江苏省常熟市2023-2024学年高二上学期期中物理试卷（含答案）

江苏省常熟市2023-2024学年高二上学期期中物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二总分评分一、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.1．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（）A．位移减小 B．速度增大 C．回复力增大 D．机械能增大2．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶13．下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）A．甲图中，与干电池连接左侧线圈开关保持闭合B．乙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈C．丙图中，线圈匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内D．丁图中，线圈绕轴线AB转动4．如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，B、D中电流垂直纸面向里，C中电流垂直纸面向外．如果AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向（）A．垂直纸面向外 B．垂直纸面向里C．由A指向B D．由A指向D5．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）A．在t=0.2s时，弹簧振子的加速度为正向最大B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D．在t=0.6s时，弹簧振子有最小的位移6．图甲为某共振筛的示意图，电动偏心轮每转一周，给筛子一个驱动力，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。下列说法正确的是（）A．该筛子的固有周期为1.25sB．该筛子在共振状态下偏心轮的转速是54r/minC．增加筛子质量，为达到共振需增大电压D．增大电压，共振时曲线的峰值将向左移动7．静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（）A．两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些B．两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些C．两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些D．两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等8．我国南方地区常用木槌把糯米饭打成糍粑。已知木槌质量为18kg，木槌刚接触糍粑时的速度方向竖直向下，大小是5m/s，打击糍粑0.1s后木槌静止，重力加速度g取10m/s2，则木槌打击糍粑的平均作用力大小为（）A．180N B．900N C．1080N D．1800N9．如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量为0.5m。轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（）A．释放公仔头部瞬间的加速度大小为2gB．弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大C．公仔头部做简谐运动的振幅为mgD．公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为零10．如图，置于光滑水平面上的总质量为2m的小车左端固定一轻质弹簧，用细绳将质量为m的小物块压缩弹簧系在小车左端。此时小物块到小车最右端的距离为L，弹簧内储存的弹性势能为EpA．当弹簧恢复原长时，物块的速度最大B．物块到达小车最右端时，小车向左移动的距离为LC．物块、小车和弹簧组成的系统机械能守恒D．物块到达小车右端过程中，弹簧弹力对物块的冲量大小为E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．某同学用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图中O是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰小球时入射小球的平均落点，M为与被碰小球碰后入射小球的平均落点，N为被碰小球的平均落点。（1）关于实验要点，下列说法正确的是（填选项字母）____。A．安装轨道时，轨道末端必须水平B．实验过程中，复写纸、白纸都可以移动。C．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量，两球的半径相同D．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放（2）实验中，除测量平抛射程OM、ON、OP外，还必须测量的物理量有（填选项字母）____。A．测量入射小球质量m1和被碰小球质量B．测量抛出点距地面的高度HC．测量S离水平轨道的高度hD．测量入射小球半径r1和被碰小球半径（3）①图乙是被碰小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为cm。②若测量的物理量在误差允许范围内满足关系式，则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。（用（2）中测量的物理量表示）③若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式是否成立。（用OM、ON、OP表示）12．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。（1）求t=0时穿过MDEN回路的磁通量；（2）为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。13．水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：（1）单位时间内水枪喷出的水的质量m0；（2）墙壁受到的平均冲击力f。14．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m0=0.2g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（1）摆球质量M；（2）小球摆动周期T和摆长L；（3）水弹的初速度v0；15．如图所示，一竖直固定的足够长的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，一质量为m=1（1）第一次碰撞前瞬间小球的速度大小；（2）在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；（3）第一次碰撞到第二次碰撞圆盘下落的距离与第二次碰撞到第三次碰撞圆盘下落的距离之比k。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】摆角增大的过程中，摆球速度减小、位移增大，根据F=-kx可知，回复力增大，摆动过程中只有重力做功，机械能不变。

故答案为：C。

【分析】掌握单摆运动的规律，在平衡位置时，摆球速度最大，加速度为零，在位移最大处，速度为零，加速度最大。2．【答案】A【解析】【解答】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A符合题意；BCD不符合题意．故答案为：A【分析】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积．3．【答案】D【解析】【解答】A、干电池是直流电源，与干电池连接的左侧线圈开关保持闭合，则左侧线圈电流不变，穿过右侧线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；

B、条形磁铁快速穿过有缺口的线圈，线圈未形成闭合回路，无法产生感应电流，故B错误；

C、线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向向右运动，线圈始终在磁场内，穿过线圈的磁通量未发生变化，不会产生感应电流，故C错误；

D、线圈绕轴线AB转动，线圈形成了闭合回路且穿过线圈的磁通量发生变化，则会产生感应电流，故D正确。

故答案为：D。

【分析】产生感应电流的条件：1、线圈形成闭合回路；2、穿过线圈的磁通量发生变化。4．【答案】C【解析】【解答】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生的磁场方向，如图所示：

直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反，大小相等。则合磁场为零；而直导线C在A点产生磁场，方向从D指向B，即为沿纸面由A指向B，即A点磁感应强度的方向由A指向B。

故答案为：C。

【分析】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生的磁场方向，与导线距离相等的点的磁感应强度大小相等，再根据磁场的叠加法则确定合磁场的方向。5．【答案】C【解析】【解答】A、在t＝0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大，加速度为负向最大，故A错误；

B、在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，速度大小相同，但是方向相反，故B错误；

C、从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C正确；

D、在t＝0.6s时，弹簧振子的位移为负方向最大，故D错误。

故答案为：C。

【分析】熟悉掌握简谐运动的规律和特点。弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小。弹簧振子的回复力始终指向平衡位置。6．【答案】A【解析】【解答】AB、根据共振筛的共振曲线，当f=0.8Hz时，振幅最大，可知该筛子的固有周期为T=此时的转速为n=48故A正确，B错误；

C、增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则筛子的固有频率降低，为达到共振需减小电压，故C错误；

D、增大电压，偏心轮转速提高，周期减小，频率增大，共振时曲线的峰值将向右移动，故D错误。

故答案为：A。

【分析】驱动频率与物体固有频率越接近，物体振动的幅度越大。驱动频率等于物体固有频率时，振动幅度最大。7．【答案】C【解析】【解答】设小船的质量为M，小球的质量为m，甲球抛出后，根据动量守恒定律有：mv=（M+m）v′，v′的方向向右．乙球抛出后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：（M+m）v′=mv+Mv″，解得v″=0．根据动量定理得，所受合力的冲量等于动量的变化，对于甲球，动量的变化量为mv，对于乙球动量的变化量为mv-mv′，知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量，所以抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大．故C符合题意．故答案为：C

【分析】利用动量守恒定律可以判别船的速度大小；利用动量的变化可以判别冲量的大小。8．【答案】C【解析】【解答】设竖直向下为正方向，对于木槌，由动量定理可得(mg-F)t=0-mv解得F=1080N即木槌受到糍粑的平均作用力大小为1080N，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，木槌打击糍粑的平均作用力的大小为1080N，方向竖直向下。

故答案为：C。

【分析】明确木槌的初末速度以及受力情况，再根据动量定理及牛顿第三定律进行分析解答。9．【答案】C【解析】【解答】A、根据牛顿第二定律2mg-mg=ma所以释放公仔头部瞬间的加速度大小为a=g故A错误；

B、当公仔速度达到最大时，其加速度为零，此时弹簧弹力等于重力，故B错误；

C、根据简谐运动的对称性可知，当公仔头部运动到最高点时的加速度与最低点时的加速度大小相等，方向相反，即最高点加速度为向下的g，此时弹簧处于原长，公仔头部只受重力，所以振幅为A=故C正确；

D、公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力等于底座的重力的大小，即0.5mg，故D错误。

故答案为：C。

【分析】弹簧做简谐运动。平衡位置速度最大，合外力为零，位移最大处，加速度的大小相等。根据弹簧的形变量确定振幅的大小。10．【答案】B【解析】【解答】A、物块和小车组成的系统动量守恒，系统在任意时刻总动量都为零，物块恰好能到达小车右端，末速度为零，说明物块先加速后减速，所以物块的加速度为零时，物块的速度最大，由于物块和小车之间有摩擦力，所以物块的加速度为零时，不是弹簧恢复原长时，是弹力和摩擦力相等时，故A错误；

B、由于物块和小车组成的系统在任意时刻总动量都为零，即任意时刻小车向左的动量大小上都等于物块向右的动量大小，任意时刻速度大小都相等，设小车平均速度大小为v1，物块平均速度大小为v2，则根据动量守恒定律m两边同乘时间t有m又因为L解得L则小车向左移动的距离为L3。故B正确；

C、由于物块和小车之间有摩擦力，在相对运动过程中，机械能转化成内能，即机械能不守恒。故C错误；

E物块到达小车右端过程中，弹簧弹力对物块的冲量大小等于摩擦力对物块冲量的大小，根据动量定理（取向右为正）I方程联立解得I故D错误。

故答案为：B。

【分析】剪断绳后，物块与小车及弹簧构成的整体动量守恒，由题意可知系统初动量为零，故恰好到达最右端时，系统的动量仍为零，即速度均为零。再根据动量守恒定律及能量守恒定律和动量定理进行分析解答。11．【答案】（1）A；D（2）A（3）55.40##55.50##55.60；m1⋅OP=【解析】【解答】（1）A、为使小球离开轨道做平抛运动，保证出射速度水平，所以轨道末端必须水平，故A正确；

B、在实验过程中，小球的落点通过白纸和复写纸获得，若移动白纸将不能确定小球的位置，但复写纸可以移动，故B错误；

C、为防止入射小球碰后反弹，则入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，两球的半径相同，故C错误；

D、同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的速度相同，故D正确。

故答案为：AD。

（2）根据动量守恒定律有m抛出后各自做平抛运动，则水平方向x=vt竖直方向H=联立代入具体射程可得m可知，除测量平抛射程OM、ON、OP外，还必须测量的物理量有入射小球质量m1和被碰小球质量m2。

故答案为：A。

（3）①由图乙可得落点的平均位置所对应的读数为55.50cm。

②由（2）分析可知，只要满足m则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。

③若为弹性碰撞，则有m1v联立解得v即OP+OM=ON则若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式OP+OM=ON是否成立。

【分析】熟悉让物体做平抛运动的实验要求和操作。再根据动量守恒定律及平抛运动规律推导得出判断满足要求的表达式，继而分析需要测量的相关数据及需要的仪器。12．【答案】（1）解：磁通量ϕ=（2）解：回路的磁通量不变，则有B解之得B=【解析】【分析】（1）已知磁感应强度的大小，结合闭合回路的面积可以求出磁通量的大小；

（2）为了使MN不产生感应电流，则利用磁通量不变及磁通量的表达式可以求出磁感应强度与时间的关系式。13．【答案】（1）解：设水流的横截面积为S，则△t时间内喷水质量为△m=ρSv△t则单位时间内水枪喷出的水的质量m0为m（2）解：以水运动方向为正方向，在与墙壁碰撞过程，对△t时间内的水，根据动量定理（水平分运动）得-F•△t=0-△mv联立解得F=ρSv2根据牛顿第三定律可得墙壁受到的平均冲击力为f=F=ρSv2方向与水流速度方向相同。【解析】【分析】（1）计算流体模型的质量，往往将流体模型转换成柱体模型进行处理。柱体模型的长度等于单位时间内通过的位移。

（2）根据动量定理计算得出平均冲击力，再根据牛顿第三定律进行解答。14．【答案】（1）解：由图知，水弹射击前小球处于平衡状态，则有F解得M=0（2）解：由图知T=由单摆周期公式T=2π解得L=0（3）解：对经过最低点时的小球进行分析F解得