞后,物块和木板所受重力与支持力在竖直方向平衡,轻弹簧对二者的水平作用力等大反向,因此两物体系统所受合外力为零,动量守恒。弹簧压缩到最短时二者速度相同,设共同速度为,由动量守恒定律得
解得
碰撞刚结束和弹簧压缩到最短时,两物体系统的动能分别为和
两物体的重力势能不变,动能减少并转化为弹簧的弹性势能。选项所指系统只含物块和木板,未包含弹簧,故其机械能不守恒;若将弹簧也计入系统,机械能才守恒,故C正确;
D.系统初始静止,总动量为零。弹簧压缩到最短时,小球静止,物块和木板均向左运动,轻弹簧的质量可忽略,此时系统总动量为,故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示,一弹簧振子在、两点之间做简谐运动,振子的平衡位置为点。取向右为正方向,其位移与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 振子的振动周期是0.25 s,振幅是2 cm
B. 振子简谐运动的位移一时间表达式为(cm)
C. 0~2 s的过程中,振子的位移一直在减小
D. 乙图的振动图像以振子在点时为计时起点
【答案】D
【解析】
【详解】A.图乙为振子的位移—时间图像,纵坐标表示相对平衡位置的位移。由最大位移的绝对值可知,振幅为;相邻两个正向最大位移分别出现在和,两者的时间间隔为一个周期,因此周期为,故A错误;
B.将代入该选项给出的位移表达式,得到初始位移为
而图乙中初始位移为,二者不符,故B错误;
C.在内,振子由右侧最大位移处运动到平衡位置,位移大小由减小到零;在内,振子继续向左运动到左侧最大位移处,位移大小由零增大到。位移的正负表示方向,按位移大小比较,其先减小后增大,故C错误;
D.计时起点时,振子的位移为,即处于正向最大位移处。题设取向右为正方向,图甲中点位于平衡位置的右侧,是右侧最大位移处,所以计时从振子位于点时开始,故D正确。
故选D。
4. 一质量为的同学从下蹲状态向上起跳,经时间,身体伸直并刚好离开地面,速度竖直向上,大小为,重力加速度大小为。在此过程中( )
A. 他对地面的冲量大小为,地面对他做的功为零
B. 他对地面的冲量为零,地面对他做的功为零
C. 地面对他的冲量大小为,地面对他做的功为零
D. 地面对他的冲量大小为,地面对他做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.以同学为研究对象,取竖直向上为正方向,设地面对他的支持力在起跳过程中的冲量为。同学初速度为零,重力的冲量方向向下,由动量定理得
解得支持力的冲量为
由牛顿第三定律,同学对地面的作用力与地面对他的支持力始终等大反向,因此同学对地面的冲量大小也为。起跳前,脚与地面的接触处没有位移,地面支持力的作用点没有位移,所以地面对他做的功为零,故A正确,BC错误;
D.地面对同学做的功为。同学起跳时增加的机械能来自体内化学能的转化,不能将人体质心的位移当作支持力作用点的位移,故D错误。
故选A。
5. 质量为的物块,在水平拉力的作用下从静止开始沿水平桌面做直线运动,拉力随时间变化的图线如图所示,物块与水平桌面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A. 在时,物块的动量大小为
B. 在时,物块的速度为0
C. 在0~5 s内,当时,物块的速度最大
D. 在0~2 s内和2~5 s内,物块动量的变化量大小之比为1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块所受滑动摩擦力
-图线与轴围成的面积表示拉力的冲量,内由线性增到,由动量定理
代入得时的动量, A错误;
B.内由线性减到,拉力的冲量为
摩擦力的冲量为
两者相抵,动量不变,故时物块的动量仍为、速度,不为零,B错误;
C.内
合力与运动方向相同,物块加速;时
合力为零;以后,合力反向,物块减速,故速度最大的是
由动量定理得时的动量
故此时速度
即速度最大出现在而不是,C错误;
D.内动量变化量大小为;时动量仍为、速度
以后反向、与摩擦力同向,合力大小为,物块做减速运动;设再经时间速度减为零,由知合冲量大小为
由动量定理得
代入得,解得,即时物块已经静止
此后,物块保持静止,故时物块动量为零,内动量变化量大小为
与内动量变化量大小之比为,D正确。
故选D。
6. 2026年8月19日,朱雀三号遥二运载火箭任务圆满成功,实现了我国入轨运载火箭一子级首次采用着陆支腿方式陆地垂直回收。回收后的火箭一子级经检测维护可重复使用,能够有效降低卫星发射成本,为低轨卫星星座组网提供技术支撑。下列关于火箭的描述正确的是( )
A. 火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用
B. 减小燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C. 当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D. 增加单位时间内的燃气喷射量可以增大火箭的推力
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律,火箭向后喷出燃气时,燃气同时对火箭产生向前的反作用力,这就是火箭获得的推力,与燃气和发射台之间的相互作用无关,故A错误;
BD.设极短时间内喷出燃气的质量为,燃气相对火箭的喷射速度大小为,火箭所受推力大小为。取这部分燃气为研究对象,以喷射前瞬间与火箭同速的惯性系为参考系,取喷射方向为正方向。在这段极短时间内,忽略火箭速度的变化和燃气所受重力的冲量。这部分燃气喷出前在该参考系中静止,设其动量变化量为,由动量定理及牛顿第三定律得
因此火箭的推力大小为
其他条件不变时,减小燃气相对火箭的喷射速度,推力减小;增加单位时间内喷出燃气的质量,推力增大,故B错误,D正确;
C.火箭向上运动时,即使燃气喷出喷口时相对地面的速度为零,燃气相对火箭仍有向下的速度,推力仍可存在。火箭是否加速取决于其所受合力,不能由燃气对地速度为零断定火箭不再加速,故C错误。
故选D。
7. 光滑水平面上一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块A,另一端连接质量为的长木板B,质量为的物块C放在长木板B的右端,绳子开始是松弛的。现在给物块C水平向左的瞬时初速度使其在长木板B上开始运动。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,已知绳子绷紧前,B、C已经达到共同速度,物块C始终未从长木板B上滑落。下列说法正确的是( )
A. 绳子绷紧前,B、C达到的共同速度大小为
B. 绳子绷紧前,B、C达到的共同速度大小为
C. 绳子刚绷紧后的瞬间,A、B的速度大小均为
D. 由于绳子绷紧所损失的机械能为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.取水平向左为正方向。细绳绷紧前,物块静止,长木板与物块组成的系统水平方向不受外力。设两者达到的共同速度为,由动量守恒定律得
解得,故AB错误;
CD.绳子绷紧的时间极短,板块间摩擦力的冲量可忽略,因此的速度不发生突变,与系统水平方向动量守恒。设刚绷紧后瞬间与的共同速度为,则
解得
绷绳瞬间各物体的重力势能不变,的动能也不变,损失的机械能等于与系统减少的动能,即,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的给5分,选对但不全的给3分,有选错的给0分。
8. 如图,足够长的光滑细杆MN水平固定,物块A穿在杆上可沿杆无摩擦滑动。物块B通过轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动,经秒后物块B第一次到达最高点(未超过MN杆),则从物块B开始运动到其第一次到达最高点的过程中( )
A. 物块A、B组成的系统动量守恒
B. 物块B到达最高点时,其速度水平向右
C. 绳子拉力对物块B不做功
D. 物块B减少的动能大于物块A增加的动能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对A、B系统,受到物块A的重力、物块B的重力和杆对物块A的支持力,杆是光滑的,因此系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒。系统在竖直方向上,物块B存在竖直方向的分加速度,竖直方向的合外力不为零,竖直方向动量不守恒,因此系统总动量不守恒,故A错误;
B.物块B第一次到达最高点时,相对于物块A的摆动速度为零,也就是物块B相对于物块A没有沿绳垂直方向的分速度;同时由于绳的约束,物块B相对于地面的速度必须与物块A相对于地面的速度相等,因此此时物块B和物块A的速度完全相同,方向均水平向右,故B正确;
C.运动过程中物块A的动能增加,是绳子拉力对物块A做正功的结果。根据功的相互性,绳子拉力必然对物块B做负功,故C错误;
D.对A、B系统,只有重力和系统内弹力(绳的拉力)做功,系统机械能守恒。物块B减少的动能,一部分转化为物块A增加的动能,另一部分转化为物块B增加的重力势能,因此物块B减少的动能大于物块A增加的动能,故D正确。
故选BD。
9. 金秋时节,谷物丰收,农民使用电动共振筛清选谷物。筛子由四根弹簧支撑起来,其上装有一个电动偏心轮,它每转一周给筛子一个驱动力,如图乙为该筛子的共振曲线图。已知增大电压可使偏心轮转速提高,增加筛子质量可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是,下列说法正确的是( )
A. 为增大筛子振幅,可将偏心轮转速调整为
B. 为增大筛子振幅,可适当增加筛子的质量
C. 筛子内谷物越多,则需适当减小电压使筛子维持较大振幅
D. 电动偏心轮停止工作后,筛子在停止振动前其振动频率仍与此前偏心轮的振动频率相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由共振曲线图乙可知:筛子的固有频率 ,对应固有转速
题目给出偏心轮当前转速,驱动力频率,驱动力频率大于固有频率。当前转速,调到,转速更靠近固有转速,驱动力频率更接近固有频率,振幅增大,故A正确;
B.增加筛子质量,筛子固有周期变大,固有频率减小,固有频率离当前驱动力频率更远,振幅会减小,故B错误;
C.筛子内谷物越多,总质量越大,固有周期变大、固有频率变小;想要维持较大振幅,需要让驱动力频率跟着减小,也就是偏心轮转速降低,由题意:减小电压可以降低偏心轮转速,故C正确;
D.偏心轮停止工作后,筛子做阻尼振动,振动频率等于筛子的固有频率,不再等于之前偏心轮的驱动力频率。故D 错误。
故选AC。
10. 如图所示,质量为的物块C与质量为的物块B用轻质弹簧相连,静置在底部有挡板的倾角的光滑固定斜面上,现将另一质量为的物块A从物块B上方由静止释放,释放时物块A与物块B之间的距离为,释放后物块A沿斜面下滑,与物块B碰撞后粘在一起继续在光滑斜面上做简谐运动,最低点为D(图中未标出),AB运动到最高点时物块C恰好不离开挡板,已知弹簧的劲度系数为,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,重力加速度大小为,物块均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. A、B碰撞过程中物块A损失的动能为
B. A、B碰撞后的运动过程中最大加速度大小为
C. A、B碰撞后的运动过程中最大速度大小为
D. A、B碰撞后做简谐运动的振幅为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.释放物块A到与物块B碰撞前由动能定理得
解得物块A与物块B碰撞前速度
物块A与物块B碰撞后粘在一起,则由动量定理得
解得物块A与物块B碰撞后共同速度
则物块A损失的动能,故A错误;
B.物块A与物块B碰撞前对B分析得
解得物块A与物块B碰撞前弹簧压缩量
物块A与物块B碰撞后粘在一起做简谐运动时在平衡位置受力为零,则在平衡位置对物块A与物块B整体分析得
解得平衡位置弹簧压缩量
AB运动到最高点时物块C恰好不离开挡板,对物块C分析得
解得此时弹簧伸长量
由简谐运动在位移最大时加速度最大,则对物块A与物块B整体分析,由牛顿第二定律得
解得最大加速度,故B正确;
C.其在平衡位置速度最大,则由机械能守恒得
解得,故C正确;
D.由上述分析得A、B碰撞后做简谐运动的振幅,故D正确。
故选BCD。
三、非选择题(本题共5小题,共57分)
11. 某同学用如图1所示的实验装置来验证动量守恒定律。在滑块A、B上分别固定宽度相同的遮光条,分别测得滑块A(含遮光条)的质量为,滑块B(含遮光条)的质量为;在气垫导轨上固定光电门1、光电门2,右端固定弹射装置。实验前先将气垫导轨调节至水平。打开气泵电源,将B置于气垫导轨上光电门1、2间某位置,用弹射装置将A沿气垫导轨向左弹出。记录得到A第一次经过光电门1所用的时间为,A、B发生碰撞后,B向左运动经过光电门2所用的时间为,A第二次经过光电门1所用的时间为。
(1)实验中使用气垫导轨的原因是_______________________________________________________。
(2)本实验__________(选填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(3)在误差允许的范围内,若满足关系式______________________________,则可验证滑块A、B碰撞前后动量守恒。
(4)若在误差允许的范围内__________(用、表示),则近似认为滑块A、B发生的是弹性碰撞。
【答案】(1)减小滑块运动时受到的摩擦力,保证滑块碰撞前后均能做匀速直线运动,系统合外力为零,满足动量守恒;
(2)不需要 (3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
实验中应用气垫导轨,其目的是减小滑块运动时受到的摩擦力,保证滑块碰撞前后均能做匀速直线运动,系统合外力为零,满足动量守恒;
【小问2详解】
本实验中滑块A碰前速度
碰后反弹速度
碰后滑块B的速度
若动量守恒则满足
即
可得,则实验不需要测量遮光条的宽度;
【小问3详解】
由以上分析可知,在误差允许的范围内,若满足关系式,则可验证滑块A、B碰撞前后动量守恒。
【小问4详解】
若滑块A、B发生的是弹性碰撞,则满足
代入速度表达式整理可得
根据关系式
可得
12. 某同学利用力传感器和单摆小球来测量当地重力加速度,实验步骤如下:
a.按图1所示固定力传感器;
b.取一根不可伸长的轻质细线,一端连接一小铁球,另一端固定在力传感器上,测得传感器到小球间细线长度为,小球直径为;
c.让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力读数为;
d.让小铁球以较小的角度在竖直平面内的、两点之间摆动,得到拉力随时间变化的关系图像如图2所示,其中是拉力的最小值,是拉力的最大值。
(1)下列关于实验中的注意事项及相关描述正确的是__________。
A. 小球摆动时,应在同一竖直面内摆动,且摆角应足够小
B. 若使用机械秒表手动计时测量周期,应以摆球到达某侧最高点时作为计时起点
C. 保持摆长不变,多做几次实验,取多次测出的重力加速度的平均值作为最终结果,可以减小实验系统误差
(2)实验中单摆摆长__________(用、表示);根据图2可知单摆的周期,计算重力加速度表达式为__________(用、、表示)。
(3)该同学为减小实验偶然误差,改变摆长进行了多次测量,并作出了图线如图3,图线不过原点的原因可能是__________。
A. 计算摆长时未加上小球半径 B. 计算摆长时加上了小球直径
(4)根据图3中数据计算,__________(取9.87,结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)A (2) ①. ②. (3)A
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.单摆做简谐运动的要求是在同一竖直面内摆动,且摆角小于5°(足够小),符合实验规范,故A正确;
B.手动计时应选择摆球经过最低点的时刻作为计时起点,此时摆球速度大,计时误差更小;最高点处摆球速度接近零,计时误差大,故B错误;
C.多次测量取平均值只能减小偶然误差,无法减小系统误差,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]单摆摆长是悬点到小球球心的距离,因此单摆摆长等于细线长度加小球半径,即
[2]由图2拉力变化规律可知,单摆每经过一次最低点时,拉力达到最大值,一个完整周期内会2次经过最低点。相邻两个拉力最大值的时间间隔为半个周期,故周期为
由单摆周期公式可得
解得
【小问3详解】
A.若计算摆长时未加上小球半径,则单摆周期为
解得
当时,实际摆长仍等于小球半径,对应不为零,故A正确;
B.若计算摆长时加上了小球直径,则单摆周期为
解得
当时,对应为零,不符合图像,故B错误。
故选A。
【小问4详解】
由单摆周期公式变形式可知图线的斜率为
取图3的两点数据,当时,
当时,
因此斜率
解得
13. 如图所示是某弹簧振子振动的位移-时间图像。
(1)求振子在一次全振动中经过的路程,并写出振子做简谐运动的位移与时间的关系表达式
(2)求时,振子的位移,以及振子在任意四分之一周期内路程的最大值。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
由题图得该弹簧振子振幅,初相位,周期,则振子在一次全振动中经过的路程
由简谐运动位移与时间关系的表达式得该振子做简谐运动的位移与时间的关系表达式为
【小问2详解】
将代入得此时振子的位移
速率越快,路程越大,由弹簧振子振动的位移-时间图像切线斜率可知在平衡位置速率最大,往平衡位置两侧运动速率逐渐减小,到达位移最大处时速率为零,故在某一平衡位置两侧各取时间间隔,则该周期内路程最大,则
14. 风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,模拟飞行器或实体周围气体的流动情况并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,是进行空气动力实验最常用。最有效的工具之一,本题取重力加速度大小为。
(1)如图1所示,风洞中有水平向右的气流,模型的截面是(图中为侧视图),轻绳拉住模型,当模型在气流中保持静止时,轻绳恰好水平,已知模型质量为,气流对模型的作用力垂直于模型截面,模型截面与水平面夹角为。求在(已知)的时间内模型所受各力(重力、轻绳拉力及气流作用力)的冲量大小;
(2)如图2所示为测定某新款家用轿车力学性能的风洞实验。试验时,空气由管道1流入管道2,空气与轿车模型截面垂直作用,模型单位面积所能承受的最大作用力为,假设空气分子与模型作用后其定向运动速度(气体流速)减为零。设空气分子的平均质量为,气流稳定时,管道2中单位体积内空气分子的个数为。为使模型不被破坏,试求管道2中空气与模型截面作用前可允许的最大流速。
【答案】(1);;
(2)
【解析】
【小问1详解】
以静止的模型为研究对象,设绳的拉力大小为,气流作用力大小为。模型受到竖直向下的重力、水平向左的拉力和垂直截面斜向右上的气流作用力。气流作用力与竖直方向的夹角为,受力关系如图所示
取水平向右、竖直向上为正方向。由共点力的平衡条件,竖直方向上有
水平方向上有
联立解得,
三个力均为恒力,由恒力冲量公式,在内各力的冲量大小分别为,和
【小问2详解】
设管道2中空气与模型截面作用前的流速大小为,模型正对气流的截面面积为。气流稳定,在时间内撞到该截面的空气原先占据截面积为、长度为的柱体。由分子数密度的含义,这部分空气的质量为
以这部分空气为研究对象,取气流方向为正方向,设模型对空气作用力的大小为。空气作用后定向速度减为零,沿气流方向由动量定理得
代入这部分空气的质量并整理得
由牛顿第三定律,空气对模型的作用力与大小相等。模型单位面积受到的作用力不能超过,因此有
单位面积受到的作用力随增大而增大,达到承受上限时,允许的最大流速为
15. 如图,水平面上固定一半径为的四分之一光滑竖直圆弧轨道,轨道末端切线水平。轨道右侧足够长光滑水平面上紧靠轨道末端处有一长木板C,C上表面与圆弧轨道末端等高,木板最左端静置一小物块B。现将另一小物块A从轨道最高点由静止释放,A滑过最低点后与B发生弹性正碰,碰撞时间极短,最终B恰好未滑离C。已知A、B、C的质量分别为、、,A、B与C间的动摩擦因数分别为、,A、B均可视为质点,取重力加速度大小。求:
(1)A在圆弧轨道上运动的过程中所受合外力的冲量大小以及运动到圆轨道末端时轨道对它的支持力的大小;
(2)A与B碰撞后的瞬间A、B的速度大小、,以及整个运动过程中A、B、C组成的系统因摩擦损失的机械能;
(3)木板C的长度。
【答案】(1),60N
(2),6J
(3)1.12m
【解析】
【小问1详解】
滑块A从最高点滑到最低点的过程由机械能守恒定律
解得
根据动量定理可知A在圆弧轨道上运动的过程中所受合外力的冲量大小
在最低点时由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
AB碰撞过程由动量守恒定律和能量关系,
解得
对ABC系统最终共速,则由动量守恒
整个过程由于摩擦产生的热量
解得Q=6J
【小问3详解】
AB刚滑上木板C时,AB做减速运动的加速度大小分别为,
木板做加速运动的加速度大小
当A与木板C共速时由
解得,
此时B的速度
B相对C的位移
共速后A相对C静止,B仍做减速运动,此时C继续做加速运动,其加速度大小
B与C共速时
解得,
此过程中B相对C的位移
则木板C的长度
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贵阳一中2026—2027学年高二年级第一学期教学质量监测卷(一)
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,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,在试题卷上作答无效。
3.考试时间75分钟,满分100分
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的4个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 做直线运动的物体速度减小时,其动量变化量的方向可能与运动方向相同
B. 做平抛运动的物体,在任意相同的时间内动量的变化量都相同
C. 做简谐运动的物体,回复力的大小与时间成正比
D. 做简谐运动的物体,在平衡位置处时合力为零
2. 如图,光滑水平面上一质量为的木板A,其右端通过水平轻弹簧连接质量为的物块B,弹簧处于原长,物块B与木板A的上表面之间无摩擦,初始时物块和木板均静止。质量为的小球C(可视为质点)通过轻绳悬于点。小球从绳与竖直方向成角处由静止释放,摆至最低点时与木板右端发生弹性正碰,碰撞时间极短,此后小球与A不再发生相互作用,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若将小球C的质量变成,其他条件不变,小球C将以更大的速度到达最低点与A相碰
B. 小球C与木板A碰撞后向右反弹
C. 小球C与木板A碰撞后到弹簧压缩到最短的过程中,物块和木板组成的系统动量守恒、机械能不守恒
D. 从小球C开始下落到弹簧压缩到最短的过程中,小球、物块和木板及弹簧组成的系统动量守恒
3. 如图甲所示,一弹簧振子在、两点之间做简谐运动,振子的平衡位置为点。取向右为正方向,其位移与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 振子的振动周期是0.25 s,振幅是2 cm
B. 振子简谐运动的位移一时间表达式为(cm)
C. 0~2 s的过程中,振子的位移一直在减小
D. 乙图的振动图像以振子在点时为计时起点
4. 一质量为的同学从下蹲状态向上起跳,经时间,身体伸直并刚好离开地面,速度竖直向上,大小为,重力加速度大小为。在此过程中( )
A. 他对地面的冲量大小为,地面对他做的功为零
B. 他对地面的冲量为零,地面对他做的功为零
C. 地面对他的冲量大小为,地面对他做的功为零
D. 地面对他的冲量大小为,地面对他做的功为
5. 质量为的物块,在水平拉力的作用下从静止开始沿水平桌面做直线运动,拉力随时间变化的图线如图所示,物块与水平桌面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )
A. 在时,物块的动量大小为
B. 在时,物块的速度为0
C. 在0~5 s内,当时,物块的速度最大
D. 在0~2 s内和2~5 s内,物块动量的变化量大小之比为1∶1
6. 2026年8月19日,朱雀三号遥二运载火箭任务圆满成功,实现了我国入轨运载火箭一子级首次采用着陆支腿方式陆地垂直回收。回收后的火箭一子级经检测维护可重复使用,能够有效降低卫星发射成本,为低轨卫星星座组网提供技术支撑。下列关于火箭的描述正确的是( )
A. 火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用
B. 减小燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C. 当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D. 增加单位时间内的燃气喷射量可以增大火箭的推力
7. 光滑水平面上一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块A,另一端连接质量为的长木板B,质量为的物块C放在长木板B的右端,绳子开始是松弛的。现在给物块C水平向左的瞬时初速度使其在长木板B上开始运动。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,已知绳子绷紧前,B、C已经达到共同速度,物块C始终未从长木板B上滑落。下列说法正确的是( )
A. 绳子绷紧前,B、C达到的共同速度大小为
B. 绳子绷紧前,B、C达到的共同速度大小为
C. 绳子刚绷紧后的瞬间,A、B的速度大小均为
D. 由于绳子绷紧所损失的机械能为
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的给5分,选对但不全的给3分,有选错的给0分。
8. 如图,足够长的光滑细杆MN水平固定,物块A穿在杆上可沿杆无摩擦滑动。物块B通过轻质细绳竖直悬挂在A上,整个装置处于静止状态,A、B可视为质点。现让物块B以初速度水平向右运动,经秒后物块B第一次到达最高点(未超过MN杆),则从物块B开始运动到其第一次到达最高点的过程中( )
A. 物块A、B组成的系统动量守恒
B. 物块B到达最高点时,其速度水平向右
C. 绳子拉力对物块B不做功
D. 物块B减少的动能大于物块A增加的动能
9. 金秋时节,谷物丰收,农民使用电动共振筛清选谷物。筛子由四根弹簧支撑起来,其上装有一个电动偏心轮,它每转一周给筛子一个驱动力,如图乙为该筛子的共振曲线图。已知增大电压可使偏心轮转速提高,增加筛子质量可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是,下列说法正确的是( )
A. 为增大筛子振幅,可将偏心轮转速调整为
B. 为增大筛子振幅,可适当增加筛子的质量
C. 筛子内谷物越多,则需适当减小电压使筛子维持较大振幅
D. 电动偏心轮停止工作后,筛子在停止振动前其振动频率仍与此前偏心轮的振动频率相同
10. 如图所示,质量为的物块C与质量为的物块B用轻质弹簧相连,静置在底部有挡板的倾角的光滑固定斜面上,现将另一质量为的物块A从物块B上方由静止释放,释放时物块A与物块B之间的距离为,释放后物块A沿斜面下滑,与物块B碰撞后粘在一起继续在光滑斜面上做简谐运动,最低点为D(图中未标出),AB运动到最高点时物块C恰好不离开挡板,已知弹簧的劲度系数为,弹簧的弹性势能与形变量的关系为,重力加速度大小为,物块均可视为质点。下列说法正确的是( )
A. A、B碰撞过程中物块A损失的动能为
B. A、B碰撞后的运动过程中最大加速度大小为
C. A、B碰撞后的运动过程中最大速度大小为
D. A、B碰撞后做简谐运动的振幅为
三、非选择题(本题共5小题,共57分)
11. 某同学用如图1所示的实验装置来验证动量守恒定律。在滑块A、B上分别固定宽度相同的遮光条,分别测得滑块A(含遮光条)的质量为,滑块B(含遮光条)的质量为;在气垫导轨上固定光电门1、光电门2,右端固定弹射装置。实验前先将气垫导轨调节至水平。打开气泵电源,将B置于气垫导轨上光电门1、2间某位置,用弹射装置将A沿气垫导轨向左弹出。记录得到A第一次经过光电门1所用的时间为,A、B发生碰撞后,B向左运动经过光电门2所用的时间为,A第二次经过光电门1所用的时间为。
(1)实验中使用气垫导轨的原因是_______________________________________________________。
(2)本实验__________(选填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(3)在误差允许的范围内,若满足关系式______________________________,则可验证滑块A、B碰撞前后动量守恒。
(4)若在误差允许的范围内__________(用、表示),则近似认为滑块A、B发生的是弹性碰撞。
12. 某同学利用力传感器和单摆小球来测量当地重力加速度,实验步骤如下:
a.按图1所示固定力传感器;
b.取一根不可伸长的轻质细线,一端连接一小铁球,另一端固定在力传感器上,测得传感器到小球间细线长度为,小球直径为;
c.让小铁球自由悬挂并处于静止状态,从计算机中得到拉力读数为;
d.让小铁球以较小的角度在竖直平面内的、两点之间摆动,得到拉力随时间变化的关系图像如图2所示,其中是拉力的最小值,是拉力的最大值。
(1)下列关于实验中的注意事项及相关描述正确的是__________。
A. 小球摆动时,应在同一竖直面内摆动,且摆角应足够小
B. 若使用机械秒表手动计时测量周期,应以摆球到达某侧最高点时作为计时起点
C. 保持摆长不变,多做几次实验,取多次测出的重力加速度的平均值作为最终结果,可以减小实验系统误差
(2)实验中单摆摆长__________(用、表示);根据图2可知单摆的周期,计算重力加速度表达式为__________(用、、表示)。
(3)该同学为减小实验偶然误差,改变摆长进行了多次测量,并作出了图线如图3,图线不过原点的原因可能是__________。
A. 计算摆长时未加上小球半径 B. 计算摆长时加上了小球直径
(4)根据图3中数据计算,__________(取9.87,结果保留3位有效数字)。
13. 如图所示是某弹簧振子振动的位移-时间图像。
(1)求振子在一次全振动中经过的路程,并写出振子做简谐运动的位移与时间的关系表达式
(2)求时,振子的位移,以及振子在任意四分之一周期内路程的最大值。
14. 风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,模拟飞行器或实体周围气体的流动情况并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,是进行空气动力实验最常用。最有效的工具之一,本题取重力加速度大小为。
(1)如图1所示,风洞中有水平向右的气流,模型的截面是(图中为侧视图),轻绳拉住模型,当模型在气流中保持静止时,轻绳恰好水平,已知模型质量为,气流对模型的作用力垂直于模型截面,模型截面与水平面夹角为。求在(已知)的时间内模型所受各力(重力、轻绳拉力及气流作用力)的冲量大小;
(2)如图2所示为测定某新款家用轿车力学性能的风洞实验。试验时,空气由管道1流入管道2,空气与轿车模型截面垂直作用,模型单位面积所能承受的最大作用力为,假设空气分子与模型作用后其定向运动速度(气体流速)减为零。设空气分子的平均质量为,气流稳定时,管道2中单位体积内空气分子的个数为。为使模型不被破坏,试求管道2中空气与模型截面作用前可允许的最大流速。
15. 如图,水平面上固定一半径为的四分之一光滑竖直圆弧轨道,轨道末端切线水平。轨道右侧足够长光滑水平面上紧靠轨道末端处有一长木板C,C上表面与圆弧轨道末端等高,木板最左端静置一小物块B。现将另一小物块A从轨道最高点由静止释放,A滑过最低点后与B发生弹性正碰,碰撞时间极短,最终B恰好未滑离C。已知A、B、C的质量分别为、、,A、B与C间的动摩擦因数分别为、,A、B均可视为质点,取重力加速度大小。求:
(1)A在圆弧轨道上运动的过程中所受合外力的冲量大小以及运动到圆轨道末端时轨道对它的支持力的大小;
(2)A与B碰撞后的瞬间A、B的速度大小、,以及整个运动过程中A、B、C组成的系统因摩擦损失的机械能;
(3)木板C的长度。
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