2022-2023学年江苏省淮安市淮海中学高二10月阶段考试物理试题 解析版

这是一份2022-2023学年江苏省淮安市淮海中学高二10月阶段考试物理试题 解析版，共13页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题（每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意）
1. 关于某物体受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是（ ）
A. 物体的固有频率等于f0
B. 物体做受迫振动时的频率等于f0
C. 物体做受迫振动时振幅相同则频率必相同
D. 为避免共振发生应该让驱动力的频率靠近f0
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题图可知，当驱动力的频率为f0时，受迫振动物体的振幅达到最大，此时物体的固有频率等于驱动力的频率f0，故A正确；
B．物体做受迫振动时，只有当发生共振时频率才是f0，即物体做受迫振动的频率不一定等于f0，故B错误；
C．物体做受迫振动时振幅相同，频率不一定相同，故C错误；
D．根据产生共振的条件可知，为避免共振发生应该让驱动力的频率远离f0，故D错误。
故选A。
2. 如图所示的演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现振动稳定后（ ）
A. 各摆固有周期均相同
B. 各摆振动的周期均与A摆相同
C C摆振幅最大
D. B摆振动周期最小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据单摆的周期公式
可知，各摆的固有周期与摆长有关，所以A与E的固有周期相同，其他的不同，A错误；
B．由于受迫振动的周期与驱动力的周期相同，所以各摆振动的周期均与A摆相同，B正确；
C．根据受迫振动的特点，当单摆做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期相等时发生共振，其中E发生共振，振幅最大，C错误；
D．根据单摆的周期公式
可知，摆长越长，周期越小，所以C摆的周期最小，D错误。
故选B。
3. 篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎球，手触到球瞬间顺势后引．这样可以减小
A. 球对手力的冲量B. 球对手的力的大小
C. 球的动量变化量D. 球的动能变化量
【答案】B
【解析】
【详解】球对手的力的冲量，不变，A错误；篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎球，手触到球瞬间顺势后引，增加了手与球间的相互作用力时间，根据可知，减小了球对手的力的大小，B正确；根据动量变化可知，动量变化量相同，C错误；球的动能变化量，相同，故D错误．
4. 超强台风利奇马于2019年8月10日1时45分许在我国浙江省温岭市城南镇沿海登陆，登陆时其中心附近最大风力达到16级（52 m/s），对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力（空气的压力）与风速（空气流动速度）大小关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v关系式为（ ）
A. F＝ρSvB. F＝ρSv2C. F＝ρSv3D. F＝ρSv3
【答案】B
【解析】
【详解】设风与建筑物的作用时间为t，则在该时间内，与建筑物作用的空气质量为
根据动量定理得
解得
F＝ρSv2
5. 有一条窄长小船停靠在湖边码头，某同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他首先使船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，然后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有
Mv0=mv
即
Md=m（L－d）
解得船的质量为
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
6. 装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示，将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动，若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相平衡的位置，取竖直向上为正方向，开始计时时向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，在平衡位置上方为正向最大位移，之后位移—时间关系图像是余弦曲线。
故选D。
7. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. 质点的振动频率为4Hz
B. 在10s内质点经过的路程是10cm
C. 在和两时刻质点的位移大小相等
D. 在和两时刻质点的速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．质点的振动周期为T=4s，所以振动频率为
故A错误；
B．因为
所以在10s内质点经过的路程是
故B错误；
CD．根据简谐运动图像的对称性可知，在和两时刻，质点的位移大小相同，速度大小相同、方向相反，故C正确，D错误。
故选C。
8. 高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A. ＋mgB. －mg
C. ＋mgD. －mg
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有
即在产生拉力瞬间速度为
之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得
联立解得
故选A。
【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向。
9. 关于单摆，下列说法正确的是（ ）
A. 将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变小
B. 将单摆摆角从4°改为2°，单摆的周期变小
C. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大
D. 当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．将单摆由沈阳移至广州，因重力加速度减小，根据
可知，单摆周期变大，A错误；
B．单摆的周期与摆角无关，将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期不变，B错误；
CD．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大，有向心加速度，所受合力不为零，C正确，D错误；
故选C。
10. A、B两球沿同一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图线，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图线，若A球质量是，则由图像判断下列结论正确的是（ ）
A. 碰撞前、后A球的动量变化量为6kg·m/s
B. 碰撞时A球对B球的冲量为－6N·s
C. A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/s
D. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J
【答案】D
【解析】
【详解】A．x-t图像的斜率表示速度，所以碰撞前、后，A球的速度分别为
所以碰撞前、后A球的动量变化量为
故A错误；
B．碰撞前B球的速度为
设B球质量为m′，根据动量守恒定律有
解得
根据动量定理可知，碰撞时A球对B球的冲量为
故B错误；
C． A、B两球碰撞前的总动量为
故C错误；
D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为
故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题~第15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，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
11. 如图，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。
（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________。
A．可选用半径不同的两小球
B．选用两球的质量应满足m1>m2
C．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放
D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间
（2）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________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放的高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平射程
（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时，先将入射球m1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。然后把被碰小球m2静止放在轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。
还要完成的必要步骤是__________。（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（4）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，那么还应该满足的表达式为______________[用（2）中测量的量表示]。
【答案】 ①. BC ②. C ③. ADE ④. m1·OP＝m1·OM＋m2·ON ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] A．为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等。故A错误；
B．为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大。故B正确；
C．小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，所以入射球必须从同一高度释放。故C正确；
D．小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间。故D错误。
故选BC
(2)[2]小球离开轨道后做平抛运动，由
知
即小球的下落时间相同，则由
知初速度可用平抛运动的水平射程来表示，故C正确，AB错误。
故选C。
(3)[3]本实验要验证的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP，因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们的水平射程OM和ON，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H。故应完成的步骤是ADE。
(4)[4]根据平抛运动规律可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则
，，
而动量守恒表达式是：m1v0＝m1v1＋m2v2
若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式m1·OP＝m1·OM＋m2·ON即可。
[5]若为弹性碰撞，则碰撞前后系统机械能守恒，则有
即满足关系式
12. 按如图装置利用单摆测量重力加速度。实验中测得摆线长度为，摆球直径为，摆球完成次全振动所需时间为，取，求当地重力加速度的大小．（保留3位有效数字）
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】摆球的振动的周期为
摆长为
根据
解得
13. 如图所示，光滑水平桌面上一只质量为5.0kg的保龄球，撞上一只原来静止，质量为1.5kg的球瓶。此后球瓶以3.0m/s的速度向前飞出，而保龄球以2.0m/s的速度继续向前运动，假设它们相互作用的时间为0.05s。求：
（1）碰撞前保龄球的速度；
（2）碰撞时保龄球与球瓶间的相互作用力的大小；
（3）通过计算判断该碰撞是否为弹性碰撞。
【答案】（1）；（2）；（3）不是弹性碰撞
【解析】
【详解】（1）设碰撞前保龄球的速度为v1，根据动量守恒定律有
解得
（2）设碰撞时保龄球与球瓶间的相互作用力的大小为F，对球瓶根据动量定理有
解得
（3）保龄球和球瓶组成的系统初、末动能分别为
因为，所以该碰撞不是弹性碰撞。
14. 如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移x随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。
（1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；
（2）求出小球在0～15s内运动的总路程和15s时刻所在的位置；
（3）小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为8cm，求此时小球加速度的大小。
【答案】（1） ；（2）30cm，在平衡位置；（3）2m/s2
【解析】
【详解】（1）由振动图象可知振子的振幅
A=2cm
周期
T=4s
则
则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为
（2）因为
则小球在0～15s内运动的总路程为
t=15s时刻小球的位置坐标
x=0
即小球在平衡位置处。
（3）小球静止时处于平衡状态，有
解得
根据牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，一质量的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量，停在木板B的左端。质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力，已知物块A、木板B间的动摩擦因数，。
（1）求小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；
（2）求小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；
（3）为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少为多长？
【答案】（1）；（2）；（3）1m
【解析】
【详解】（1）小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，设小球的速度大小为v1，根据机械能守恒定律有
解得
（2）小球与物块A碰撞后瞬间，设小球的速度大小为v2，根据机械能守恒定律有
解得
小球与物块A碰撞后瞬间，设物块A的速度大小为vA，根据动量守恒定律有
解得
（3）假设物块A和木板B达到共同速度为v时，A恰好滑至B的右端，此时木板B的长度最短，设为l，根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系有
解得