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

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 N

C. 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

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.

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mv

B. 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s

B. 碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8Ns

C. B球的质量mB = 4kg

D. 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 N

C. 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mv

B. 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s

B. 碰撞过程中A球受到的冲量为 - 8Ns

C. B球的质量mB = 4kg

D. 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s

ABC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。