山东省济宁市微山县第二中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题

这是一份山东省济宁市微山县第二中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

注意：本试卷共6页，满分100分，时间90分钟
第I卷（共40分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分
1. 在淄博走时准确的摆钟，被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟（ ）
A. 变慢了，重新校准应减小摆长B. 变慢了，重新校准应增大摆长
C. 变快了，重新校准应减小摆长D. 变快了，重新校准应增大摆长
【答案】A
【解析】
【详解】根据单摆周期公式
在淄博走时准确的摆钟，被考查队员带到珠穆朗玛峰的顶端，重力加速度g变小，周期T变大，所以摆钟变慢了，为了使T变回原来的值，需要重新校准，应减小摆长L。
故选A。
2. 质量为的人立于质量为的平板车上，初始时人与车以速度在光滑水平面上向右运动。当此人相对于车以竖直向上的速度跳起后，车的速度大小为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】人和车在水平方向上动量守恒，当此人相对于车以竖直向上的速度跳起后，人和车之间的相互作用在竖直方向上，在水平方向上仍然满足动量守恒，水平方向的速度不发生变化，所以车的速度仍然为，方向向右，A正确，BCD错误；更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663 故选A。
3. 如图所示，竖直轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为M的物块A，A的上面放置一质量为M的物块B，系统可在竖直方向做简谐运动，振动过程中，AB未分离，则（ ）
A. 平衡位置一定在AB振动过程中速度最大的位置
B. 当B振动到最高点时的加速度一定小于振动到最低点时的加速度
C. 当向上振动经过平衡位置时，B对A的压力为零
D 弹簧被压缩了时，系统速度最大
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据简谐运动特点，物体经过平衡位置时，加速度为零，速度最大，故A正确。
B．根据简谐运动特点，经过最高点及最低点位置的加速度大小相等，故B错误。
C．经过平衡位置时，加速度为零，合外力为零，A对B的支持力跟B自身的重力平衡，故此时B对A的压力为Mg，故C错误。
D．系统速度最大值是平衡位置，此时弹簧被压缩了 ，故D错误。
故选A。
4. 质量为m的木箱放置在光滑的水平地面上，在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始运动,经过时间t速度变为v，则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为( )
A. Ft, 0
B. Ft, mgt
C. mv mgt
D. Ftcsθ, 0
【答案】B
【解析】
【详解】在t时间内，拉力F冲量I=Ft，重力的冲量IG=mgt．
A．Ft，0，与结论不相符，选项A错误；
B．Ft，mgt，与结论相符，选项B正确；
C．mv，mgt，与结论不相符，选项C错误；
D．Ftcsθ，0，与结论不相符，选项D错误；
5. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意可知，时，在处的质点处于
则此时该质点位于平衡位置，故AB错误；
CD.在的下一时刻，的质点向y轴正方向振动，而该横波传播方向沿x轴正向，根据微平移法，C选项符合题意，C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示是一个质点做简谐运动的振动图象，从图中可以知道（ ）
A. 在t= 0时，质点位移为零，速度和加速度也为零
B. 在t= 4s时，质点的速度最大，方向沿y轴的负方向
C. 在t= 3s时，质点振幅为-5cm，周期为4s
D. 无论何时，质点的振幅都是5cm，周期都是4s
【答案】D
【解析】
【详解】A．在t=0时刻，质点的位移为零，质点经过平衡位置，速度最大，而加速度为零．故A错误；
B．在t=4s时，质点经过平衡位置沿正方向运动，此时质点的速度最大．故B错误；
CD．质点的振幅为A=5cm、周期为T=4s，保持不变．故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）

A. 单摆的摆长约为1.0m
B. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=﹣8sin（πt）cm
C. 从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
D. 若该单摆做受迫振动，则驱动力频率增大时，单摆振幅增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．由题图乙可知单摆的周期T=2s，由单摆的周期公式
代入数据可得
L=1.0m
故A正确；
B．由图乙可知振幅
A=8cm
可得
ω=πrad/s
则单摆的位移x随时间t变化的关系式为
x=Asinωt=8sinπt（cm）
故B错误；
C．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球从最低点运动到最高点，摆球所受回复力逐渐增大，故C错误；
D．受迫振动时，驱动力频率接近单摆频率时，振幅最大，驱动力频率增大，不一定是接近单摆频率，故D错误。
故选A。
8. 如图所示的演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现振动稳定后（ ）
A. 各摆的固有周期均相同
B. 各摆振动的周期均与A摆相同
C. C摆振幅最大
D. B摆振动周期最小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据单摆的周期公式
可知，各摆的固有周期与摆长有关，所以A与E的固有周期相同，其他的不同，A错误；
B．由于受迫振动的周期与驱动力的周期相同，所以各摆振动的周期均与A摆相同，B正确；
C．根据受迫振动的特点，当单摆做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期相等时发生共振，其中E发生共振，振幅最大，C错误；
D．根据单摆的周期公式
可知，摆长越长，周期越小，所以C摆的周期最小，D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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，有错选的得0分。
9. 杂技演员做高空表演时，为了安全，常在下面挂一张很大的网.当演员失误从高处掉下落在网上时，与落在相同高度的地面上相比较，下列说法正确的是( )
A. 演员落在网上时的动量较小
B. 演员落在网上时的动量变化较小
C. 演员落在网上时的动量变化较慢
D. 演员落在网上时受到网的作用力较小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．演员在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在网上时的动量和落在地面上动量是相等的，故A错误；
B．演员的初动量相等，而演员落在网上时的动量和落在地上的动量相等，到人的动量变成零，动量的变化是相等的，故B错误；
C．演员落在网上时由于网的缓冲，使减速时间延长，故动量变化较慢，故C正确；
D．因动量的变化量相同，而减速时间延长，则由动量定理可知，演员落在网上受到的网的作用力较小，故D正确。
故选CD。
10. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它的平衡位置为O，在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（ ）
A. 小球在O位置时，动能最大，加速度最小
B. 小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大
C. 小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功
D. 小球从A经O过程中，回复力一直指向平衡位置
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球在O位置时，回复力为零，加速度为零；弹性势能最小，动能最大，故A正确；
B．小球在A、B位置时，位移最大，回复力最大，所以加速度最大；由于弹性势能最大，小球动能最小，故B错误；
C．小球从A经O到B的过程中，回复力先向右后向左，先与小球运动方向相同后相反，所以先做正功后做负功，故C错误；
D．小球在整个运动过程中，回复力一直都指向平衡位置，故D正确。
故选AD。
11. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置处的质点，是平衡位置处的质点，图乙为质点的振动图像，则（ ）
A. 该简谐横波的传播速度为
B. 该简谐横波沿轴正方向传播
C. 在时刻，质点的加速度沿轴正方向
D. 时间内，质点通过的路程小于
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由甲、乙图像可知该简谐波的波长为
周期为
故波速为
A错误；
B．0.2s时质点N经过平衡位置向上振动，说明N是由其左侧邻近质点带动的，所以波沿x轴正方向传播，B正确；
C．0.2s时质点M在平衡位置上方，加速度方向向下（沿轴负方向），C错误；
D．的时间内，质点向最大位移处移动，再从最大位移处向下移动，平均速率小于从平衡位置到最大位移的平均速率，所以路程小于A，即路程小于，D正确。
故选BD。
12. 质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止小球发生正碰，关于碰后的速度v1′和v2′，可能正确的是（ ）
A.
B. v，v
C v，v
D. v，v
【答案】AB
【解析】
【详解】碰撞前总动量为
p=m1v1=1×4kg•m/s=4kg•m/s
碰撞前总动能为
A．碰撞后总动量
动量满足守恒；
碰撞后总动能为
系统机械能不增加，故A正确；
B．碰撞后总动量
动量满足守恒；
碰撞后总动能为
系统机械能不增加，故B正确；
C．碰撞后总动量
动量增大，故C错误；
D．碰撞后总动量
碰撞后总动能为
碰后后面小球的速度大于前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，故D错误。
故选AB。
第ⅱ卷（共60分）
三、实验题：共2小题，每空3分，共21分
13. 如图用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复(假设两小球可视为质点)。下列中必要的步骤是________（填选项的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．测量平抛射程OM，ON
(2)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________（用m1、m2、OP、OM、ON表示）；
(3)若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为_________（用OP、OM、ON表示）。
【答案】 ①. AD ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]要验证动量守恒定律定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，因此由平抛运动水平方向做匀速直线运动可得
，，
代入动量守恒可得
因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移
故选AD
(2)[2]由(1)分析可知，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为
(3)[3]若碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，则
将，，代入可得
14. 某实验小组用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。
（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的______（选填选项前的字母）；
A．长约1m的细线 B．长约1m的橡皮绳
C．直径约1cm的匀质铁球 D．直径约10cm的匀质木球
（2）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为______（用字母l、d表示）。将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……当记数数到“n”用时为t。则重力加速度可表示为______（用字母l、d、n、t等表示）；
（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中的______图。
A. B.
C. D.
【答案】 ①. AC ②. ③. ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]AB．单摆的摆线要求质量轻，伸长可以忽略，长在1m左右，A正确，B错误；
CD．单摆的摆球要求质量大体积小，即密度大的，C正确，D错误。
故选AC；
（2）[2][3]单摆的摆长
根据周期公式
根据计时规律有
解得
（3）[4]根据（2）可得
图像为一次函数的线性关系，ABD错误，C正确。
故选C。
四、计算题：共4小题，第15题8分，第16题10分，第17题每题10分，第18题每题11分，共39分。
15. 如图所示，劲度系数为k的弹簧上端固定在天花板上，下端挂一质量为m的小球，小球静止后，再向下将弹簧拉长x，然后放手，小球开始振动。
（1）请证明小球的振动为简谐运动；
（2）求小球振动的振幅；
（3）求小球运动到最高点的加速度。
【答案】（1）见解析；（2）x；（3），方向竖直向下
【解析】
【分析】
【详解】（1）取竖直向下正方向，当小球到达平衡位置时，弹簧伸长了x0，则有
当小球向下偏离平衡位置x时有
解得
故小球的振动为简谐运动。
（2）小球振动的振幅为x
（3）由简谐运动的对称性得，小球在最高点和最低点的加速度大小相等，方向相反。
在最低点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律得
解得小球运动到最低点时的加速度大小为
故小球运动到最高点时的加速度大小为
方向竖直向下
16. 2021年5月7日，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号08组卫星发射升空，卫星进入预定轨道。大功率火箭一般采取多级推进技术，某班同学分两组各自制作了一级和两级火箭模型，两种火箭模型质量相同，提供的恒定推动力大小均为火箭模型重力的3倍，重力加速度为g，不考虑燃料消耗引起的质量变化，不计空气阻力。
（1）第一组采用一级推进的方式，提供的恒定推动力持续时间为t，求火箭上升的最大高度；
（2）另一组采用二级推进的方式，飞行经过时，火箭丢弃掉一半的质量，剩余时间，火箭推动力不变继续推动剩余部分继续飞行，求火箭上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意对第一组由动量定理得
则火箭上升的最大高度为
解得
（2）由题意对第二组由动量定理得
则火箭上升的最大高度为
解得
17. 如图甲所示，一列简谐横波沿水平直线方向向右传播时，a、b为介质中相距x=10m的两个质点，某时刻a、b两质点正好都经过平衡位置，且a、b间只有一个波峰。已知这列波波源做简谐振动的图像如图乙所示，求：
（1）在20s内位于波源的质点运动的路程是多少？
（2）这列简谐横波传播速度的大小可能是多少？

【答案】（1）40cm；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）由图可知，振幅和周期分别为
20s为5个周期，故路程为
（2）第1种情况，如下图

则
波速为
第2种情况，如下图

则
波速为
第3种情况，如下图

则
波速为
18. 如图所示，质量为m=1kg的滑块，以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，若小车质量M=4kg，滑块与平板小车之间的动摩擦因数μ=0.4,滑块最后与平板小车保持相对静止，(g取10m/s2),不计滑块的大小，求:
(1)滑块与平板小车的共同速度；
(2)欲使滑块不从平板车上滑落，平板车至少多长？
【答案】（1）1m/s（2）2.5m
【解析】
【详解】（1）根据动量守恒定律列出等式:
解得:
（2）根据能量守恒知道整个运动过程中产生的内能等于动能的损失.
代入数据解得: