2024~2025学年江苏省南通市高二(上)10月调研测试物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年江苏省南通市高二(上)10月调研测试物理试卷(解析版)，共14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。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 图为某质点做简谐运动的振动图像，由图像可知（ ）
A. 振幅为8cm
B. 周期为0.9s
C. 初相位为
D. 时振动方向沿x轴正方向
【答案】C
【解析】AB．由质点的振动图像可知，振幅为
周期
故AB错误；
C．设该质点的振动方程为
其中
当时
解得，初相位为
故C正确。
D．由图可知，时质点从平衡位置向负向振幅位置振动，故振动方向沿x轴负方向，故D错误。
故选C。
2. 用如图所示的实验装置测定重力加速度，实验操作中正确的是（ ）
A. 摆线上方要缠绕在铁架台的横杆上，确保摆线不松动
B. 释放小球时应使摆线与竖直方向夹角大些
C. 实验过程中只要摆线不触碰到实验桌即可进行测量
D. 当摆球稳定后，摆球经过最低点位置开始计时
【答案】D
【解析】A．确保摆线不松动，摆线上方应用铁夹固定，不能缠绕在铁架台的横杆上，故A错误；
B．释放小球时应使摆线与竖直方向夹角小一些，使得小球做简谐运动，故B错误；
CD．当摆球稳定后，在摆球经过最低点位置开始计时，而不是只要摆线不触碰到实验桌即可进行测量，故C错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，在码头和船边悬挂有旧轮胎，船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是（ ）
A. 可以增大船与码头间的作用力
B. 可以增大船停靠过程的时间
C. 可以增大船停靠过程中的动能变化量
D. 可以增大船停靠过程中的动量变化量
【答案】B
【解析】AB．轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用力，A错误，B正确；
CD．轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，动能变化也相同，CD错误；
故选B。
4. 简谐运动中，下列各组物理量方向始终相反的是（ ）
A. 回复力与位移B. 位移与速度
C. 加速度与速度D. 回复力与速度
【答案】A
【解析】根据
可知，回复力F与位移x方向始终相反，而位移与速度、加速度与速度、回复力与速度均可能相同，可能相反。
故选A。
5. 如图所示，质量不等的甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲用力推乙，两人向相反的方向滑去。则（ ）
A. 甲对乙的作用时间大于乙对甲的作用时间
B. 甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
C. 甲、乙两人的动量变化量大小相等
D. 甲、乙两人的动能变化量相等
【答案】C
【解析】AB．根据牛顿第三定律知，有甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力，且作用时间相等，故A错误，B错误；
C．甲乙组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒定律知，甲乙的动量变化量大小相等，方向相反，故C正确；
D．由公式
甲乙动量大小相同，但甲乙质量不等，所以甲的动能与乙的动能不相等，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，在一条张紧的绳子上挂着a、b、c、d四个摆球，让c摆先振动，其余各摆在c的驱动下也逐步振动起来。用手使c静止，然后再松手，则（ ）
A. 摆球b、d的振动周期相同B. 摆球c将一直保持静止
C. 摆球a的振幅会逐渐减小直至静止D. 摆球b自始自终不振动
【答案】C
【解析】AD．由题意，让c摆先振动，其余各摆在c的驱动下做受迫振动也将逐步振动起来,且它们的振动周期均等于c的振动周期。用手使c静止，驱动力消失，然后再松手，根据，可知由于a、b、d三个摆球各自的摆长不同，所以各自摆动的周期不同，故AD错误；
B．由于c松手后，a、b、d三个摆球仍然在摆动，通过绳子对c提供驱动力，所以c将摆动，不可能一直保持静止，故B错误；
C．由图可知，由于摆球a做受迫振动时的摆长与c摆球的摆长最接近，所以可知a做受迫振动时的振幅最大。用手使c静止，然后再松手，a在其他摆球的影响下，将做阻尼振动，振幅将会逐渐减小直至静止。故C正确。
故选C。
7. 心电图仪甲通过一系列的传感手段，可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上。一台心电图仪测得待检者心电图如图乙所示。医生测量时记下被检者的心率为60次/min，则这台心电图仪输出坐标纸的走纸速度大小为（ ）
A. 20mm/sB. 25mm/sC. 30mm/sD. 60mm/s
【答案】B
【解析】心脏每次跳动的时间间隔为
所以坐标纸的走纸速度大小为
故选B。
8. 图甲中，一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动，小鸟振动的图像如图乙所示，速度向下为正。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻小鸟的速度方向向上
B. 时刻树枝对小鸟弹力最大
C. 时刻小鸟的加速度最大
D. 时刻小鸟处在最低点
【答案】C
【解析】A．根据图乙可知，时刻，速度为正，由于速度向下为正方向，所以小鸟的速度方向向下，故A错误；
B．t1时刻小鸟速度最大，此时小鸟受力平衡，即所受弹力等于重力，此后小鸟向下做减速运动，树枝对其弹力逐渐增大，故t1时刻，树枝对其弹力未达到最大，故B错误；
C．时刻小鸟的速度为0，这一瞬间停止了向下的运动，即将向上运动，根据简谐运动的特征可知，此时加速度方向向上，达到最大值，故C正确；
D．时刻小鸟向上运动到了最大速度后向上做减速运动，故此时在平衡位置处，不是最低点，故D错误。
故选C。
9. 如图所示，一物块栓接在竖直轻弹簧上处于静止状态，现对物块施加一竖直向上拉力，物块缓慢上升。当弹簧恢复原长时，撤去拉力。下列说法正确的是（ ）
A. 物块上升过程中，弹簧的弹力大小不变
B. 物块上升过程中，弹簧弹力的冲量为零
C. 撤去拉力后，物块加速度的最大值为g
D. 撤去拉力后，弹簧对物块的作用力有可能向下
【答案】C
【解析】A．物块上升过程中，弹簧形变量变小，弹簧的弹力变小，故A错误；
B．根据冲量的计算公式可知，物块上升过程中，弹簧弹力的冲量不为零，故B错误；
CD．当弹簧恢复原长时，撤去拉力，因物体缓慢运动可认为物体此时速度为零，则以后的运动为将一个物块轻轻的放在弹簧上，此时为运动的最高点，则此时物块的加速度为g，由对称性可知物体向下运动的最大加速度也为g，故C正确，D错误；
故选C。
10. 如图所示，一水平弹簧振子在P、Q间做简谐运动，振幅为A，取平衡位置O处为原点，向右为正，则图中表示振子速度v与振动位移x关系的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据能量守恒，结合数学知识可知，速度与位移的关系是一个椭圆，故选D。
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. 某同学利用如图所示装置验证碰撞过程动量守恒，已知弹簧的弹性势能为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。
实验步骤如下：
a．两压力传感器上分别固定轻质短弹簧，将压力传感器固定在气垫导轨两端；
b．将滑块静止地放在气垫导轨上，当气垫导轨充气时，发现滑块向左端滑动，要调节气垫导轨水平，需使气垫导轨的________（选填“左侧”或“右侧”）调高些；
c．气垫导轨调节水平后，将粘有少量橡皮泥的滑块A静置在气垫导轨上，将同样的滑块B放在气垫导轨上并压紧右侧的弹簧，从压力传感器上读出弹力：
d．由静止释放滑块B，B与A碰撞后连在一起向左运动，并与左侧的弹簧碰撞，从左侧压力传感器上读出弹力最大值。
结合实验步骤，回答以下问题：
（1）设滑块B与A碰撞之前的速度为，则与的关系为________；
A．B．C．
（2）若两滑块碰撞前后动量守恒，则应满足的表达式为________；
A．B．C．
（3）若滑块A上没有粘上橡皮泥，忽略B与A碰撞过程中的动能损失，则碰后A压缩左端的弹簧，左端压力传感器的读数=________（用表示）；
（4）实验中没有考虑A上橡皮泥的质量，会影响实验的精确度，请给出实验改进建议________。
【答案】左侧 （1）A （2）B （3） （4）在滑块B上粘有同样质量的橡皮泥
【解析】b．[1]将滑块静止地放在气垫导轨上，当气垫导轨充气时，发现滑块向左端滑动，说明导轨右侧偏高，要调节气垫导轨水平，需使气垫导轨左侧调高些；
（1）[2]设滑块质量为，B与A碰撞之前的速度为，则有
根据能量守恒定律有
联立可得
故选A。
（2）[3]由题意，根据（1）问分析，同理可得出两滑块碰后的速度大小为
若两滑块碰撞前后动量守恒，则满足的表达式为
可得
故选B。
（3）[4]若滑块A上没有粘上橡皮泥，忽略B与A碰撞过程中的动能损失，则
求得
，
即两滑块碰后，发生速度交换。则碰后A压缩左端的弹簧，左端压力传感器的读数
（4）[5]实验中由于A上有橡皮泥，使得两滑块的质量不相等，在没有考虑A上橡皮泥的质量时会影响实验的精确度。为了提高实验的精确度，可以在滑块B上粘有同样质量的橡皮泥，这样就能保证两滑块的质量相等。
12. 火车在铁轨上行驶，每经过一次接轨处会受到一次震动，使得车厢在弹簧上上下振动。弹簧自由振动n=30个周期，所用时间为t=60s，当火车以v=50m/s的速率行驶时，车厢的振幅最大。求：
（1）弹簧自由振动的圆频率ω；
（2）相邻两个接轨处的长度x。
【答案】（1）πrad/s （2）100m
【解析】（1）根据题意可得，弹簧振动的周期为
所以
（2）当火车以v=50m/s的速率行驶时，车厢的振幅最大，则
13. 如图所示，一单摆的摆长为l，摆球质量为m，最低点A处固定一竖直挡板。将摆球从A点拉至B点，OB与竖直方向夹角为θ（），从B点无初速释放摆球。摆球与挡板发生弹性正碰，碰撞时间极短。摆球从B点开始释放到第一次回到B点经历的时间为t。求：
（1）摆球撞击挡板的速度大小v；
（2）摆球运动至最低点时摆线上的拉力大小F；
（3）当地的重力加速度大小g。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）摆球从B点开始释放到运动到最低点的过程，根据动能定理可得
解得
（2）在最低点，根据牛顿第二定律可得
所以
（3）根据单摆的周期公式
所以
14. 如图所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B间用橡皮筋连接，A的质量为2m，B的质量为m。开始时橡皮筋松弛，B静止。当给A向右的初速度v0，一段时间后，B与A发生碰撞并粘在一起。橡皮筋始终在弹性限度内。求：
（1）AB间距离最大时，B的速度大小v；
（2）橡皮筋最大的弹性势能Ep；
（3）全过程橡皮筋对B的冲量大小I。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）当AB间距离最大时，二者速度相同，根据动量守恒定律可得
所以
（2）当AB速度相同时，弹簧的弹性势能最大，所以
解得
（3）根据动量定理，全过程橡皮筋对B的冲量大小为
15. 如图所示，固定斜面体上有两段倾角均为平行斜面ab和cd，其中cd段足够长。L形滑板B恰好静止在cd段的最上端，其上表面与ab齐平，B的质量为9m，其上表面长度为0.2l。在斜面ab上距离b点l处由静止释放小滑块A，A质量为m，A与斜面ab段及与B的上表面间的动摩擦因数均为，A与B下端挡板间碰撞过程无机械能损失，且碰撞时间极短，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度为g。求：
（1）A在斜面ab段下滑过程中，支持力的冲量大小I；
（2）A与B下端挡板第一次碰撞后瞬间，B的速度大小；
（3）A和B下端挡板碰撞的总次数n。
【答案】（1） （2） （3）1
【解析】（1）A在斜面ab段下滑过程中，支持力
根据牛顿第二定律
解得
设ab段下滑时间为，根据运动学规律
解得
故支持力的冲量大小
（2）L形滑板B恰好静止在cd段的最上端，则有
解得
滑块A滑上滑板B时，对B分析可知
故滑板B静止不动，滑块A从静止到与滑板碰撞前，根据动能定理有
解得
碰撞过程中机械能守恒、动量守恒
解得
（3）A与B下端挡板第一次碰撞后，若两者不分离，系统沿斜面方向动量守恒。当两者共速时，A与B下端挡板最远，根据系统动量守恒
解得
设第一次碰撞后至经历的时间为，滑块A做匀变速直线运动
根据牛顿第二定律
解得
由图像可得A与B的最大距离
解得
故滑块A会从挡板的上端滑出，故A和B下端挡板碰撞的总次数为