2023-2024年内蒙古部分学校高二下学期期中质量检测物理试题（解析版）

高二物理考试一、单选题1.一弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A.振子的振幅为 B.第末振子的动能大于第末振子的动能C.内振子的加速度方向始终相同 D.内振子的速度先增大后减小【答案】D【解析】由题图可知，弹簧振子的振幅是，故A项错误；由题图可知，振子在第末处于最大位移处，此时振子的动能为零，在第末，振子在平衡位置，此时振子的动能最大，故B项错误；在振子的位移为正，在振子的位移为负，由回复力公式可知，振子在这两段时间的回复力方向相反，结合牛顿第二定律可知，其加速度的方向在内振子的加速度方向不是始终相同的，故C项错误；由题图可知，在振子从负向最大位移处运动到正向最大位移处，所以在该过程振子的速度先增大后减小，故D项正确。故选D。2.如图所示，自动流水线装置可以使货物在水平面上转弯。货物从传送带端传送到端，速度方向变化了，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间不打滑。下列关于货物在此过程中的说法正确的是（）A.动量变化量为零 B.所受支持力的冲量为零 C.所受重力的冲量为零 D.所受摩擦力的冲量不为零【答案】D【解析】货物的速度方向改变，则动量变化量为，选项A错误；根据，支持力不为零，则所受支持力的冲量不为零，选项B错误；根据可知，所受重力冲量不为零，选项C错误；货物左圆周运动，受摩擦力不为零，根据可知，所受摩擦力的冲量不为零，选项D正确。故选D。3.一台洗衣机在洗涤环节正常工作时非常稳定，在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，已知洗衣机的固有频率为，关于该过程，下列说法正确的是（）A.洗衣机洗衣过程中的频率始终为B.洗衣机在洗涤环节正常工作时，脱水筒转动的频率可能等于C.当洗衣机振动最剧烈时，脱水筒转动的频率等于D.洗衣机脱水过程中，脱水筒转动的频率始终小于【答案】C【解析】洗衣机在脱水桶的驱动下做受迫振动，洗衣机洗衣过程中的频率等于驱动力频率，不是始终为，故A错误；洗衣机在洗涤环节正常工作时，非常稳定，脱水筒转动的频率不等于洗衣机的固有频率，即不可能等于，故B错误；当洗衣机振动最剧烈时，根据共振现象可知，脱水筒转动的频率等于，故C正确；在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，可知脱水筒转动的频率先大于后小于，故D错误。故选C4.如图所示，一学生练习用脚颠球，足球自静止开始下落后被颠起，足球离开脚沿竖直方向运动，向上运动最大高度为。已知足球的质量为，足球与脚的作用时间为，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.足球与脚作用的过程中，足球的动量变化量大小为B.在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相反C.足球上升过程中重力的冲量大于足球下落过程中重力的冲量D.足球与脚作用的过程中，脚对足球的平均作用力大小为【答案】D【解析】足球与脚接触前瞬间，足球的速度大小为，足球与脚接触后瞬间，足球的速度大小，设竖直向上为正方向，足球的动量变化量大小，故A错误；重力冲量的方向始终与重力方向一致，则在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相同，故B错误；根据自由落体运动规律可知，足球上升的时间小于足球下落的时间，则足球上升过程中重力的冲量小于足球下落中重力的冲量，故C错误；根据动量定理有，解得，故D正确。故选D。5.如图甲所示，一水平弹簧振子以点为平衡位置，在、两点间做简谐运动，以向右为轴正方向，振子的振动图像如图乙所示，已知弹簧劲度系数为，下列说法正确的是（）A.振子从任意位置开始，随后内通过的路程均为B.时振子受到的回复力指向轴的正方向，大小为C.时振子的速度与时的速度相同D.振子在内的平均速度与内的平均速度相同【答案】B【解析】由题图可知，振子的周期为，振子的振幅为，所以为四分之一个周期，结合振子的运动路程与周期关系可知，四分之一个周期，振子的路程不一定等于振幅，故A项错误；由题图可知，振子的振动方程为，在时振子的位移为，由回复力公式可知，故B项正确；结合之前的分析可知，在时，振子的位移为。在和时，振子的所在位置并不是关于平衡位置对称的，结合振子的运动规律可知，其振子两时刻的速度大小不相等，故C项错误；结合题图可知，在振子从正向最大位移处运动到平衡未知；在振子从平衡位置运动到正向最大位移处。运动位移的大小相等，方向相反，时间相同，所以其平均速度的方向不同，即平均速度不同，故D项错误。故选B。6.乌贼在无脊椎动物中游泳最快，被称为“水中火箭”。一只悬浮在水中的乌贼，吸满水时的质量为，遇到危险时，乌贼通过体管在内将的水向后以的速度喷出，从而获得极大的逃窜速度，则乌贼在向后喷水的时间内，获得的向前平均推力约为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】设向后为正方向，由动量守恒有，由动量定理有，解得，故选A。7.如图所示，小球、均可视为质点，先将小球从距离水平地面高度处由静止释放，球释放后间隔一小段时间将小球从同一位置由静止释放，使得刚刚与地面完成碰撞、原速率反弹的球立即又与球发生碰撞，碰后球的速度大小为、方向竖直向上。已知球与球的质量之比为。球与球发生碰撞的时间极短可忽略不计，忽略空气阻力，重力加速度大小，则球与球碰撞后瞬间球的速度大小和方向分别是（）A.，竖直向上 B.，竖直向上 C.，竖直向下 D.，竖直向下【答案】C【解析】球落地时的速度为，有，同理可知，球在与球碰撞前的速度为，有，设竖直向上为正方向，有，解得，所以碰后球的速度为，方向竖直向下。故选C。二、多选题8.如图所示，弹簧振子在、之间做简谐运动。以平衡位置为原点，建立轴，以向右为轴正方向。若振子的位移方向为负，下列说法正确的是（）A.振子的速度方向一定为负 B.振子的加速度方向一定为正C.振子一定在平衡位置的左侧 D.振子的速度一定减小【答案】B、C【解析】若振子的位移方向为负，则振子一定在平衡位置的左侧，振子的加速度方向一定为正，振子的速度方向可能沿正方向，且不断增大，故A、D错误，B、C正确。故选B、C。9.如图所示，质量为的小球（视为质点）在、两点间做简谐运动，点是它振动的平衡位置。若从小球经过点开始计时，在时刻小球第一次经过、两点间的点（图中未画出），在时刻小球第二次经过点，已知弹簧振子的周期，其中为小球的质量，为弹簧的劲度系数，取，则下列说法正确的是（）A.弹簧的劲度系数为 B.弹簧振子的周期为C.在时刻，小球第四次经过点 D.、两点间的距离为【答案】A、D【解析】根据题意，点到点时间为，所以，弹簧振子的周期为，代入振子周期公式，解得弹簧的劲度系数为，A正确，B错误；小球第四次经过点时间为，C错误；小球做简谐运动，振幅为，角速度，则简谐运动的表达式为，时，解得，则、两点间的距离为，D正确。故选A、D。10.滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动项目。如图所示，一同学在水平地面上进行滑板练习，该同学站在滑板前端以的共同速度向右做匀速直线运动，在滑板正前方有一静止的滑板。在滑板接近滑板时，该同学迅速从滑板跳上滑板，接着又从滑板跳回滑板，两滑板恰好不相撞（以相同速度运动）。该同学的质量为，两滑板的质量均为，不计滑板与地面间的摩擦，下列说法正确的是（）A.上述过程中该同学与滑板和滑板组成的系统水平方向上动量守恒B.该同学跳上滑板后，他和滑板的速度大小为C.该同学从滑板跳上滑板后，滑板的速度小于D.该同学跳离滑板的过程中，对滑板的冲量小于【答案】A、D【解析】上述过程中该同学与滑板和滑板组成的系统水平方向合外力为，水平方向上动量守恒，A正确；该同学从滑板跳回滑板，两滑板恰好不相撞，三者共速为，由动量守恒可得，解得，该同学从滑板跳离过程中，动量守恒，化简整理得，因此该同学跳上滑板后，他和滑板的速度小于，B错误；由B项分析可知，该同学从滑板跳回滑板，两滑板恰好不相撞，三者共速为，该同学跳离时，使减速，跳回时再一次使减速到，说明该同学从滑板跳上滑板后，滑板的速度大于，C错误；该同学跳离滑板后，滑板的动量为，又有跳离前已经有与运动同向的动量，所以该同学跳离滑板的过程中，对滑板的冲量大小等于动量变化量，小于，D正确。故选A、D。三、实验题11.孙同学用“碰撞实验器”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。主要步骤为：①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；②让质量为的入射小球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置；③把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射小球从斜槽上位置静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、，如图乙所示，并分析数据。（1）实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为__________。A． B． C．（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___，间接地解决这个问题。A．小球抛出点距地面的竖直高度B.小球做平抛运动所用的时间C.小球做平抛运动的水平射程D.小球开始释放的高度（3）若两小球碰撞时动量守恒，则验证碰撞过程中动量守恒的表达式为_______（用题中涉及的物理量符号表示）。【答案】（1）C；（2）C；（3）【解析】（1）为了避免碰撞后入射小球被反弹，所以要求入射小球的质量大于被碰小球的质量，即。故选C。（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以间接地用水平位移来代替小球碰撞前后时的速度。故选C。（3）设小球在空中运动的时间为，入射小球的碰前速度，碰后速度，被碰小球的碰后速度，若小球碰撞时满足动量守恒定律，则有，整理得。12.某校物理兴趣小组正在进行“用单摆测量重力加速度”的实验，同学们的实验装置如图甲所示。（1）小组的张同学测量摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长，再用游标卡尺测量摆球的直径，读数如图乙所示，则摆球的直径______，再通过计算得到单摆的摆长，记为。（2）实验过程中在测量周期时，宋同学若从摆球运动到最低点向右运动时，按下停表开始计时且记数为，当摆球第二次通过最低点且向右运动时数，依此法往下数，当他数到时，按下停表停止计时，通过停表读出这段时间记为，则单摆周期______。A. B. C. D.（3）兴趣小组的同学测量重力加速度的表达式为______。（用、表示）（4）兴趣小组的彭同学为了提高实验精度，多次改变摆线长（记为）并测出相应的周期，他根据实验数据在坐标纸上绘制出的图线如图丙所示，则当地的重力加速度______。（用和表示）【答案】（1）；（2）B；（3）；（4）【解析】（1）游标卡尺的读数为。（2）宋同学从摆球运动到最低点向右运动时，按下停表开始计时且记数为，当摆球第二次通过最低点且向右运动时数，依此法往下数，当他数到时，摆球实际运动个周期，所以周期为，故选B。（3）根据单摆的周期公式，可得。（4）根据单摆的周期公式，可得，可知，图像中斜率为，解得。四、解答题13.如图所示，劲度系数的轻弹簧左端固定，右端与静止在光滑水平面上的小球相连，将小球向右缓慢拉至点后由静止释放，振子（小球）在水平面上的、两点之间做简谐运动，点为平衡位置，点为的中点。某次振子从左向右经过间的点时开始计时，后振子第四次返回到点，期间通过的路程。求：（1）该简谐运动的周期和振幅；（2）振子经过点时回复力的大小。【答案】（1），；（2）【解析】（1）根据题意有，解得，根据题意有，解得。（2）振子经过点时偏离平衡位置的位移大小，根据回复力公式有，解得。14.如图所示，在光滑的水平地面上放置一个质量、足够长的木板，在的左端放有一个质量的小滑块（可视为质点），初始时、均静止。现对施加的水平向右的拉力，后撤去拉力。已知、间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：（1）撤去拉力时小滑块的速度大小；（2）最终到左端的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）在拉力作用的时间内，对根据动量定理有，解得。（2）撤去拉力前，的位移，拉力做的功，最终、相对静止，根据动量定理有，根据能量守恒定律有，解得。15.如图所示，用轻弹簧连接的、两物块静止在光滑水平地面上，初始时弹簧处于原长。长度的细线一端固定在天花板上，另一端拴小球。现将细线拉至水平，使小球由静止释放，当小球运动到悬点正下方时恰好与物块发生弹性碰撞，碰撞时间极短。、、均可视为质点，它们的质量分别为、