2024-2025学年江苏省启东中学高二（上）期初调研物理试卷（含解析）

2024-2025学年江苏省启东中学高二（上）期初调研物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.年冬奥会将在北京一张家口举行，其中短道速滑接力是很具观赏性的项目。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上。对两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是( )
A. 两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零
B. 两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零
C. 两运动员的动量变化一定相同
D. 两运动员组成的系统动量和机械能均守恒
2.如图所示，“嫦娥五号”绕月球沿椭圆轨道运行，绕行方向为逆时针方向，、分别为近月点和远月点，是轨道上到、距离相等的点，则下列说法正确的是( )
A. “嫦娥五号”从点到点运行速率逐渐增大
B. “嫦娥五号”从点到点运行速率逐渐减小
C. “嫦娥五号”从点到点的运行时间等于四分之一周期
D. “嫦娥五号”在点的运行时万有引力全部提供向心力改编
3.如图所示，有一个表头，满偏电流 ，内阻，把它改装为有和两种量程的电流表，则的阻值为
A. B. C. D.
4.一列简谐横波沿轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知波源振动周期大于。下列说法正确的是( )
A. 波一定沿轴正方向传播
B. 波源振动周期一定为
C. 波的传播速度大小可能为
D. 处的质点在内运动的路程可能为原题
5.如图所示，倾角为的斜面上的点固定一光滑圆弧槽对应的圆心角小于，其圆心在点正上方的点，另外，光滑斜面和的下端亦在上，让可视为质点的小球分别无初速出发，从点到达的时间为，从点到达的时间为，从点到达的时间为。比较这三段时间，正确的是( )
A. B. C. D.
6.甲、乙两球放在光滑的水平面上，它们用细绳相连，开始时细绳处于松弛状态。现使两球反向运动，如图所示，当细绳拉紧时突然绷断，这以后两球的运动情况不可能是( )
A. 甲球向左，乙球向右 B. 甲球向左，乙球不动
C. 甲球不动，乙球向左 D. 甲球不动，乙球不动
7.如图所示的弹簧振子在光滑水平面上以振幅作简谐运动，质量为的物体上面放一质量为的滑块，滑块随物体一起做简谐运动，已知弹簧的劲度系数为，若水平轻弹簧右端只与质量为的物体相连，物体可在光滑水平面上做简谐运动，振幅为。在运动过程中将一质量为的小物块轻放在上，第一次是当运动到平衡位置时放到上面，第二次是当运动到最大位移时放到上面，观察到第一次放后振幅为，第二次放后振幅为，则( )
A. B. C. D.
8.如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为的滑块，滑块的一侧是一个弧形凹槽，凹槽半径为，点切线水平。另有一个质量为的小球以速度从点冲上凹槽，重力加速度大小为，不计摩擦。下列说法中正确的是( )
A. 当时，小球能到达点
B. 如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上
C. 当时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大
D. 如果滑块固定，小球返回点时对滑块的压力为
9.如图所示，在原点和轴负半轴上坐标为处分别固定两点电荷、两点电荷的电荷量和电性均未知。一带负电的试探电荷从坐标为处以一定的初速度沿轴正方向运动，其电势能的变化情况已在图中绘出，图线与轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为，不计试探电荷受到的重力，则下列说法正确的是( )
A. 点电荷带负电
B. 该试探电荷在之间受到的静电力沿轴正方向
C. 之间的电场强度沿轴负方向
D. 两点电荷、电荷量的比值为原题
10.一小球做平抛运动，关于小球的速度、动量、动能、重力势能的变化率随时间变化的图线，正确的是( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.按要求填空：
单摆是一种重要的理想模型。小明使用质量为的摆球、长度为的摆绳开展实验。用单摆测定重力加速度，组装了如下几种实验装置，列最合理的装置是( )
A. ． C. ．
实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径，小明将摆绳长计为摆长，测得多组周期和的数据，作出图像。则实验得到的图像应是如图中的_______选填“”，“”或者“”，实验测得当地重力加速度大小是_______保留位有效数字。
若单摆的悬点和摆球带等量正电荷，静电力常量为，重力加速度为。忽略摆球大小。将摆球拉开一小角度由静止释放，单摆周期_______。变大，变小，不变
图为该单摆调整摆长后的共振曲线，若该单摆的摆长变短，则此共振曲线振幅最大值对应的横坐标的值将_______变大，变小，不变。
复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，转动惯量是物体绕转轴转动时惯性的量度，是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。复摆的周期公式可能是( )
A. ．
C. ．
三、计算题：本大题共4小题，共45分。
12.随着祖国航天事业的蓬勃发展，在未来的某天，中国航天员也将登上月球。如图，假设航天员在月球上做了一次单摆实验，将质量为的摆球从平衡位置点左侧的点由静止释放，已知摆长为，摆线偏离竖直方向的最大夹角，月球半径为地球半径的，月球质量为地球质量的，地球表面处的重力加速度为，求：
月球表面处的重力加速度的大小；
摆球从静止释放到第一次经过平衡位置的时间内，摆球重力冲量的大小；
摆球从静止释放到第二次经过平衡位置的时间内所走的路程。
13.一列沿轴负方向传播的横波在时的波形如图所示，已知时，点第一次出现波谷。试计算：
这列波的传播速度多大？
从时刻起，经多长时间点第一次出现波峰？
当点第一次出现波峰时，点通过的路程为多少？
处质点的振动方程。
改编
14.如图所示，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的小球，现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球，重力加速度为，求：
小球运动到最低点时的速度大小；
小球运动到最低点时的细线的拉力大小；
小球摆回至轻杆右侧最高处与的竖直距离。
原题
15.如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，一绝缘轨道由两段直杆和一半径为的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内，、水平且足够长，段光滑，段粗糙．现在有一质量为、带电荷量为的小环套在杆上，它所受电场力为重力的倍。现将小环从点右侧的点由静止释放，点到点的水平距离。求：
小环第一次到达圆弧轨道最高点时的速度大小；
小环第一次通过与等高的点时半圆环对小环作用力的大小；
若小环与间动摩擦因数为设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，现将小环移至点右侧处由静止开始释放，通过讨论，求出小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。
答案解析
1.
【解析】交接棒过程两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，总冲量一定为零，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，项错误，项正确；
C.因系统所受合外力为零，系统动量守恒，“接棒”运动员的动量变化与“交棒”运动员的动量变化大小相等，但方向相反，项错误；
D.由于“交棒”运动员对系统做功，系统机械能不守恒，项错误。
2.
【解析】根据开普勒第二定律可知，在近月点的速度较大，在远月点的速度较小，“嫦娥五号”从点到点运行速率逐渐减小，故A错误，B正确；
C.“嫦娥三号”从点到点运行的平均速率大于从到运行的平均速率，可知从点到点运行时间小于四分之一周期，故C错误；
D.“嫦娥三号”从到运行时，做的离心运动，即万有引力小于所需向心力，故D错误。
故选B。
3.
【解析】改装为电流表时，并联电阻的分流电流为：
分流电阻的阻值为：；
改装为电流表时：
解得：，故D正确，ABC错误。
故选：。
4.
【解析】由于题中没说明波的传播方向，要分情况讨论：、假设波沿 轴负方向传播，设传播周期为 ，实线波上的质点的振动方向向上，其振动方程为
结合图有
当 时处质点位于位置，代入方程有
解得

化简得

其中
则 时解得
、假设波沿 轴正方向传播，设传播周期为 ，实线波上的质点的振动方向向下，其振动方程为
当 时处质点位于位置，代入方程有
同理解得
以上情况都有可能，故AB错误；
C.由波形图可看出，波长为
由公式
可见当波沿 轴负方向传播时，波速为。当波沿 轴正方向传播时，波速为。故C正确；
D.因为处的质点在一周期内走过的路程为，而周期 大于，所以，内运动的路程一定小于，不可能为，故D错误。
故选C。
5.
【解析】解：由单摆运动的等时性可知从点到达的时间
由于垂直于，由几何知识可知与竖直方向夹角为倾角，则段为
解得：
分析可知与的夹角小于，则段为
则
所以，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据单摆运动的等时性判断时间，由几何知识和位移公式判断和的关系。
本题要注意区别时间和、的判断方法。
6.
【解析】A.若甲球和乙球的初动量大于绳子对两球的冲量，则甲球继续向左运动，乙球也继续向右运动，故A可能；
D.若甲球和乙球的初动量相等，绳子对甲乙两球的冲量等于甲球或乙球的动量，则甲球和乙球都不动，故D可能；
无论甲球速度如何，若乙球速度变为零的瞬间绳子没有绷断，当乙球速度向左后，绳子间张力变小，绳子就不可能断裂了，故B可能，不可能。
本题选不可能项，故选C
7.
【解析】第一次，由动量守恒
得
此过程中系统的动能变化
机械能有一定的损失，速度为零时弹性势能减小，振幅会减小，即
第二次，当运动到最大位移处时将一质量为的小物块轻轻地放在上时，由于二者水平方向的速度都是，所以不会有机械能的损失，振子的振幅不变，即
综上可知
故选B。
8.
【解析】A.当小球刚好到达点时，小球与滑块水平方向速度相同，设为，以小球的初速度方向为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
，
代入数据解得：，所以当时，小球不能到达点，故A错误；
B.小球离开四分之一圆弧轨道时，在水平方向上与滑块的速度相同，则球将从滑块的左侧离开滑块后返回时仍然回到滑块上，不可能从滑块的左侧离开滑块，故B错误；
C.小球在圆弧上运动的过程中，小球对滑块的压力一直对滑块做正功，所以滑块动能一直增加，故C正确；
D.若滑块固定，由机械能守恒知小球返回点时的速度大小仍为，在点，根据牛顿第二定律得：
解得：，根据牛顿第三定律可知，小球返回点时对滑块的压力为，故D错误。
故选C。
9.
【解析】试探电荷在 之间电势能增大，试探电荷受到的电场力对试探电荷做负功，所以试探电荷所受电场力沿轴负方向，电场强度沿轴正方向，所以由电场的分布特点知，点电荷 带正电，点电荷 带负电，故ABC错误；
D. 由题图可知处的电场强度为零，则
可得
故D正确。
故选D。
10.
【解析】小球做平抛运动，其速度变化率，可知图像是平行于轴的直线。故A错误；
B.小球做平抛运动，其动量的变化率，可知图像是平行于轴的直线。故B错误；
C.小球做平抛运动，根据动能定理可得，可知图像是过原点的直线。故C错误；
D.小球做平抛运动，根据重力做功与重力势能的变化关系可得，可得可知图像是过原点的直线，故D正确。
故选D。
11.


【解析】该实验中，摆长要固定，需用铁夹固定上端，选用细绳保证摆长不变，同时选用质量大，体积小的小球。
故选B。
设小球半径为，由单摆周期公式
所以
故图像应为；
结合图像可得
解得
因悬点与摆球均带正电荷，摆球受到竖直向下的重力、沿绳向外的库仑斥力，沿绳向里的拉力，因库仑斥力始终沿绳子方向，不产生回复力，所以对摆动周期没有影响。
故选C。
共振曲线振幅最大值所对应的频率是单摆的固有频率，当摆长变短时，根据单摆的周期公式可知，单摆的周期变小，固有频率变大。
故选A。
由于周期的单位是，转动惯量的单位是，重力加速度的单位为，所以 的单位是， 的单位是， 的单位是， 的单位是。
故选A。
12.由万有引力等于重力
解得
则
根据题意知
联立解得
从静止释放到第一次经过平衡位置所用时间
由
联立解得
摆球经过平衡位置重力冲量的大小为
摆球从静止释放到第二次经过平衡位置的过程为 ，段弧长为
所走过的路程为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
13.根据时刻，第一个波谷在处，波长 ，故由时，点第一次出现波谷，可得波速为
在时刻，该波形的波峰位于处，根据波的平移法可得从时刻起，点第一次出现波峰的时间为
根据
代入数据解得
波从处传播到点的时间为
故当点第一次出现波峰时，点振动时间为
根据质点从平衡位置起振，故点通过的路程为
波向左传播，时刻处质点开始向下振动，则处质点的振动方程为
由图可知
角速度为
则振动方程为


【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.小球释放在向下摆动的过程中，、、系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
小球运动到最低点时，对小球受力分析：
解得
小球摆回至轻杆右侧最高处，、系统在水平方向动量守恒并共速，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得

解得


【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.小环从点经点到点，由动能定理得
其中 ， 得
设小环到点时的速度为，有
在点由牛顿第二定律得
得
若 ，即 ，小环在上运动到某点速度为零后静止，设距点距离为，则
得
则
若 ，最后小环在间做往复运动，最终停在点，则有
得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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