2023苏州吴江汾湖高级中学高二上学期9月教学调研测试物理试题含解析

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2022—2023学年第一学期吴江汾湖高级中学九月教学调研测试高二物理试卷试卷分值：100分考试用时：75分钟一、单选题（本大题共10小题，共40分）1. 体操运动员在落地时总要屈腿，这是为了减小（    ）A. 落地时的动能 B. 落地过程中动量的变化量C. 落地过程中地面的作用力 D. 落地过程所需时间2. 弹簧振子在做简谐振动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的（　　）A. 速度与位移方向必定相反 B. 加速度与速度方向可能相同C. 位移大小一定在增加 D. 回复力的数值可能在减小3. 下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是（    ）A. 如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统B. 如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统C. 子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统D. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时4. 如图甲所示，弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为0.5 N/cm。则（　　）A. 在t＝2.75 s时，振子的位移和速度方向相同B. 在t0时，振子所受的回复力大小为0.5 NC. 在t＝1.5 s时，弹簧振子的弹性势能最大D. 振子的振动方程为x＝5sin（2πt）cm5. 一个静止的质量为m1的不稳定原子核，当它放射出质量为m2、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（　　）A.  B.  C.  D. 6. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。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1.47r/s（1r/s=1Hz）。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（    ）A. 降低输入电压同时减小筛子质量 B. 降低输入电压同时增加筛子质量C. 增大输入电压同时减小筛子质量 D. 增大输入电压同时增加筛子质量7. 如图所示，一小球在光滑槽内做简谐运动，下述方法中哪些可使小球的振动加快（　　）A. 减小小球的振幅 B. 增大光滑圆槽的半径C. 增大小球振幅 D. 减小光滑圆槽的半径8. 光滑水平地面上，A，B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法不正确的是（　　）A. A、B系统总动量仍然为mvB. A的动量变为零C. B的动量尚未达到最大值D. A、B的速度相等9. 用图示装置做“验证动量守恒定律”实验。在滑块1、2上分别装有相同的挡光片及弹簧圈，测出挡光片宽度d，滑块1、2的质量分别为m1、m2.实验时打开气泵，让滑块1以一定的初速度向左运动并与静止的滑块2碰撞，记下滑块1经过光电门M的挡光时间t1和滑块1、2分别经过光电门N的挡光时间t′1和t2。下列相关说法正确的是（　　）A. 滑块1、2的质量必须相等B. 实验前调节导轨平衡时，不用打开气泵，只须滑块能在任意位置平衡即可C. 若实验发现m1()略大于m1()＋m2()，可能的原因是导轨左端偏低D. 若实验发现＋＝，说明碰撞时动量守恒且无机械能损失10. A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，B球在前，A球在后，mA = 1kg。经过一段时间，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示，根据以上信息可知（   ）A. 碰撞过程中B球受到的冲量为8NsB. 碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8NsC. B球的质量mB = 4kgD. AB两球发生的是弹性碰撞二、解答题（本大题共5小题，共60分．11题15分，12题8分，13题12分，14题10分15题15分）11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。①组装单摆时，应在下列器材中选用_______________（选填选项前的字母）。A.长度为1m左右的细线                   B.长度为30cm左右的细线C.直径为2cm左右的塑料球                D.直径为2cm左右的铁球②选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图2中______（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。③将单摆正确组装后进行如下操作，其中正确的是：___________（选填选项前的字母）。A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把摆球从平衡位置拉开一个很小角度释放，使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时开始计时D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期④甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d，用秒表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t，用米尺测得摆线长为，根据以上数据，可得到当地的重力加速度g为__________。⑤乙同学多次改变单摆的摆长l并测得相应的周期T，他根据测量数据画出了如图3所示的图像。你认为横坐标所代表的物理量应为____________（选填）。12. 如图所示，一质量为0.06kg的网球以50m/s的速率水平飞来，网球运动员挥拍将网球以60m/s速率击回，击球时间为0.04s，击球过程中，忽略网球的重力，求：（1）在此过程中，网球的动量变化量Δp；（2）网球所受平均作用力的大小F。
 13. 如图所示，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度射入物块后，没有从木块射出。重力加速度为g。求：（1）子弹留在物块后物块的速度；（2）此过程中系统损失的机械能；（3）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。14. 弹簧振子以O点平衡位置在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm，某时刻振子处于O点正向右运动。经过0.5s，振子首次到达B点。（振子某时刻处于O点向右运动开始计时，取向右为正方向）求：（1）弹簧振子的振动方程；（2）振子在5.5s内通过的路程及位移；（3）如果弹簧k=100N/m，小球质量为0.5kg，则5.5s末小球的加速度大小和方向是多少？15. 如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知小球A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：(1)两小球碰前A的速度；(2)球碰撞后A、B的速度大小；(3)小球B运动到最高点C时对轨道的压力。
2022—2023学年第一学期吴江汾湖高级中学九月教学调研测试高二物理试卷试卷分值：100分考试用时：75分钟一、单选题（本大题共10小题，共40分）1. 体操运动员在落地时总要屈腿，这是为了减小（    ）A. 落地时的动能 B. 落地过程中动量的变化量C. 落地过程中地面的作用力 D. 落地过程所需时间【答案】C【解析】【详解】A．体操运动员落地时的速度一定，则落地时的动能一定，故A错误；BC．体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由I=Ft可知，体操运动员在着地时屈腿可以延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，即减小落地过程中地面的作用力，故C正确，B错误；
D．体操运动员在落地时屈腿的目的是延长落地所需时间，而不能减小落地过程所需时间，故D错误。
故选C。2. 弹簧振子在做简谐振动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的（　　）A. 速度与位移方向必定相反 B. 加速度与速度方向可能相同C. 位移的大小一定在增加 D. 回复力的数值可能在减小【答案】C【解析】【详解】A．当振子速率减小时，说明质点在远离平衡位置，速度与位移方向一定相同，选项A错误；B．对于减速运动来说，加速度必定与速度方向相反，选项B错误；C．由于质点正在远离平衡位置，故位移大小必定增大，选项C正确；D．由F=-kx可知位移的大小增大，回复力的数值必定增大，选项D错误。故选C。3. 下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是（    ）A. 如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统B. 如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统C. 子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统D. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时【答案】C【解析】【分析】本题考查动量守恒条件，即系统受到的合外力为0时，系统动量守恒。【详解】A.对于人和车组成的系统，人和车之间的力是内力，系统所受的外力有重力和支持力，合力为零，系统的动量守恒；B.子弹射入木块过程中，虽然子弹和木块之间的力很大，但这是内力，木块放在光滑水平面上，系统所受合力为零，动量守恒；C.子弹射入紧靠墙角的木块时，墙对木块有力的作用，系统所受合力不为零，系统动量不守恒；D.斜向上抛出手榴弹在空中炸开时，虽然受到重力作用，合力不为零，但爆炸的内力远大于重力，动量近似守恒．故选C。4. 如图甲所示，弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为0.5 N/cm。则（　　）A. 在t＝2.75 s时，振子的位移和速度方向相同B. 在t0时，振子所受的回复力大小为0.5 NC. 在t＝1.5 s时，弹簧振子的弹性势能最大D. 振子的振动方程为x＝5sin（2πt）cm【答案】C【解析】【分析】【详解】A．从图乙可知，在t＝2.75 s时，振子正从正的最大位移处向平衡位置运动，位移和速度方向反，A错误；B．在t0时，x=4cm，振子所受的回复力大小为B错误；C．在t＝1.5 s时，弹簧振子位于最大位移处，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，C正确；D．由图乙可知，振动能周期T=2s，振子的振动方程为x＝5sin(πt)cm，D错误。故选C。5. 一个静止的质量为m1的不稳定原子核，当它放射出质量为m2、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】设原子核剩余部分的速度为v′，根据动量守恒定律有解得故选B。6. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。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1.47r/s（1r/s=1Hz）。为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（    ）A. 降低输入电压同时减小筛子质量 B. 降低输入电压同时增加筛子质量C. 增大输入电压同时减小筛子质量 D. 增大输入电压同时增加筛子质量【答案】A【解析】【详解】电动机在某电压下偏心轮的转速是1.47r/min，可得驱动力的频率为共振筛的固有频率为由于驱动力的频率大于共振筛的固有频率，所以要是振幅变大，要减小驱动力的频率或者增加共振筛的固有频率，即减小偏心轮电压或减小共振筛的质量。故选A。7. 如图所示，一小球在光滑槽内做简谐运动，下述方法中哪些可使小球的振动加快（　　）A. 减小小球的振幅 B. 增大光滑圆槽的半径C. 增大小球的振幅 D. 减小光滑圆槽的半径【答案】D【解析】【分析】【详解】小球受重力和支持力，支持力与重力沿径向分力的合力提供圆周运动向心力，重力的切向分量提供做简谐运动的回复力，是类单摆模型，根据单摆的周期公式设光滑圆槽半径为R，可知类单摆摆长L与原槽半径R相等，有周期与振幅无关，要加快振动，即减小周期，可以减小光滑圆槽的半径R。故选D。8. 光滑水平地面上，A，B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，左端有一轻弹簧，如图所示，当A撞上轻弹簧，轻弹簧被压缩到最短时，下列说法不正确的是（　　）A. A、B系统总动量仍然为mvB. A的动量变为零C. B的动量尚未达到最大值D. A、B的速度相等【答案】B【解析】【分析】【详解】A、B系统水平方向受合外力为零，则总动量守恒，因开始时的动量为mv，则轻弹簧被压缩到最短时总动量仍然为mv，此时A、B的速度相等，A的动量不为零，此后B在弹力作用下继续加速，则此时B的动量尚未达到最大值，故选项ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。故选B。9. 用图示装置做“验证动量守恒定律”实验。在滑块1、2上分别装有相同的挡光片及弹簧圈，测出挡光片宽度d，滑块1、2的质量分别为m1、m2.实验时打开气泵，让滑块1以一定的初速度向左运动并与静止的滑块2碰撞，记下滑块1经过光电门M的挡光时间t1和滑块1、2分别经过光电门N的挡光时间t′1和t2。下列相关说法正确的是（　　）A. 滑块1、2的质量必须相等B. 实验前调节导轨平衡时，不用打开气泵，只须滑块能在任意位置平衡即可C. 若实验发现m1()略大于m1()＋m2()，可能的原因是导轨左端偏低D. 若实验发现＋＝，说明碰撞时动量守恒且无机械能损失【答案】D【解析】【详解】A．为了滑块1、2碰撞后都向左运动，应满足A错误；B．实验前调节导轨平衡时，应打开气泵，滑块能在任意位置静止，导轨平衡才调节完毕，B错误；C．若实验发现m1()略大于m1()＋m2()，可能原因是导轨左端偏高，C错误；D．若碰撞过程中满足动量守恒和机械能守恒，则两式联立解得＋＝D正确。故选D。10. A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，B球在前，A球在后，mA = 1kg。经过一段时间，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示，根据以上信息可知（   ）A. 碰撞过程中B球受到的冲量为8NsB. 碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8NsC. B球的质量mB = 4kgD. AB两球发生的是弹性碰撞【答案】D【解析】【详解】ABC．已知x—t图的斜率代表速度，则vA = 6m/s，v′A = 2m/s，vB = 3m/s，v′B = 5m/s根据动量定理有IA = mAv′A - mAvA = - 4Ns，IB = mBv′B - mBvB再根据动量守恒有mAvA + mBvB = mAv′A + mBv′B解得mB = 2kg，IB = 4NsABC错误；D．碰撞前后的动能为，则AB两球发生的是弹性碰撞，D正确。故选D。二、解答题（本大题共5小题，共60分．11题15分，12题8分，13题12分，14题10分15题15分）11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。①组装单摆时，应在下列器材中选用_______________（选填选项前的字母）。A.长度为1m左右的细线                   B.长度为30cm左右的细线C.直径为2cm左右的塑料球                D.直径为2cm左右的铁球②选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图2中______（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。③将单摆正确组装后进行如下操作，其中正确的是：___________（选填选项前的字母）。A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时开始计时D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期④甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d，用秒表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t，用米尺测得摆线长为，根据以上数据，可得到当地的重力加速度g为__________。⑤乙同学多次改变单摆的摆长l并测得相应的周期T，他根据测量数据画出了如图3所示的图像。你认为横坐标所代表的物理量应为____________（选填）。【答案】    ①. AD    ②. 乙    ③. BC    ④.     ⑤. 【解析】【详解】①[1]AB．单摆的摆角小于，所以摆线的长度要适当大些，这样摆幅较大，便于观察和计时，所以选择长度为左右的细线，A正确，B错误；CD．为了减小空气阻力的影响，应选择体积较小，密度较大的铁球，C错误，D正确。故选AD。②[2]为了保证摆球的摆长一定，单摆的悬点处需要固定，所以应采用乙所示的固定方式。③[3]A．悬点到球心的距离为摆长，所以应将摆线和球的半径之和作为摆长，A错误；B．单摆的摆角小于，所以把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，B正确；C．摆球在平衡位置速度最大，通过时间极短，便于及时，所以在摆球经过平衡位置时开始计时，C正确；D．测量周期时，根据1次全振动的时间作为周期误差较大，应测量多次（一般为30次）全振动的时间，求解周期，D错误。故选BC。④[4]根据单摆的周期公式可知⑤[5]根据单摆的周期公式可知，所以横轴代表的物理量为。12. 如图所示，一质量为0.06kg的网球以50m/s的速率水平飞来，网球运动员挥拍将网球以60m/s速率击回，击球时间为0.04s，击球过程中，忽略网球的重力，求：（1）在此过程中，网球的动量变化量Δp；（2）网球所受平均作用力的大小F。
 【答案】（1）6.6kg•m/s，方向与网球初速度方向相反；（2）165N【解析】【详解】（1）取网球初速度方向为正方向，则动量变化量为代入数据得Δp=-6.6kg•m/s故动量的变化量大小为6.6kg•m/s，方向与网球初速度方向相反。（2）取网球初速度方向为正方向，由动量定理得FΔt=ΔP代入数据得F=-165N网球所受平均作用力的大小为165N。13. 如图所示，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度射入物块后，没有从木块射出。重力加速度为g。求：（1）子弹留在物块后物块的速度；（2）此过程中系统损失的机械能；（3）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】详解】（1）对子弹和物块，由动量守恒 解得（2）由能量守恒可得解得（3）此后物块和子弹一起做平抛运动，由平抛运动规律
 解得14. 弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm，某时刻振子处于O点正向右运动。经过0.5s，振子首次到达B点。（振子某时刻处于O点向右运动开始计时，取向右为正方向）求：（1）弹簧振子的振动方程；（2）振子在5.5s内通过的路程及位移；（3）如果弹簧的k=100N/m，小球质量为0.5kg，则5.5s末小球的加速度大小和方向是多少？【答案】（1）；（2）110cm，-10cm；（3），方向是向右【解析】【详解】（1）设振幅为A，由图可知从O到B时间为0.5s，故周期为则故振动方程（2）5.5s末振动了 个周期，所以路程5.5s末运动到C点，则位移（3）5.5s末运动到C点，小球的加速度大小方向与位移方向相反，为向右。15. 如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知小球A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：(1)两小球碰前A的速度；(2)球碰撞后A、B的速度大小；(3)小球B运动到最高点C时对轨道的压力。【答案】(1)；(2)，；(3)，方向竖直向上【解析】【详解】(1)碰前对小球A由动量定理有解得(2)对A、B研究，碰撞前后动量守恒，即弹性碰撞碰撞前后动能保持不变，有联立解得(3)因为B球在轨道上机械能守恒，则有解得在最高点C对小球B有解得由牛顿第三定律知：小球对轨道的压力大小为，方向竖直向上。