2023石阡县民族中学高二下学期3月月考试题物理含解析

石阡民族中学2022~2023学年第二学期高二年级3月月考

物理

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水笔签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：人教版选择性必修第一册第一章至第三章第2节。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 关于受迫振动、共振，下列说法正确的是（　　）

A. 做受迫振动的物体的频率与固有频率相等，与驱动力的频率无关

B. 为了防止共振产生危害，建厂房时要考虑厂房的固有频率与机器的固有频率的差别

C. 驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越小，二者之差越大，振幅越大

D. 快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是共振现象

【答案】B

【解析】

【详解】A．做受迫振动的物体的振动频率与物体的固有频率无关，它总是等于驱动力的频率，故A错误；

B．建厂房时要考虑厂房固有频率与机器的固有频率的差别，防止共振损坏建筑，故B正确；

C．驱动力频率与固有频率之差越小，越容易引起共振，则振幅越大，二者之差越大，振幅越小，故C错误；

D．快艇上的机关炮正连续向敌人射击时的振动，该振动与机关枪在射击时的反冲运动有关，与共振无关，故D错误。

故选B。

2. 质量相同的子弹，橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被弹回。不计空气阻力，关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是

A. 子弹对墙的冲量最小

B. 橡皮泥对墙的冲量最小

C. 钢球对墙的冲量最小

D. 子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】由于子弹、橡皮泥和钢球质量相等、初速度相等，则它们动量的变化量为

子弹穿墙而过，末速度的方向为正；橡皮泥粘在墙上，末速度等于0；钢球被以原速率反向弹回，末速度等于，可知子弹的动量变化量最小，钢球的动量变化量最大。由动量定理

所以子弹受到的冲量最小，钢球受到的冲量最大．结合牛顿第三定律可知，子弹对墙的冲量最小，钢球对墙的冲量最大。

故选A。

3. 弹簧振子的振动图像如图所示。在2s~3s的时间内，振子的动能Ek和势能Ep的变化情况是（　　）

A. Ek变小，Ep变大 B. Ek变大，Ep变小

C. Ek、Ep均变小 D. Ek、Ep均变大

【答案】B

【解析】

【详解】由图可知，在2s~3s的时间内，振子由负的最大位移运动至平衡位置，故振子的速度变大，则动能Ek变大，根据能量守恒可知，势能Ep变小。

故选B。

4. 2022年8月9日，浙江衢州市14岁少年打水漂打出吉尼斯世界纪录。“打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量使得撇出去的瓦片在水面上弹跳数次。如图所示，质量为的瓦片以的初速度从某一高度水平抛出，若落水时速度方向与水平方向成60°角，不计空气阻力，重力加速度取。则从抛出到落水的过程中，瓦片所受重力的冲量大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】瓦片做平抛运动，水平分运动为匀速运动，根据速度关系可知落水时的竖直分速度

根据动量定理可得从拋出到落水，瓦片所受重力的冲量大小为

故选C。

5. 一列简谐横波在时刻的波形如图所示，该波的波速为，则下列说法正确的是（　　）

A. 波源的振动周期为

B. 经过，质点M通过的路程为

C. 经过，波沿传播方向前进

D. 若质点M比质点N先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，波长为，则波源的振动周期为

A错误；

B．根据

由于时刻质点M不在平衡位置和最大位移处，所以经过，质点M通过的路程不是一个振幅，B错误；

C．经过，波沿传播方向前进的距离为

C错误；

D．若质点M比质点N先回到平衡位置，说明时刻质点M向上运动，由波形平移法知波沿x轴负方向传播，D正确。

故选D。

6. 如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，已知重力加速度为g，则在振动过程中（　　）

A. 物体的最大动能应等于

B. 弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变

C. 弹簧最大弹性势能等于

D. 物体在最低点时的弹力大小应小于

【答案】C

【解析】

【详解】B．根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能和物体的机械能（即动能和重力势能之和）总和保持不变，故B错误；

AC．规定物体的平衡位置为零重力势能面，则物体在最高点时重力势能为mgA，而此时物体的动能为零，弹簧的弹性势能也为零，根据B项分析可知，弹簧的弹性势能和物体的机械能（即动能和重力势能之和）总和为mgA，当物体运动至平衡位置时动能最大，此时弹簧弹性势能不为零，物体重力势能为零，则物体最大动能一定小于mgA；当物体运动至最低点时，物体的动能为零，重力势能为－mgA，此时弹簧弹性势能最大，为2mgA，故A错误，C正确；

D．物体在平衡位置时，弹簧伸长量为A，弹力大小为mg；物体在最低点时，弹簧伸长量为2A，根据胡克定律可知弹力大小为2mg，故D错误。

故选C。

7. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）

A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力

B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为

C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为

D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒

【答案】AB

【解析】

【详解】A．火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确；

B．在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有

解得火箭的速度大小为

故B正确；

C．喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为

故C错误；

D．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。

故选AB。

8. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止．若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（　　）

A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大

B. 入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大

C. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长

D. 子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大

【答案】D

【解析】

【详解】A．对两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有，而EkA＞EkB，则得到mA＜mB，故A错误．

BD．由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所受的阻力大小相等，设为f，根据动能定理得：对A子弹：-fdA=0-EkA，得EkA=fdA；对B子弹：-fdB=0-EkB，得EkB=fdB．由于dA＞dB，则有子弹入射时的初动能EkA＞EkB，故B错误，D正确．

C．子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析得知，两子弹在木块中运动时间必定相等，否则木块就会运动，故C错误．

9. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点

A. 第1 s末与第3 s末的位移相同 B. 第1 s末与第3 s末的速度相同 C. 3 s末至5 s末的位移方向都相同              D. 3 s末至5 s末的速度方向都相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．把时间t=1s、t=3s代入公式可得位移相同，A对；

B．周期为8s，第1 s末与第3 s末先后两次通过同一位置，位移相同，速度方向相反，B错；

CD．把3 s末至5 s末代入公式可得位移方向相反，加速度方向相反，速度方向相同，C错，D对．

10. 2022年7月3日，世界滑板日大赛海曙站在宁波1844广场开赛，如图所示，质量为m运动员沿倾角α的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，运动员在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff。在整个运动过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 重力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)sinα

B. 支持力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)cosα

C. 摩擦力对运动员的总冲量大小为Ff(t2－t1)

D. 合外力对运动员的冲量大小为0

【答案】BC

【解析】

【详解】A．重力的方向总是竖直向下，则重力对运动员的总冲量大小为

mg(t1＋t2) = IG

A错误；

B．运动员受到的支持力为

FN = mgcosα，方向时刻垂直斜面向上

则支持力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)cosα，B正确；

C．运动员上滑和下滑过程中摩擦力方向发生了改变，则摩擦力对运动员的总冲量大小为Ff(t2－t1)，方向沿斜面向上，C正确；

D．开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，根据动量定理可知

I合 = P

显然合外力的冲量不为0，D错误。

故选BC。

11. 如图甲所示，弹簧振子中小球运动的最左端M（最右端N）与平衡位置O间的距离为l，规定向右为正方向，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 图乙中应为l

B. 时间内小球由M向O运动

C. 时间内小球由M向O运动

D. 时间内与时间内小球运动方向相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．结合甲乙两图可知， 时刻振子的位移为正值且最大，振子位于N点，x0的大小等于l，故A正确；

B．时间内，小球位移为正值，且逐渐增大，振子由O向N运动，故B错误；

C．时间内，小球位移为正值，且逐渐减小，振子由N向O运动，故C错误；

D．由图乙知，时间内与时间内，小球均向正方向运动，故D正确。

故选AD。

12. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则(     )

A. t=1s时物块的动量大小为1kg·m/s

B. t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s

C. t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s

D. t=4s时物块的动量大小为零

【答案】B

【解析】

【详解】根据动量定理：

而F-t图像的面积等于力F的冲量，等于物体动量的变化。

A．则由图像可知，t=1s时物块的动量大小为

p1=2×1N∙s=2kg·m/s

A错误；

B．同理可知，t=2s时物块的动量大小为

p2=2×2N∙s=4kg·m/s

B正确；

C．t=3s时物块的动量大小为

p3=(2×2-1×1)N∙s=3kg·m/s

C错误；

D．t=4s时物块的动量大小为

P4=(2×2-1×2)N∙s=2kg·m/s

D错误。

故选B。

二、实验题（本题共2小题，共15分）

13. 如图甲为用单摆测重力加速度的实验装置，在实验中用最小刻度为的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。

（1）下列说法正确的有_________。（填字母）

A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态

B．摆长等于摆线的长度加上摆球的直径

C．测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时

D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球

（2）为悬挂点，从图乙可知单摆的摆长为_________。

（3）若用表示单摆的摆长，表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小_________。

（4）若把该单摆放在月球上，则其摆动周期_________（填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】    ①. A    ②. （均可）    ③.     ④. 变大

【解析】

【详解】（1）[1]A．测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确，故A正确；

B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，故B错误；

C．计时应从摆球经过平衡位置（或最低点）时开始计时，测多次全振动所用时间后求出周期的平均值，故C错误；

D．摆球应选择质量大一些、体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球，故D错误。

故选A。

（2）[2]从悬点到球心的距离即为摆长，由图可读出摆长；

（3）[3]若用表示单摆的摆长，表示单摆振动周期，由单摆的周期公式，可求出当地重力加速度大小

（4）[4]由于月球上的重力加速度比地球上的重力加速度小，所以将同一单摆放在月球上时，其摆动周期将变大。

14. 如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b的质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。

（1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是___________（填字母）。

A．需要测出小球抛出点距地面的高度H

B．需要测出小球做平抛运动的水平射程

C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具

D．斜槽轨道末端应该保持水平

E．斜槽应尽量光滑

（2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是___________。

（3）实验中对小球的要求是：质量m1___________（填“>”“=”或“<”）m2，直径d1___________（填“>”“=”或“<”）d2。

（4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为，，，若关系式___________成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。

【答案】    ①. BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB    ②. 保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置    ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]ABC．本实验用代入验证，时间可以消去，故需要测量小球的水平射程和两小球的质量，不需要测量时间，即不需要测量抛出点距地面的高度，A错误，BC正确；

D．为保证小球从斜槽末端段飞出时做平抛运动，应保证斜槽末端水平，D正确；

E．斜槽光滑与否对实验结果不影响，只要保证入射小球均从同一高度释放，保证碰撞前入射小球的速度相同即可，E错误。

故选BCD。

（2）[2]保持入射小球从同一位置释放是为了保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置；

（3）[3][4]为了保证小球碰撞为对心碰撞，且碰后不反弹，要求，；

（4）[5]碰撞时满足动量守恒有

两边同时乘以下落时间有

三、计算题（本题共3小题，共计37分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 一位同学在研究某水平弹簧振子振动特性的过程中绘制出的弹簧振子的位移时间图像如图所示，请根据图中标注的数据，求：

（1）该弹簧振子位移时间的函数表达式（用正弦函数表示，振子初相位取值范围为：）；

（2）该弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程、时振子的位移以及0~6s内振子的位移。

【答案】（1）；（2）0.8m，0.2m，-0.2m

【解析】

【详解】（1）由图像可知，振子的周期为

又角速度为

由图像可得简谐运动的位移随时间变化的关系式为

（2）由简谐运动的周期性，一个周期内通过的路程为，所以该弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为

由图像可知，时振子的位移为

由于弹簧振子做周期运动，故0~6s内的时间，则有

所以振子的位移为-0.2m。

16. 波源位于坐标原点，时刻开始振动，如图甲所示是简谐横波在某时刻的部分波动图像，如图乙所示是这列波上处质点从时刻开始振动的图像，求：

（1）波的振动周期以及波源的振动方程；

（2）时，处质点已通过的路程。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）由图甲可知，则有

时刻位于坐标原点的波源开始振动，时刻波上处质点开始振动，则波速为

波的周期为

由图乙知，振幅为

波源的起振方向向下，则波源的振动方程为

（2）处质点在时刻开始振动，则

时，质点已振动了

质点从平衡位置起振，每经过T路程为4A，则时，质点通过的路程为

17. 如图所示，将质量为0.4kg的长木板静止放置在光滑的水平面上，在其左侧竖直面内固定一个半径为的四分之一光滑圆弧轨道，轨道的最低点切线水平且与长木板等高，让质量为0.2kg的木块从轨道的最高点由静止开始下滑，最终木块刚好不离开木板，已知木块与长木板之间的滑动摩擦力大小为，重力加速度为g取，求：

（1）木板长度；

（2）木块在木板上的滑行时间；

（3）木块从静止开始下落到稳定运行，合力对其冲量为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设木板、木块的质量分别为2m、m，木板的长度为L，设木块刚滑上木板时的速度设为v，由机械能守恒定律可得

木块、木板组成的系统动量守恒，设二者的共同速度为，由动量守恒定律可得

系统动能的减小量等于生成的内能，则有

解得

（2）对木板由动量定理可得

解得

（3）木块从静止开始下落到稳定运行，由动量定理可得合力的冲量为

计算可得