2024-2025学年江苏省南通市海安市高二（上）月考物理试卷（10月份）（含答案）

2024-2025学年江苏省南通市海安市高二（上）月考
物理试卷（10月份）
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.如图所示为一自制的偏心轮振动筛的简易图，振动筛安装在两弹簧上，偏心轮不转动时，让振动筛自由振动，测得其频率为；启动电动机，偏心轮转动，改变偏心轮的转速，让偏心轮的转速从零缓慢增加到，在此过程中( )
A. 振动筛振动频率始终为
B. 振动筛振动的振幅一直减小
C. 振动筛振动的振幅先增大后减小
D. 振动筛振动的振幅先减小后增大
2.水波从深水区进入浅水区，水速变小，其折射规律类似于光的折射，若图中实线代表波峰，则下列水波折射示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，圆盘在水平面内做周期为的匀速转动，圆盘上距轴一定距离的点有一质量为的小物块随圆盘一起转动。已知小物块的线速度为。下列对物块在内的说法正确的是( )
A. 物块受到支持力的冲量大小为
B. 物块重力的冲量大小为
C. 物块摩擦力的冲量大小为
D. 物块合力的冲量大小为
4.在“探究碰撞中的不变量”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是( )
A. 要求斜槽一定是光滑的
B. 入射球每次释放点的高度可以不同
C. 入射球和被碰球的直径必须相等
D. 入射球的质量必须小于被碰球的质量
5.如图所示，一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光、，光束与玻璃砖上表面的夹角为，光束与玻璃砖上表面的夹角为。光束与光束在玻璃砖中的折射率比值为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，光滑圆弧面上有一小球做简谐运动，点为运动中的最低位置，、点均为运动过程中的最高位置。下列说法正确的是( )
A. 点是平衡位置，此处小球受到的回复力就是重力
B. 小球在点时，重力势能最小，机械能最小
C. 小球在点、点时，速度最小，对圆弧面的压力最小，回复力最大
D. 若增大小球做简谐运动的幅度，则其运动周期变大
7.两列振幅分别为，且波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向左传播的波，虚线为向右传播的波，、、、、为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是( )
A. 质点、、为振动减弱点 B. 质点、为振动减弱点
C. 质点、、始终静止不动 D. 图中时刻质点的速度方向向下
8.如图所示，假想沿地轴方向凿通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个球心为、半径为、质量分布均匀的球体。已知一个质量分布均匀的薄球壳对位于球壳内任意位置质点的万有引力都等于。现从隧道口点由静止释放一小球，则( )
A. 小球将一直做匀加速运动
B. 小球先做匀加速运动，后做匀减速运动
C. 小球以点为平衡位置做简谐运动
D. 小球将运动到地心后减速到，最终悬停在地心
9.如图所示，一架质量为的喷气式飞机飞行的速率是，某时刻它向后喷出的气体相对飞机的速度大小为，喷出气体的质量为，以地面为参考系，下列说法正确的是( )
A. 若，则喷出气体的速度方向与飞机飞行方向相同，喷气后飞机速度不会增加
B. 只有，喷气后飞机速度才会增加
C. 喷气后飞机速度为
D. 喷气后飞机增加的速度为
10.图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，图乙为质点以该时刻作为计时起点的振动图像，则从该时刻起( )
A. 经过，点沿轴传播
B. 在时刻，点加速度大于点加速度
C. 在时刻，点位于轴下方
D. 点的振动速度始终为
11.如图所示，质量均为的、两个弹性小球，用长为的不可伸长轻绳连接现将两球置于间距为的足够高处，当球自由下落的同时，球以速度指向球水平抛出不计空气阻力，则从开始释放到绳子绷紧过程中( )
A. 球下落高度为时，一定与球发生碰撞
B. 碰撞后瞬间的速度大小为
C. 轻绳拉直过程中，的水平速度增加
D. 轻绳拉直过程中，球受到绳子拉力的冲量为
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
为了较精确地测量重力加速度的值，图甲四种单摆组装方式最合理的是______；
在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得摆线长度为；用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则 ______；若测定了次全振动的时间如图丙中秒表所示，秒表读数是______。
将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始计时，测量次全振动的时间为，由本次实验数据可求得 ______用、、、表示；
改变摆线长度，重复实验，测得每次实验时单摆的振动周期，作出图像为图丁中的______选填“”“”或“”。
若实验操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动，但仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。则计算出的重力加速度比真实值______选填“偏大”“偏小”。
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
13.一列简谐横波在某弹性介质中沿轴传播，在时的波形如图中实线所示，经后的波形如图中虚线所示。
若该波的周期，求该波的传播速度大小；
若波向轴负方向传播，且，求处的质点第一次出现波谷的时刻。
14.如图，工人用一只手水平拖着一块质量为的砖块，另一只手用小铁锤以大小为的速率竖直向下击打击打时间极短，击打后小铁锤以大小为的速率弹回，已知小铁锤质量为，砖块受到击打后在手中的缓冲时间为，重力加速度用表示。
求在击打过程中，铁锤所受的冲量；
求砖头缓冲过程中对手压力的大小。
15.如图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为的轻弹簧一端固定在桌面左端，另一尚与小球拴接。开始时，小球用细线跨过光滑的定滑轮连接小球，桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态，此时小球的位置记为图中未画出，、两小球质量均为。现用外力缓慢推小球至弹簧原长后释放，在小球向右运动至最远点时细线恰好断裂此时小球未落地，已知弹簧振子的振动周期，弹簧的弹性势能为弹簧的形变量，重力加速度为，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。求：
初始系统处于静止状态时弹簧的形变量；
细线断裂后，小球到达点时的速度大小；
从细线断裂开始计时，小球从右向左经过点所用的时间。
16.如图所示，以、为端点的光滑圆弧轨道固定于竖直平面内，一长滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于点。滑板右端处有一竖直固定的挡板，一物块从点由静止开始沿轨道滑下，经滑上滑板。已知物块可视为质点，物块质量为，滑板质量为，圆弧轨道半径为，物块与滑板间的动摩擦因数为，重力加速度为。滑板与挡板和轨道端的碰撞没有机械能损失。
求物块滑到点时受到轨道支持力的大小；
求滑板与挡板碰撞前瞬间物块的速度大小；
要使物块始终留在滑板上，求滑板长度最小值。
参考答案
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12. 偏大
13.解：如果波沿方向传播，则有：
解得：
若该波的周期，则，
该波的传播速度大小为：；
如果波沿方向传播，则有：
解得：
若该波的周期，则，
该波的传播速度大小为：；
如果波沿方向传播，则有：
解得：
若该波的周期，则，则，
该波的传播速度大小为：
处的质点第一次出现波谷的时刻为：。
答：如果波沿方向传播，该波的传播速度大小为；如果波沿方向传播，该波的传播速度大小；
若波向轴负方向传播，且，则处的质点第一次出现波谷的时刻为。
14.解：设方向向下为正方向，在击打过程中，对铁锤由动量定理得：
解得：
在击打过程中，铁锤所受合外力的冲量大小为，方向竖直向上；
在击打过程中，由于时间极短，符合系统动量守恒，取向下为正方向，由动量守恒定律可得
砖头缓冲过程中，取向下为正方向，对砖头由动量定理得：
解得手对砖头的支持力为：
由牛顿第三定律可知砖头对手的压力为：
答：求在击打过程中，铁锤所受的冲量为，方向竖直向上；
求砖头缓冲过程中对手压力的大小为。
15.解：静止于点平衡时，有
解得
、系统的简谐振动中，振幅为
根据对称性，小球向右运动至最远点时弹簧伸长量为，细线断裂后，小球到达点时，根据能量守恒定律有
解得：
细线断裂后球单独做简谐振动，振幅变为了
则球单独做简谐运动的振动方程为
有
当小球向左经过点时可得
答：初始系统处于静止状态时弹簧的形变量为；
细线断裂后，小球到达点时的速度大小为；
从细线断裂开始计时，小球从右向左经过点所用的时间为。
16.解：设物块滑到点时的速度大小为，物块由点到点过程，由机械能守恒定律得：
解得：
在点由牛顿第二定律得：
解得物块滑到点时受到轨道支持力的大小为：
假设滑板与挡板碰撞前物块与滑板已达到共同速度，设共速的速度大小为，物块与滑板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
设此过程滑板位移大小为，对滑板，由动能定理得：
解得：
因，故假设不成立，说明滑板与挡板碰撞前瞬间物块与滑板未达到共速。
设滑板与挡板碰撞前瞬间滑板的速度大小为，对滑板由动能定理得：
解得：
以向右为正方向，对物块与滑板，由动量守恒定律得：
解得：
由于滑板与挡板的碰撞没有机板能损失，所以滑板与挡板碰撞后的速度大小不变仍为，方向向左，此后滑板做匀减速直线运动，物块向右做减速运动，设两者达到共同的速度大小为，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得：，说明两者速度同时减为零。设此时滑板离的距离为，由动能定理得：
解得：，可知滑板刚好停在初始位置，整个运动过程物块始终相对滑板向右运动，要使物块始终留在滑板上，则物块速度减为零时刚好到达滑板右端，即整个运动过程物块相对滑板的位移大小为。物块、滑板的图像如下图所示，
根据能量守恒定律与功能关系得：
解得：
即滑板长度最小值为。
答：物块滑到点时受到轨道支持力的大小为；
滑板与挡板碰撞前瞬间物块的速度大小为
要使物块始终留在滑板上，滑板长度最小值为。
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