广东省佛山市南海区狮山石门高级名校2023-2024学年高二下学期第一次统测物理试卷（含答案）

广东省佛山市南海区狮山石门高级名校2023-2024学年高二下学期第一次统测物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题（共46分）（1~7为单选题，每小题给出的四个选项中，只有一个正确，选对得4分；8~10为多选题，在每小题给出的四个选项中至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）1．物理学中，将一个力的冲量定义为这个力与其作用时间的乘积，用字母I表示，即I=F⋅t。下列单位与冲量单位等价的是（）A．kg⋅m/s B．N/s C．kg⋅m/s32．如图甲所示，飞力士棒是一根弹性杆两端带有负重的轻巧训练器械，方便日常训练肌肉，提高身体感知能力。某型号飞力士棒的固有频率为8Hz，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．手振动的频率为8Hz时，飞力士棒振动得最快B．手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率仍保持不变C．使用者用力越大，飞力士棒振动的幅度一定越大D．手每分钟振动480次时，飞力士棒振动的幅度最大3．一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯1楼和3楼之间运行时，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（）A．a到b过程中电梯向上运动，b到c过程中电梯向下运动B．a到c过程中钩码的机械能先增加后减小C．图形abc的面积等于图形def的面积D．a到b过程中钩码处于超重状态，b到c过程中钩码处于失重状态4．在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景，如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．P位置的小水珠速度方向沿a方向B．P、Q两位置，杯子的向心加速度相同C．从Q到P，杯子所受合外力做功为零D．从Q到P，杯子所受合外力的冲量为零5．钓鱼可以修身养性，颇受人们的喜爱。某鱼漂上部可视为圆柱体，其示意图如图所示。当鱼漂受到微小扰动时会上下振动，某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面，向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响，下列说法正确的是（）A．鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用B．当M点到达水面时，鱼漂有向下的最大加速度C．鱼漂向下运动的过程中机械能守恒D．当M、N的中点到达水面时，鱼漂的速度最大6．如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）A．t1时刻小球向上运动 B．tC．t2时刻小球与影子相位差为π D．t37．雨滴打到荷叶上，发出细碎之声，根据物理知识可以求雨水对荷叶的压强p。若雨水以速度v0匀速下落，与水平荷叶碰撞后速度变为零，空中雨水的平均密度为ρ，则压强p的大小为（不计雨滴重力的影响）（）A．ρv02 B．ρv028．将一物体从地面以某一初速度竖直向上抛出，取竖直向下为矢量的正方向，不计空气阻力。物体的动量p的大小、动量的变化量Δp随时间变化的图像及物体的动量变化率ΔpΔt随离地高度hA． B．C． D．9．建筑施工过程中经常会使用打桩机。如图所示，打桩过程可简化为：重锤从空中某一固定高度由静止释放，与钢筋混凝土预制桩在极短时间内发生碰撞，并以共同速度下降一段距离后停下。不计空气阻力，则（）A．整个过程中，重锤和预制桩组成的系统动量不守恒B．碰撞过程中重锤对桩的冲量与桩对重锤的冲量相同C．重锤质量越大，预制桩被撞后瞬间的速度越大D．重锤质量越大，碰撞过程重锤动量变化量越小10．如图所示，一半圆槽滑块的质量为M，半圆槽半径为R，滑块静止在光滑水平桌面上，一质量为m的小型机器人（可视为质点）置于半圆槽的A端，在无线遥控器控制下，小型机器人从半圆槽A端移动到B端。下面说法正确的是（）A．小型机器人与滑块组成的系统动量守恒B．滑块运动的距离是MRC．滑块与小型机器人运动的水平距离之和为2RD．小型机器人运动的位移是滑块的Mm二、实验题。11．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上。选择相同材质且表面粗糙程度相同的一元硬币和一角硬币进行实验。一元硬币和一角硬币的质量分别为m1和m2且m1>m2，将甲硬币放在斜面的某一位置，标记此位置为B。如图（a）所示，甲由静止释放滑下，当甲停在水平面上某一位置处，测量O点到甲停止位置的距离OP，记为s0。如图（b）所示，将乙硬币放置在O点位置，左侧与O点重合，并将甲硬币在B点由静止释放。当两枚硬币发生碰撞后，分别测量O点到甲乙停止位置的滑行距离OM（1）在本实验中，乙选用的是硬币。（选填“一元”或“一角”）（2）若甲乙硬币碰撞前后系统动量守恒，则应满足的表达式为。（用s0、s1、s2、m（3）关于该实验需要满足条件是____。A．OA段必须保持水平B．倾斜段纸板与水平段纸板必须由同一种材料制成C．两硬币材质及其表面粗糙程度必须相同12．某同学用图甲的装置测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧形轨道ABC的半径为R，弧长为l（R≫l），B为圆弧轨道的最低点，A、C关于B点所在的竖直线对称。小钢球的半径为r（r≪l）。当小钢球经过B点时，光传感器发出的光，恰好能过小钢球的球心。现将小钢球由A点静止释放，沿圆弧轨道ABC自由往复运动，光传感器接收端接收到一段时间内的光信号强度变化情况如图乙所示。（1）该同学在分析光信号变化情况时，发现Δt与ΔT相比，非常小，可以忽略不计。由此可得出，ΔT1=，小钢球往复运动的周期T=（2）小钢球在圆弧轨道上的运动可视为简谐运动，则重力加速度g的表达式为。（3）由于在计算周期时忽略了Δt，由此测得的重力加速度的测量值真实值。（填“大于”“小于”或者“等于”）三、解答题。13．物理课上，老师邀请一位女生共同为大家演示了一个有趣实验。如图，女生托举着一块质量为M的砖块，老师用小铁锤以大小为v1的速率向下击打（击打时间极短），击打后小铁锤以大小为12v1的速率弹回，已知小铁锤质量为m，砖块受到击打后在手中的缓冲时间为t（1）求在击打过程中，铁锤所受冲量I；（2）求砖头缓冲过程中对手压力F的大小。14．如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出后与一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙所示，弹珠A和B与坑在同一直线上。将质量为m1=5g的弹珠A以v0的水平初速度向前弹出，运动x1=1.44m后与质量为m2（1）弹珠B与坑的间距x2（2）弹珠A的初速度v015．2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一。图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角θ=37°、长L=10m滑道AB与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数μ1=18，与水平冰雪地面的动摩擦因数μ2=15。游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短，BC间距离（1）碰撞前游客甲的速度；（2）全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】冲量

I=F⋅t

单位为N·s，由动量定理

I=∆mv

可知kg⋅m/s与冲量单位等价，A符合题意，BCD不符合题意；

答案为：A2．【答案】D【解析】【解答】AB.飞力士棒振动的频率与手振动的频率有关，手振动的频率越大，飞力士棒振动频率越大，飞力士棒振动最快，AB不符合题意；

C.飞力士棒振动的幅度与使用者的力的大小无关，与手振动的频率有关，C不符合题意；

D.当手振动的频率与飞力士棒的固有频率相同时，飞力士棒振动幅度最大，频率为8Hz，即每分钟振动480次，D符合题意。

故答案为：D

【分析】利用受迫振动运动的特点，结合共振现象可得出结论。3．【答案】C【解析】【解答】AD.a到b过程拉力大于重力，物体处于超重状态，故电梯向上运动，b到c过程物体也处于超重状态，电梯向上运动，AD不符合题意；

B.可知a到c过程中电梯一直向上运动，拉力做正功，故钩码的机械能一直增加，B不符合题意；

C.图像与时间轴围成面积表示运动过程冲量的大小，由题可知，电梯向上先做加速运动，后做减速运动，加速和减速过程速度变化量相同，故冲量大小相同，图形abc的面积等于图形def的面积，C符合题意。

故答案为：C

【分析】利用拉力与重力的大小关系可求出物体的超重、失重状态，进而可求出物体的运动情况。4．【答案】C【解析】【解答】A.由图乙可知转动方向沿逆时针方向，故P位置的小水珠速度沿b方向，A不符合题意；

B.P、Q两位置，杯子的向心加速度始终指向圆心，故向心加速度不同，B不符合题意；

C.从Q到P，杯子做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，与运动方向垂直，故做功为零，C符合题意；

D.从Q到P，杯子的速度发生变化，速度变化量不为零，故冲量不为零，D不符合题意。

故答案为：C

【分析】根据匀速圆周运动的特点，可求出圆周运动某点速度和加速度的特点；利用合外力做功特点可求出做功特点。5．【答案】D【解析】【解答】A.鱼漂运动过程中受到重力、浮力的作用，A不符合题意；

B.当M点到达水面时，鱼漂有向上的最大加速度，B不符合题意；

C.鱼漂向下运动过程中，浮力做负功，故机械能不守恒，C不符合题意；

D.当M、N的中点到达水面时，即为鱼漂做简谐振动的平衡位置，此时鱼漂的速度最大，D符合题意。

故答案为：D

【分析】根据鱼漂做简谐振动的特点，结合浮漂的受力情况可得出结论。6．【答案】D【解析】【解答】A、由图像可知，t1时刻小球向下运动，A错误。

B、t2时刻光源处于上方最大位移处，则加速度向下，B错误。

C、由图像可知，小球和光源的振动步调相同，则两者之间的相位差为零，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误。

l解得x即t3时刻影子的位移为5A，D正确。

故答案为：D

【分析】对振动图像进行分析，图像的斜率表示速度的大小，振子的加速度与位移方向相反，再根据几何关系计算影子的位移大小。7．【答案】A【解析】【解答】ABCD.由题可知，雨水撞击荷叶产生的压强为

p=FS

由动量定理可知

-Ft=-mv0

即

-Ft=-ρSv0t·v0

可得

F=ρSv8．【答案】B,C【解析】【解答】由题可知，物体做竖直上抛运动，只受重力，则由动量定理

∆p=mg∆t

可知，∆p与∆t成正比，且∆p∆t比值大小不变，不会随高度变化而变化，AD不符合题意，BC符合题意。

故答案为：BC

9．【答案】A,C【解析】【解答】A.整个过程，重锤和预制桩组成的系统与混凝土有作用力，有外力的作用，故动量不守恒，A符合题意；

B.碰撞过程重锤对桩的冲量与桩与重锤的冲量大小相等，方向相反，B不符合题意；

C.设重锤质量为m，发生碰撞前重锤速度为v0，预制桩质量为M，则由动量守恒有

mv0=m+Mv

可得

v=mm+Mv0=11+10．【答案】C,D【解析】【解答】A.机器人在沿轨道下滑过程中受到重力的作用，故小型机器人与滑块组成的系统动量不守恒，在水平方向动量守恒，A不符合题意；

BC.由动量守恒定律有

mvm=MvM

有

mxm=MxM

由几何关系可知

xm+xM11．【答案】（1）一角（2）m（3）C【解析】【解答】（1）由题可知，甲硬币碰撞乙硬币后继续向前滑行，则硬币质量甲大于乙，故乙为一角硬币；

（2）若甲乙硬币碰撞前后系统动量守恒，则有

m1v1=m1v1'+m2v2

硬币在水平面上受滑动摩擦力的作用减速至零，故速度与位移关系有

v2=2as

故有

12．【答案】（1）.ΔT2；（2）π（3）大于【解析】【解答】（1）根据图乙可知ΔT1由于Δt与ΔT相比，非常小，可以忽略不计，解得小钢球往复运动的周期为T=2ΔT（2）单摆的摆长L=R-r根据T=2π结合上述解得g=（3）由于在计算周期时忽略了Δt，即测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大，故由此测得的重力加速度的测量值大于真实值。

【分析】根据图乙确定小钢球运动的周期，再根据题意确定单摆的摆长，在结合单摆周期公式进行数据处理。根据重力的表达式结合图中理想化处理情况分析误差情况。13．【答案】（1）解：根据题意，规定向下为正方向，由动量定理有I=−m即铁锤所以冲量大小为32（2）解：根据题意可知，铁锤与砖碰撞过程时间极短，动量守恒，规定向下为正方向，则有m缓冲过程，对砖块应用动量定理有(Mg−联立解得F由牛顿第三定律得砖头对手的压力为F=