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四川省眉山市仁寿一中南校区2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题(Word版附解析)
四川省眉山市仁寿一中南校区2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题(Word版附解析)
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仁寿一中南校区2022级高二上第二次质量检测一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.关于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是( )A.摆球经过平衡位置时所受合力为零B.只有在最高点时,回复力才等于重力和摆线拉力的合力C.摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比D.摆球在任意位置处,回复力都不等于重力和摆线拉力的合力【答案】B【解析】【详解】A.摆球经过平衡位置时回复力为0,但根据圆周运动的规律可知单摆此时所受合力不为零,故A错误;BD.根据牛顿第二定律可知,摆球在最大位移处时,速度为零,向心加速度为零,重力沿摆线方向的分力等于摆线对摆球的拉力,回复力才等于重力和摆线拉力的合力,在其他位置时,速度不为零,向心加速度不为零,重力沿摆线方向的分力小于摆线对摆球的拉力,回复力不等于重力和摆线拉力的合力,故B正确,D错误;C.摆球所受回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供,重力沿摆线方向的分力与摆线对摆球的拉力的合力提供向心力,所以摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小不成正比,故C错误。故选B。2.下列关于机械波说法正确的是( )A.质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波B.虽然在真空中质点间没有相互作用力,但是机械波还是能在真空中传播C.波在传播振动这种运动形式的同时,也可将信息传播出去D.波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程【答案】C【解析】【详解】A.质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作纵波,质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波,A项错误;B.正是因为真空中质点间没有相互作用力,一个质点的振动不会带动周围质点的振动,从而不能形成机械波,B项错误; C.波在介质中传播,不仅传播振动形式,而且能将能量和信息传播出去,C项正确;D.介质中的质点只是在各自的平衡位置两侧做周期性振动,并不随波迁移,D项错误。故选C3.如图所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O是平衡位置,把向右的方向选为正方向,以某时刻作为计时零点(t=0),经过周期,振子具有正方向的最大加速度,那么如图所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的图像是( )A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】因为经过周期时,振子具有正方向的最大加速度,由简谐运动的特征:可知,时振子位于负向最大位移处,说明t=0时刻振子的位移为0,且向负方向运动,故D正确,ABC错误。故选D。4.如图所示是两个理想单摆的振动图像,纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是( ) A.时,两单摆的回复力最大B.乙摆球在第1s末和第3s末速度相同C.甲、乙两个摆的摆长之比为D.甲摆球位移随时间变化的关系式为【答案】D【解析】【详解】A.时,两单摆处于平衡位置,该位置的回复力为零,A错误;B.乙摆球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反,B错误;C.由单摆的周期公式可知得甲、乙两个摆的摆长之比为C错误;D.由图可知,甲摆的振幅为,周期为,且零时刻位于平衡位置并开始向上运动,故甲摆球位移随时间变化的关系式为D正确。故选D。5.如图甲所示,在一条张紧的绳子上挂几个摆。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摆的振动图像如图乙。下列说法正确的是( ) 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【答案】D【解析】【分析】【详解】A.a与c的摆长接近,它们的固有频率接近,在a摆的驱动下,稳定时c摆的振幅最大,所以A错误;B.bc摆是在a摆的驱动下振动起来的,则b的周期等于外力周期,稳定时abc摆的周期都相同,所以B错误;CD.根据单摆的周期公式解得由图像可得a摆周期,则可以算出a摆的摆长,估算出c摆的摆长,所以C错误;D正确;故选D。6.一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2s时的波形如图(a)所示,x=2m处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是( ) A.m/sB.m/sC.m/sD.m/s【答案】A【解析】【分析】【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动;又因为该波向负方向传播,结合图a,利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍,即有(n=1,2,3……)而由图b可知该波的周期为T=4s;所以该波的波速为(n=1,2,3……)当n=3时可得波的速率为故选A。7.一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上,以绳中点为坐标原点,以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动,形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有( )A.两波源的起振方向相反,Q的传播速度小于2m/sB.t=4.5s时,坐标原点处质点位移为30cmC.两列波的频率均为2Hz,叠加区域有稳定干涉图样D.两波在t=3.5s时第一次相遇,相遇处质点位移为10cm【答案】B【解析】 【详解】A.P起振方向沿y轴负方向,而Q起振方向沿y轴正方向,因此起振方向相反,波速由介质决定的,因此两列波的速度相等,则Q的传播速度等于2m/s,选项A错误;B.t=4.5s时,两列波都向前传播了则P、Q的波峰传播到了坐标原点处,该质点位移为10cm+20cm=30cm选项B正确;C.由于波长两列波的速度相等,根据可知,因此两列波的频率均为0.5Hz,叠加区域有稳定干涉图样,选项C错误;D.两波第一次相遇时,有解得相遇处两列波都在平衡位置,因此质点位移为0,选项D错误。故选B。二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.在如图所示的轴上有M、N两质点,两点之间的距离为x=12m,已知空间的简谐横波由M向N传播,某时刻两质点的振动图像如图所示,已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是( )A.该简谐横波的传播周期为0.8sB.该简谐波的波长可能为48m C.0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cmD.该简谐横波的传播速度大小为12m/s【答案】AD【解析】【详解】A.根据图象可知该简谐横波的传播周期为0.8s,故A正确;BD.根据图象可知,M、N两点之间的距离与波长的关系为x=12m=(n=0,1,2,3…)所以波长(n=0,1,2,3…)因为8m<<10m,所以n=1,=9.6m该波的波速为故B错误,D正确;C.因为t=1.2s=T+,所以0~1.2s的时间内质点M点的路程为s=6A=60cm故C错误。故选AD。9.一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时,简谐波的波动图像可能正确的是( )A.B. C.D.【答案】AC【解析】【详解】由O点的振动图像可知,周期为T=12s,设原点处的质点的振动方程为则解得t=7s时刻因则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动,根据“同侧法”可判断若波向右传播,则波形为C所示;若波向左传播,则波形如A所示。故选AC。10.如图所示,实线是沿x轴传播一列简谐横波在时刻的波形图,处的质点P恰在平衡位置,虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是,则下列说法正确的是( )A.这列波沿x轴负方向传播B.质点P在时刻速度方向沿y轴正方向 C.质点P在时刻的位移为D.质点P在时间内经过的路程为【答案】BC【解析】【详解】A.由图可知波长12cm,若波沿x轴正向传播,则有(n=0,1,2,3...)解得v=0.4+0.6n(n=0,1,2,3...)若波沿x轴负向传播,则有(n=0,1,2,3...)解得v=0.2+0.6n(n=0,1,2,3...)已知该波的波速是1.0m/s,n取正整数,所以波只能沿x轴正向传播,故A错误;B.波沿x轴正向传播,根据带动法可判断质点P在t=0时刻速度方向沿y轴正方向,故B正确;C.根据可得T=0.12s在t=0.2s时波的方程为当x=0.04m时有质点P在t=0.2s时刻的位移为,故C正确;D.质点P在0~0.6s时间内经过,所以经过的路程为s=2A=22cm=0.04m故D错误。故选BC。第II卷(非选择题)请点击修改第II卷的文字说明三、实验题 11.在实验室里为了验证动量守恒定律,可以采用如图所示的装置。(1)若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为,则______A.,B.,C.,D.,(2)在本实验中,必须要遵循的要求有______A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每一次可以从不同高度由静止滚下D.碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行(3)设入射小球的质量为,被碰小球的质量为,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式______(用、及图中字母表示)成立,即表示碰撞中动量守恒。【答案】①.C②.BD##DB③.【解析】【详解】(1)[1]在实验中,入射小球和被碰小球要正碰,且入射小球不反弹,所以两个小球的半径必须相等,且入射小球的质量要大于被碰小球的质量。故选C。(2)[2]AB.要验证动量守恒定律,必须保证斜槽末端切线水平,但不需要光滑,故A错误,B正确;C.为了保证被碰小球的初速度相等,入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C错误;D.为保证碰撞以后的小球都能够做平抛运动,因此要求小球球心连线与轨道末端的切线平行,故D正确。故选BD。(3)[3]竖直方向上做自由落体运动,两球运动时间相同,如果动量守恒,则有 即所以12.小明利用单摆测量当地的重力加速度。(1)为了更精确测量摆长,小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径如图a所示,摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长为97.10cm,若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间,由图b可知该次实验中50次全振动所用时间为______s。(2)用多组实验数据作出T2—L图像,图c中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值,下列说法正确的是___A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.出现图线c原因可能是释放摆球后,摆球不在同一竖直平面内运动,而做圆锥摆运动D.图线c对应的g值小于图线b对应的g值(3)某同学在家里测重力加速度,他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如d图所示,由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程,保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为L1、L2时,测得相应单摆的周期为T1、T2。作出图像e,由此可得重力加速度________(用L1、L2、T1、T2表示)。 【答案】①.20.6②.99.7③.BC##CB④.【解析】【详解】(1)[1]摆球直径为[2]该次实验中50次全振动所用时间为(2)[3]ABD.由两边平方后可知是过原点的直线,b为正确的图线,a与b相比,周期相同时,摆长更短,说明a对应测量的摆长偏小;c与b相比,摆长相同时,周期偏小,可能是多记录了振动次数;图线c对应的斜率偏小,根据图像斜率可知故图像c对应g值大于图线b对应g值,可能是误将49次全振动记为50次,故AD错误,B正确;C.设做圆锥摆时摆线与竖直方向夹角为,故此时圆锥摆的周期为即此时测得的周期偏小,故测出的重力加速度偏大,故C正确。故选BC(3)[4]设A到铁锁重心的距离为L,当O、A间细线的长度为时实际摆长变为,有 当O、A间细线的长度为时实际摆长变为,有联立解得四、计算题13.如图所示,一个m=3kg的物体静止在光滑的水平面上,受到与水平方向成60°角的力F作用,F的大小为9N,经2s时间(g=10m/s2),求:(1)物体重力冲量大小;(2)力F的冲量大小;(3)物体动量的改变量。【答案】(1)60N·s;(2)18N·s;(3)9N·s【解析】【详解】(1)物体重力冲量为I1=mgt=3×10×2N·s=60N·s(2)力F的冲量为I2=Ft=9×2N·s=18N·s(3)物体受到的合力为F合=Fcosθ根据动量定理可得物体动量的改变量为14.如图所示,实线为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形,虚线为t=0.5s时该波的波形。已知虚线上波峰A对应的平衡位置到原点O的距离为12.5m。(1)求该波的波速; (2)若2T<0.5s<3T,求该波的波速大小。【答案】(1)或;(2)或【解析】【详解】(1)如果波沿x轴正方向传播,则有则波速为如果波沿x轴负方向传播,则有则波速为(2)如果波沿x轴正方向传播,则有则波速为如果波沿x轴负方向传播,则有 则波速为15.如图甲,将一小球用细绳悬挂于固定悬点O,将三高精度力传感器(不考虑质量)接在球与细线之间,小球静止悬停在A位置,一玩具枪在球左侧水平放置,枪口中心与球心等高。某时刻,玩具枪以一定初速度v0发射质量为的水弹,水弹跟小球碰撞后,立即散开(可认为速度为0)且碰撞时间很短可忽略,之后小球开始摆动,整个过程力传感器数据F随时间t变化的曲线如图乙所示,已知小球上摆的最大摆角θ很小,图中时刻为水弹与小球碰撞时刻,小球摆动过程中始终不与枪相撞,忽略空气阻力,当地重力加速度g取10m/s2,求:(1)摆球的质量M;(2)小球摆动周期T和摆长L;(3)水弹的初速度v0;【答案】(1)0.04kg;(2),0.8m;(3)80m/s【解析】【详解】(1)由图知,水弹射击前小球处于平衡状态,则有解得 (2)由图知由单摆周期公式解得(3)对经过最低点时的小球进行分析解得水弹与小球碰撞过程,由动量守恒定律有解得
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高中 - 物理
发布时间:2023-10-23 19:25:02
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