2022-2023学年安徽省定远中学高二下学期4月摸底物理试题 解析版

2022-2023学年下学期高二4月摸底

物理试题

一、单选题（本大题共7小题，共28分）

1.  一小球从水平地面上方无初速释放，与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变，下列说法正确的是(    )

A. 上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量
B. 小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零
C. 下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功
D. 从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功

2.  一列简谐波沿轴正方向传播，时波形如图所示已知在末，点恰第四次图中为第一次出现在波峰，则下列说法正确的是
 

A. 波的周期是 B. 波传播到点需要
C. 点开始振动时速度方向是向上的 D. 点在末第一次出现在波谷

3.  年月日时分，天舟五号与空间站天和核心舱成功对接，此次发射任务从点火发射到完成交会对接，全程仅用个小时，创世界最快交会对接纪录，标志着我国航天交会对接技术取得了新突破。在交会对接的最后阶段，天舟五号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使天舟五号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是(    )

A. B.
C. D.

4.  如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的倍，弹簧振子做简谐运动的周期，式中为振子的质量，为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中 (    )

A. 甲的振幅大于乙的振幅 B. 甲的振幅小于乙的振幅
C. 乙的最大速度是甲的最大速度的倍 D. 甲的振动周期是乙的振动周期的倍

5.  某回旋加速器的示意图如图，两个半径均为的形盒置于磁感应强度大小为的匀强磁场中，并与高频电源两极相连，现对氚核加速，所需的高频电源的频率为。已知氚核的电量为元电荷。下列说法正确的是 (    )
 

A. 形盒可以用玻璃制成
B. 氚核的质量为
C. 高频电源的电压越大，氚核从处射出的速度越大
D. 若对氦核加速，则高频电源的频率应调为

6.  如图所示，理想变压器的原线圈接有保险丝，其熔断电流为，副线圈接有阻值为的定值电阻、铭牌上标有“”字样的灯泡以及最大阻值为的滑动变阻器。现在原线圈的间接如图所示的交流电源，当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是 (    )

A. 原线圈两端输入的交变电压为
B. 理想变压器原、副线圈的匝数比为
C. 若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，灯泡变亮
D. 若持续向下移动滑动变阻器的滑片，变压器的输入功率变大，可能会使熔断器熔断

7.  如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是(    )

A. 两个单摆的固有周期之比为
B. 若两个受迫振动在地球上同一地点进行，则两个摆长之比
C. 图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为
D. 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线

二、多选题（本大题共3小题，共12分）

8.  电荷量分别为和的点电荷分别固定在间距为的、两点，如图甲所示，过、两点连线的中点作垂线，并以点为圆心、为半径作圆，与分别相交于、点，与的垂线相交于点，下列说法正确的是 (    )

A. 圆上任意直径的两端点的电场强度大小相等、方向相反
B. 圆上任意直径的两端点的电势相等
C. 负电荷在点的电势能小于它在点的电势能
D. 将正点电荷沿圆弧从点移动到点与从点移动到点，电场力做功相等

9.  如图所示，两光滑导轨相距为，倾斜放置，与水平地面夹角为，上端接一电容为的电容器。导轨上有一质量为长为的导体棒平行地面放置，导体棒离地面的高度为，磁感强度为的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直，开始时电容器不带电。将导体棒由静止释放，整个电路电阻不计，则 (    )
 

A. 导体棒先做加速运动，后作匀速运动
B. 导体棒一直做匀加速直线运动，加速度为
C. 导体棒落地时瞬时速度
D. 导体棒下落中减少的重力势能大于增加的动能，机械能不守恒

10.  带有光滑圆弧轨道，质量为的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一个质量也为的小球以速度水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则(    )

A. 小球返回车的左端时，速度为零
B. 小球返回车的左端时，速度为
C. 小球上升到最高点时，小车的速度为
D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为

三、实验题（本大题共2小题，共14分）

11.  （6分）某同学用如图所示的装置，通过半径相同的，两球的碰撞来验证动量守恒定律。

实验中必须要求的条件是(    )

A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B.斜槽轨道末端的切线必须水平

C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？

A.水平槽上未放球时，测量球落点位置到点的距离

B.球与球碰撞后，测量球落点位置到点的距离

C.测量球或球的直径

D.测量球和球的质量或两球质量之比

E.测量点相对于水平槽面的高度

答：___________填选项号。

某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量和被碰小球质量之比为______。

12.  （8分）用单摆测定重力加速度的实验。

测出单摆的摆长及单摆完成次全振动所用的时间，则重力加速度______用、、表示；

某同学在一次实验中，用秒表记下了单摆振动次的时间如图甲所示，由图可读出时间为______；
 

某同学测得的加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______；

A.测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长

B.摆线上端未牢固地固定于悬点，摆动中出现松动，使摆线越摆越长

C.测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为了次全振动的时间，并由计算式求得周期

D.摆球的质量过大

三位同学用图象法处理数据，他们通过改变摆长，测得了多组摆长和对应的周期，并用这些数据作图像，做出的图线的示意图如图乙中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线，下列分析正确的是______。

A.出现图线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长

B.出现图线的原因可能是误将次全振动记为次

C.图线对应的值小于图线对应的值

D.通过对图线的正确处理同样可以得到较为准确的值

四、计算题（本大题共3小题，共34分）

13.  （10分）康乐棋是一种玩法类似桌球的非传统棋类游戏。如图所示，某次比赛时，母棋位于水平桌面上点，目标棋子位于点，洞口位于、连线延长线上的点，且、间距与、间距均为。比赛选手用旗杆撞击母棋，使母棋瞬间获得大小为的初速度，母棋运动至点与目标棋子发生对心正碰，碰后瞬间目标棋子速度大小为，之后目标棋子恰好落入洞中。已知两棋子质量均为且可看作质点，它们与桌面间动摩擦因数相同，重力加速度为。求：

棋子与水平桌面之间的摩擦因数；

母棋与目标棋子碰后瞬间，母棋的动能。

14.  （12分）简谐横波沿轴传播，、是轴上的两质点，如图甲是质点的振动图像，图乙中实线是时的波形曲线，质点位于处，虚线是经过时间后的波形曲线其中，图中两波峰间的距离，求：

波速大小和方向；

时间；

从实线时刻算起，质点第次到达所需时间。

15. （12分） 预测到年，我国将成为第一个在航空母舰上用中压直流技术的电磁弹射器实现对飞机的精确控制。其等效电路如图俯视图，直流电源电动势，超级电容器的电容，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距，电阻不计，磁感应强度大小的匀强磁场垂直于导轨平面向外。质量、的金属棒垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触，开关先接，使电容器完全充电，然后将接至，开始向右加速运动，导轨足够长。求：

  由静止开始运动的加速度大小；
  达到的最大速度。

答案和解析

1. 

解析：A、小球上升的过程中受到重力和空气的阻力，根据动量定理可知，小球上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力与重力的冲量的矢量和。故A错误；
B、小球与地面碰撞过程后，小球的速度与碰撞前速度的方向相反，速度的变化不等于，由动量定理可知，地面对小球的冲量不为零。故B错误；
C、小球下落的过程中受到重力和空气的阻力，所以下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力与阻力的合力做的功。故C错误；
D、从释放到反弹至速度为零过程中，只有重力和空气的阻力做功，小球的动能的变化为，所以小球克服空气阻力做的功等于重力做的功。故D正确。
故选：。  

2. 

解析：A.由题有：，得周期故A错误．
B.由图看出波长为，则波速为，波传播到点的时间为，故B错误．
C.波传播过程中，各个质点的开始振动方向与波图示时刻处质点的速度方向相同，根据波形平移法得知，处质点的速度方向向下，则点开始振动时速度方向也向下，故C错误．
D.当处波谷传到点时，点第一次出现在波谷，所用时间为故D正确．
故选D．  

3. 

解析：天舟五号喷气过程中，动量守恒，要追上空间站即天舟五号需要沿运行方向的速度变大，动量变大，则需要喷出的气体有与运动方向相反的动量，同时由于天舟五号速度变大后会做离心运动，则还需要喷出的气体有背离圆心方向的动量使天舟五号产生指向圆心方向的动量，故A正确，BCD错误。

4. 

解析：、线未断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即振幅一定相同，故AB错误；
C、当线断开的瞬间，弹簧的弹性势能相同，到达平衡位置后，甲乙的最大动能相同，由于甲的质量是乙的质量的倍，由知道，甲的最大速度一定是乙的最大速度的，即乙的最大速度是甲的最大速度的倍，故C正确；
D、根据，可知，甲的振动周期是乙的振动周期的倍，故D错误。  

5. 

解析：A.回旋加速器的由两个巨大的金属形盒构成，不能用玻璃，故A错误；
B.由题意可知，氘核的周期为：，解得其质量为：，故B错误；
C.当粒子射出磁场中，其半径最大，由洛伦兹力提供向心力可知，此时其速度最大，可得：，与加速电压无关，故C错误；
D.由于粒子在磁场中加速的周期与交流电的周期相同，故由粒子的周期表达式可知，若用同一回旋加速器加速氦核，其频率为：，而氚核的频率：，由二者的质量数与电荷数可得高频电源的频率应调为：，故D正确。
故选D。  

6. 

解析：由题图可知，原线圈两端的电压的最大值为，周期为，所以角速度为，则原线圈两端的交变电压为，故A错误；
B.灯泡正常发光时的电阻为，电流为，当滑动变阻器的滑片处在中点时接入电路的电阻为，根据并联电路的特点可知，通过电阻的电流为，所以变压器的输出电压的有效值为，而原线圈两端电压的有效值，则原副线圈的匝数比，故B错误；
C.若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，接入电路的电阻变小，则副线圈中的电流变大，电阻两端的电压增大，所以灯泡两端的电压减小，亮度变暗，故C错误；
D.若持续向下移动滑动变阻器的滑片，副线圈中的电流会持续增大，由可知输出功率变大，又，所以输入功率变大，原线圈中的电流也增大，因此可能超过熔断电流，熔断器可能会熔断，故D正确。故选D。

7. 

解析：A.由共振曲线及共振的条件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为和，周期之比，故A错误；
B.由单摆的周期公式，可知，故B错误；
C.由单摆的周期公式，可知，故C正确；
D.当摆长相等时，重力加速度越大，频率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，可知图线Ⅰ是月球上的单摆的共振曲线，故D错误。  

8. 

解析：

如图所示为等量异种点电荷的电场线和等势线分布图，据图可知、两点的电场强度大小相等、方向相同，点的电势高于点的电势，A错误，B错误；

C.沿着、的连线，负电荷从点移动到点的过程中，电场力做负功，电势能增大，又，故C正确；

D.由对称性可知，又，故，故D正确。故选CD。

9. 

解析：、设极短时间内电容器的带电量增加，
电路中电流：
由牛顿第二定律得
联立解得：，可知不变，因此，导体棒一直做匀加速直线运动，故A错误，B正确；
C、导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，由速度位移公式得：，解得：导体棒落地时瞬时速度，故C错误；
D、在导体棒运动过程中，重力做功把重力势能转化为动能，克服安培力做功，把重力势能转化为电场能，因此导体棒下落中减少的重力势能大于增加的动能，减少的重力势能转化为动能和电场能，机械能不守恒，故D正确。故选：。  

10. 

解析：设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒，得：
，
由机械能守恒得：，
联立解得：，，
即小球与小车分离后二者交换速度，即小球返回车的左端时，速度为零，故A正确，B错误；

当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为，
则：，解得：

根据能量守恒定律有：，
联立解得：，故CD正确。

11.；；：。 

解析：、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、为了使小球碰后不被反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；
D、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确。
故选：。
 小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，
如果碰撞过程动量守恒，则：，
两边同时乘以，则：，
，实验需要测量小球的质量、小球的水平位移，故选：；
碰撞过程系统动量守恒，需要满足：，
由图所示可知，，，，
代入：解得：：：。  

12.；；； 

解析：单摆的周期，由单摆周期公式，解得；

秒表表示读数内圈读数即，外圈读数，总读数为；

根据得重力加速度为。

A.测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误；

B.摆线上端未牢固地固定于点，振动中出现松动，使摆线变长，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B错误；

C.测量周期时，误将摆球次全振动的时间记成了次全振动的时间，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C正确；

D.所用摆球的质量过大，不影响重力加速度的测量，故D错误。
故选C。

根据得，，根据数学知识可知，图象的斜率，当地的重力加速度。

若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则，根据数学知识可知，对图象来说，与线斜率相等，两者应该平行，是截距；故做出的图象中线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，通过对图线的正确处理同样可以得到较为准确的值，故AD正确；

B.实验中误将次全振动记为次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率偏小。故B正确；

C.由图可知，图线对应的斜率偏小，根据图象的斜率当地的重力加速度可知，值大于图线对应的值。故C错误。故选ABD。

13.解：碰后，对目标棋子由动能定理得：，
解得：；
设母棋与目标棋子碰前瞬间速度为，由动能定理得：
，
设碰后瞬间母棋速度为，由碰撞过程动量守恒得：
，
碰后母棋动能大小，
联立得：。 

14.解：由图甲可知周期，且质点在时刻向下振动，由图乙可知，，且波向左传播；
故波速大小，方向沿轴负方向；
由波向左传播可知，时间波的传播位移为、、、
所以时间为：，、、、；
从此刻算起点的振动方程为

当质点第次到达时，
解得：

则质点第次到达时

解得：

15.解：由静止开始，通过金属棒的电流：
导体棒所受安培力：
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：；
完全充电后，电容器所带电荷量：
当速度最大时，感应电动势：
此时
对，由动量定理：
其中：
则：
代入数据解得：。