江苏省淮安市淮海中学2022-2023学年高二物理10月阶段考试试卷（Word版附解析）

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淮海学中学2022-2023学年度第一学期阶段考试高二物理试题第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f0B. 物体做受迫振动时的频率等于f0C. 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CC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＝ρSv B. F＝ρSv2 C. F＝ρSv3 D. 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＝ρSv25. 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4HzB. 在10s内质点经过的路程是10cmC. 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. ＋mg B. －mgC. ＋mg D. －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/sB. 碰撞时A球对B球的冲量为－6N·sC. A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/sD. 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>m2C．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hB．小球抛出点距地面的高度HC．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、m2B．测量小球m1开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE．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