江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学2021-2022学年高二上学期第一次质量调研物理试题 含答案

物理答案

(时间：75分钟　满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)

1、磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是(　　)

A．磁体的吸铁性               B．磁极间的相互作用规律

C．电荷间的相互作用规律       D．磁场对电流的作用原理

【答案】B 

2弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中(　　)

A.振子所受的弹力逐渐增大

B.振子的位移逐渐增大

C.振子的速度逐渐减小

D.振子的加速度逐渐减小

解析：振子的位移指由平衡位置指向振子所在位置的有向线段,因而向平衡位置运动时位移逐渐减小;而弹力与位移成正比,故弹簧弹力减小;由牛顿第二定律知,加速度也减小;振子向着平衡位置运动时,弹力与速度方向一致,故振子的速度逐渐增大。故正确选项为D。

答案：D

3、如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度为v匀速地通过磁场区域，若d>l，则线圈中不产生感应电流的时间应等于(　　)

A．       B．       C．     D．

【答案】C  

4有一悬线长为l的单摆,其摆的外壳为一个有一定质量的金属空心球。球底有一小孔,球内盛满水。在摆动过程中,水从小孔慢慢流出。从水开始流到水流完的过程中,此摆的周期的变化是(　　)

A.由于悬线长l和重力加速度g不变,所以周期不变

B.由于水不断外流,周期不断变大

C.周期先变大,后又变小

D.周期先变小,后又变大

解析：单摆的摆长是悬点到小球重心的距离。开始时,重心在球心,水全部流完后,重心又回到球心。因此,重心先降低,后升高;摆长先变大,后变小,选项C正确。

答案：C

5如图所示,小球P连接着轻质弹簧,放在光滑水平面上,弹簧的另一端固定在墙上,O点为它的平衡位置,把P拉到A点,使OA=1 cm,静止释放,经0.4 s小球第1次到达O点。如果把P拉到A'点,使OA'=2 cm,则由静止释放后小球第一次运动到O点所需的时间为(　　)

A.0.2 s B.0.4 s

C.0.6 s D.0.8 s

解析：把小球拉离平衡位置释放后,小球做简谐振动,第一次回到O点所经历的时间为小球做简谐振动周期,但简谐振动物体的固有周期与振幅无关,所以两种情况下小球振动周期相同。

答案：B

6如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后(　　)

A.甲木块的动量守恒 

B.乙木块的动量守恒

C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 

D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒

解析:甲木块与弹簧接触后,甲木块或乙木块所受的合力均不为零,动量不守恒,选项A、B错误;甲、乙两木块组成的系统受到的合力为零,系统的动量守恒,选项C正确;甲、乙两木块及弹簧组成的系统机械能守恒,故两木块组成的系统机械能不守恒,选项D错误。

答案:C

7关于机械振动和机械波,下列叙述不正确的是(　　)

A.有机械振动必有机械波

B.有机械波必有机械振动

C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移

D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止

解析：机械振动是形成机械波的条件之一,有机械波一定有机械振动,但有机械振动不一定有机械波,A错,B对。波在传播时,介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动,它们不随波的传播而发生迁移,C对。振源停止振动后,已形成的波仍继续向前传播,直到波的能量消耗尽为止,D对。故符合题意的选项为A。

答案：A

8质量为5 kg的物体,原来以v=5 m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15 N·s的作用,历时4 s,物体的动量大小变为(　　)

A.80 kg·m/s B.160 kg·m/s 

C.40 kg·m/s D.10 kg·m/s

解析:由动量定理I=p'-p,得p'=I+p=40 kg·m/s。

答案:C

9如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是(　　)

A.0.60 m B.0.30 m

C.0.20 m D.0.15 m

答案：B

10如图所示,甲为t=1 s时某横波的波形图象,乙为该波传播方向上某一质点的振动图象,距该质点Δx=0.5 m处质点的振动图象可能是(　　)

解析：若该波向右传播,题图乙应为x=1.5 m到x=2 m之间一点的振动图象。该点左侧0.5 m处的质点在t=1 s 时,位移沿y轴负向,且速度沿y轴正向,无选项符合要求;该点右侧0.5 m处的质点在t=1 s时,位移沿y轴正向,而速度沿y轴负向,选项A符合要求;若该波向左传播,图乙应为x=1 m到x=1.5 m之间某一点的振动图象。该点左侧0.5 m处的质点在t=1 s时,位移沿y轴正向,速度沿y轴负向,同样可得选项A符合要求。该点右侧0.5 m处的质点在t=1 s时,位移沿y轴负向,速度沿y轴正向,无选项符合要求。综上可知,本题答案为A。

答案：A

二、实验题(本题1小题，共15分)

11.(15分)如图甲所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

甲

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量　　　　,间接地解决这个问题。 

A.小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

(2)图甲所示O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让质量为m1的入射球多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后,把质量为m2的被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是　　　　。 

A.用天平测量两个小球的质量m1、m2

B.测量入射小球开始释放的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到两球相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON

(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为　

　　　　　　　　　　　[用(2)中测量的量表示];若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为　　　　　　　　　　　　　[用(2)中测量的量表示]。 

(4)经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。实验结果说明,碰撞前、后总动量的比

乙

解析:(1)小球的落地时间仅由下落高度决定,两球下落高度相同,时间相同,所以水平速度可以用水平位移数值表示。(2)本实验还需要测量的量有两小球的质量m1、m2和平抛射程OM、ON,显然要确定两小球的平均落地点M和N的位置。(3)碰撞过程中动量守恒,即碰撞前的动量m1·m1·m1·OM+m2·ON=m1·OP;若是弹性碰撞,则机械能守m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2。(4

答案:(1)C　

(2)ADE　

(3)m1·OM+m2·ON=m1·OP　m1·OM2+m2·ON2=m1·OP2　

(4) 

三、计算题(本题共4小题,共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式或演算步骤,有数值计算的要注明单位)

12(10分) 如图所示,质量为m的物体放在质量为m0的平台上,随平台在竖直方向上做简谐运动,振幅为A,运动到最高点时,物体m对平台的压力恰好为零,当m运动到最低点时,

求:(1)m的加速度?

   (2)m受到的弹力F是多大？

解析：由题意知,物体m在竖直平面内做简谐运动,由小球运动到最高点时对m0的压力为零,即知道物体m在运动到最高点时的加速度为g,由简谐运动的对称性知道,物体m运动到最低点时的加速度和最高点的加速度大小相等、方向相反,故小球运动到最低点时的加速度大小为g,方向竖直向上。

答案：g　方向竖直向上      2mg

13、（11分）如图所示，光滑的轨道PQ和MN宽度为d＝0.5 m，跟一电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω的电池相连，水平地放在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，轨道上可自由滑动的金属棒CD的质量m＝0.5 kg，电阻为R＝0.5 Ω，其余电阻不计，开关S闭合的瞬间，CD棒受到的磁场力水平向右，棒的加速度为3.0 m/s2，求磁场的磁感应强度B．

【答案】2 T  

【解析】开关S闭合的瞬间流过金属棒电流：I＝＝ A＝1.5 A，此时受到的磁场力F＝BId，由牛顿第二定律F＝BId＝ma，B＝＝ T＝2 T.

14.(12分)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取 10 m/s2。

(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;

(2)若碰撞时间为0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;

(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。

解析:(1)据动能定理,有

-μmgs

可得μ=0.32。

(2)据动量定理,有

FΔt=mv'-mv

可得F=130 N。

(3)WJ。

答案:(1)0.32　(2)130 N　(3)9 J

15(12分)如图所示,一列向右传播的简谐横波,速度大小为0.6 m/s,P质点横坐标x=0.96 m,从图中状态开始计时,则:

(1)经过多长时间,P质点第一次到达波谷?

(2)经过多长时间,P质点第二次到达波峰?

(3)P质点刚开始振动时,运动方向如何?

解析：(1)P质点第一次到达波谷的时间,就是初始时刻x坐标为0.18 m处质点的振动状态传到P点所需要的时间,则t1Δx1=(0.96-0.18) m=0.78 m,所以t1s=1.3 s。

(2)P质点第二次到达波峰的时间等于初始时刻x坐标为0.06 m处质点的振动状态传到P质点所需要的时间与一个周期的和,则t2Δx2=(0.96-0.06) m=0.9 m,λ=0.24 m,所以t2s=1.9 s,从P质点的振动也可以发现t2应为t1与1.5T的和,同样可得t2=1.9 s。

(3)P质点刚开始的振动方向就是初始时刻x坐标为0.24 m处质点的振动方向。因为横波沿x轴正方向传播,所以x坐标为0.24 m处质点初始时刻振动方向沿y轴负方向,故P质点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。

答案：(1)1.3 s　(2)1.9 s　(3)沿y轴负方向