2022宿迁泗阳县实验高级中学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