江苏省泰州中学2023-2024学年高二上学期第二次质量检测物理试卷(含答案)

这是一份江苏省泰州中学2023-2024学年高二上学期第二次质量检测物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是( )
A.B.C.D.
2、下列说法中正确的是( )
A.两列波叠加时，在某一时刻，振动加强的质点的位移总是最大值
B. 绕正在发声的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象
C. 声波的频率越高，它在空气中传播的速度越大
D. 若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率小于声源发出声波的频率
3、如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车. 初始时，人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法中正确的是( )
A.人、车和锤子组成的系统动量守恒
B.人、车和锤子组成的系统机械能守恒
C.连续敲打可使小车持续向右运动
D.当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零
4、如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中a摆和c摆的摆长相同。当a摆振动的时候，其余各摆在a摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b摆的振动图象如图乙所示. 下列说法中正确的是( )
A.稳定时b摆的振幅最大
B.稳定时b摆的周期最大
C.由图乙可以估算出b摆的摆长
D.由图乙可以估算出c摆的摆长
5、如图甲，将一轻弹簧与小球组成的弹簧振子竖直悬挂，上端装有一记录弹力的拉力传感器。当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图乙所示.已知弹簧的劲度系数，g取，.下列说法正确的是( )
A.0~2s时间段内，弹簧的弹力对小球的冲量大小为
B.时小球的加速度为0
C.小球的质量为2kg
D.小球的振幅为0.2m
6、沿海属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为24.5m/s~28.4m/s，16级台风的风速范围为51.0m/s~56.0m/s。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )
A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍
7、甲、乙两球在水平光滑轨道上同方向运动，已知它们的动量分别是，，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为，则两球质量与。间的关系可能是( )
A.B.C.D.
8、质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示. 已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取。则( )
A.6s时物块的速度为零
B.6s时物块回到初始位置
C.3s时物块的动量为
D.0~6s时间内F对物块所做的功为40J
9、如图(a)所示，在某均匀介质中处有相距的两个沿y方向做简谐运动的点波源。两波源的振动图象分别如图(b)和图(c)所示.两列波的波速均为 2m/s，P点为距为5m的点，则( )
A.两列简谐波的波长均为2m
B.P点的起振方向向上
C.P点为振动加强点，若规定向上为正方向，则时P点的位移为6cm
D. 之间(不包含两点)，共有6个振动减弱点
10、质量相同的甲、乙两小球（视为质点）以不同的初速度竖直上抛，某时刻两球发生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线，其中虚线关于左右对称，实线两个顶点的纵坐标相同，若小球运动中除碰撞外仅受重力，则( )
A.时刻，甲的速率大于乙的速率
B.碰撞前后瞬间，乙的动量不变
C.碰撞前后瞬间，甲的动能不变
D.碰撞后甲的机械能大于乙的机械能
二、计算题
11、如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。
（1）写出这列波的波速表达式；
（2）若波速大小为74m/s，波的传播方向如何?
12、一列简谐横波沿方向传播，时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，时刻该波刚好传播到B点，质点A的振动图象如图乙所示，则：
（1）该波的传播速度是多大?
（2）时，质点A的位移大小为多少?
（3）经过多长时间质点Q第二次到达波谷?
13、如图甲所示，物块A、B的质量分别是和。用轻质弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C从时以一定速度向右运动，在时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的图象如图乙所示。求：
（1）物块C的质量；
（2）4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I
（3）物体B离开墙壁后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能
14、如图所示，装置的左边是光滑水平台面，一水平轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的物块A。装置的中间是始终在以的速度顺时针转动的水平传送带，它与左边的台面等高并平滑对接，它也与右边的倾角的光滑斜面平滑对接。物块A静止在其平衡位置，此处距传送带左端。质量的物块B从斜面上距水平台面高处由静止释放，已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，传送带的长度为。物块A、B都可视为质点，A、B发生的每次碰撞都是弹性正碰且碰撞时间极短，取，求：
（1）物块B与物块A第一次碰撞前瞬间，B的速度大小；
（2）物块B与物块A第一次碰撞后，B返回斜面相对水平台面能上升的最大高度；
（3）如果物块A每次被B碰撞后，会在外力帮助下静止在其平衡位置等待B的再次碰撞，当物块B在传送带上第一次对地速度减为零时，物块B从开始到此时相对于地面运动的总路程s多大。
三、实验题
15、某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示)，已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°。
（1）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图乙所示，则摆球直径________cm；
（2）摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数，当时刚好停表.停止计时的秒表读数如图丙所示，则秒表读数是______s，由此可以计算出单摆摆动周期_______s(结果保留三位有效数字)；
（3）用单摆的周期公式计算重力加速度时，如果测量值小于真实值，可能原因是________；
A.把次全振动的时间误当成N次全振动的时间
B.计时开始时，秒表启动稍晚
C.将摆线长当成了摆长
D.测量摆长时摆线拉得过紧
（4）正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出与L的关系图线，如图丁所示：
由图线算出重力加速度的大小________(保留3位有效数字，计算时取9.86).
参考答案
1、答案：C
解析：AB.弹簧振子无论是在水平方向还是竖直方向的振动都是简谐振动，因都满足关系，选项AB不符合题意；
C.小球在斜面上的往复运动，回复力总是不变，则不满足关系，则不是简谐振动，选项C符合题意；
D.物体在水面上振动时，平衡位置满足
当物体在平衡位置以下x位置时受回复力为
即满足关系，则是简谐振动，选项D不符合题意。
故选C。
2、答案：B
解析：A.振动加强的质点的位移并不是一直为最大值，两波平衡位置叠加时，位移为零，故A错误；
B.因为音叉的两个震动片材质可以看做近似相同，所以它们发出的波的频率也可以近似看做相同。如果空间中某一点到两个震动片的距离之差等于音叉发出声波波长的奇数倍此处为减弱区；如果是偶数倍就是加强区；而.区和减弱区是呈环状向空间辐射分布的，且在同一半径范围内是间隔分布的。所以绕一周会听到忽强忽弱的声音，这是波的干涉现象，故B正确；
C.机械波的传播速度由介质决定，所以不同频率的声波，在空气中传播的速度相同，故C错误；
D.根据多普勒效应，若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，故D错误。
故选B。
3、答案：D
解析：A.在锤子的连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，所以系统的动量不守恒，故A错误；
B.由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，故B错误；
C.把人、铺子和车子看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统水平方向的总动量为零，锤子向左运动时，车子向右运动，锤子向右运动时，车子向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动，故C错误；
D.当锤子速度方向竖直向下时，水平方向动量为零，系统水平方向不受外力水平方向动量守恒，则此时人和车水平方向的总动量也为零，故D正确。
故选D。
4、答案：D
解析：A、a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c两个摆施加周期性的驱动力，使b、c两个摆做受迫振动，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，所以c摆发生了共振，c摆的振幅是最大的，故A错误；
B、b、c两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，都等于a摆的频率，则两摆的周期相同，都等于a摆的周期，因为，所以c摆和a摆的周期也都为，故B错误；
C、由于b摆做受迫振动，所以其固有频率未知，即固有周期未知，所以无法求得b摆的摆长，故C错误；
D、根据单摆的周期公式，由于a摆提供的驱动力的周期和c摆的固有周期相同，结合图乙所可以估算出c摆的摆长，故D正确。
故选：D。
5、答案：A
解析：
6、答案：B
解析：设空气的密度为ρ，台风迎面垂直吹向的固定的交通标志牌的横截面积为S，在时间内吹向交通标志牌的空气质量，假定台风迎面垂直吹向固定的交通标志牌的末速度变为零，对风，由动量定理有，可得，10级台风的风速，16级台风的风速，则有，故B正确，A、C、D错误。
7、答案：B
解析：
8、答案：D
解析：A.物块的速度大小为物体受的摩擦力为
在0~3s时间内物体加速，加速度为
3s后减速运动，设3s后再经过时间速度减为零，则
解得
即在时刻物体的速度减为零，然后反向加速运动，加速度，则时的速度为
选项A错误；
C.3s时物块的动量为
选项C错误；
BD.0~3s内物块沿正方向做匀加速直线运动，其位移大小为
减速1s的位移
反向加速2s的位移
则时物体还没有回到出发点，0~6s时间内F对物块所做的功为
故B错误，D正确。
故选D。
9、答案：C
解析：A.两列简谱波的波长均为
故A错误：
B.因，起振方向向下，由图可知，波源，形成的波首先传到P点，则B点的起振方向向下，故B错误；
C.P点到两波源的距离之差为2m，等于半波长的奇数倍，因两波源的振动方向相反，可知P点为振动加强点，由形成的波传到P点的时间为
时由在P点引起振动的位移为4cm；同理，由形成的波传到P点的时间为3.5s，时由在P点引起振动的位移为2cm，则时P点的位移为6cm，故C正确；
D.、之间（不包含、两点），共有个振动减弱点（到两波源的距离之差为半波长的偶数倍），分别在距离S，为2m、4m、6m、8m、10m的位置，故D错误。
故选C。
10、答案：C
解析：A.根据位移图象斜率表示速度可知，时刻，甲的速率小于乙的速率，故A错误；
BC.根据甲乙两球位移图象可知，碰撞前后瞬间，两球交换速度，方向反向。根据题述，虚线（乙的位移图象）关于左右对称，所以碰撞前后瞬间，乙的动量大小不变，方向变化，甲的动能不变，故B错误C正确；
D.根据题述，实线两个顶点的纵坐标相同，可知碰撞后甲的机械能与乙的机械能相等，故D错误。
故选C。
11、答案：（1）（2）向左
解析：（1）由题图可知
当波向右传播时，在时间内波传播的距离为
波速为
当波向左传播时，在时间内波传播的距离为
波速为
（2）若波速大小为74m/s，在时间内波传播的距离为
因为
所以波向左传播。
12、答案：（1）25m/s（2）（3）3.8s
解析：（1）由乙图可知，质点的振动周期为，由甲图可知，波长，则波速
（2）由题图可知，振幅，周期，圆频率，初相，则质点A的位移的函数表达式为，当时，质点A的位移
（3）质点P、Q平衡位置之间的距离为，由，解得，即经过3s质点Q第一次到达波谷，经过3.8s质点第二次到达波谷。
13、答案：（1）2kg（2）36N（3）9J
解析：（1）由题图乙知，C与A碰前速度， 碰后速度，C与A碰撞过程动量守恒，则解得C的质量
（2）取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小
（3）时，B离开墙壁，此时A、C的速度大小，之后，A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，解得B离开墙壁后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能，。
14、答案：（1）6m/s（2）0.25m（3）11.83m
解析：（1）B从斜面滑下过程机械能守恒，，解得B滑上传送带瞬间。B滑上传送带做匀减速运动，。解得B滑过传送带与A碰前瞬间的速度
（2）A、B发生弹性碰撞，动量守恒、机械能守恒，碰后B的速度为，A的速度为。
联立两式解得，即
物块B以3m/s的速度返回到传送带上做匀减速运动直到最右端，则，解得。
故此次在传送带上向右一直做匀减速运动，则得
（3）物块B上升后再返回传送带右端时，速度大小为滑上传送带，减速至左端，，得。
物块B与A第二次发生弹性碰撞，碰后速度
返回传送带后向右匀加速运动，得
故运动x后匀速运动至右端，以初速度大小滑上斜面，
则，得
再次返回匀减速运动至传送带左端时恰好对地速度为零，则物块B从开始到此时对地总路程得。
15、答案：（1）1.87（2）75.2s；2.51s（3）AC（4）9.86
解析：（1）根据游标卡尺的读数原理可知摆球直径为
（2）秒表的读数为
单摆摆动周期为
（3）A.根据单摆周期的表达式
得
把次全振动的时间误当成N次全振动的时间，周期偏大，所以重力加速度的测量值偏小，故A正确；
B.计时开始时，秒表启动稍晚，所得周期偏小，重力加速度的测量值偏大，故B错误；
C.将摆线长当成了摆长，摆长偏小，重力加速度测量值偏小，故C正确；
D.测量摆长时摆线拉的过紧，摆长偏大，重力加速度测量值偏大，故D错误。
故选AC。
（4）根据单摆周期的表达式
得
所以图象的斜率为
解得