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2024-2025学年河北省唐山市开滦第二中学高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案）
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这是一份2024-2025学年河北省唐山市开滦第二中学高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是( )
A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒
B. 小车与木箱组成的系统动量守恒
C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小不相等
2.某简谐振动的y−t图像如图所示，则以下说法正确的是( )
A. 振幅为2cmB. 0.2s时加速度方向竖直向下
C. 0.1s时速度为0D. 频率为2.5Hz
3.如图，质量为m的物块原本静止在倾角为α的斜面上，后来，在与斜面夹角为θ的恒力F拉动下向上运动，经过时间t，则在运动过程中( )
A. 物块重力的冲量为0B. 物块所受拉力的冲量为Ftcsθ
C. 物块的动量一定增大D. 物块受到合力的冲量为Ftcsθ
4.甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s;碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s。甲、乙两物体质量之比为( )
A. 2∶3B. 2∶5C. 3∶5D. 5∶3
5.近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量m=200 g的手机，从离人眼约ℎ=20 cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为t=0.01 s，取重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是 ( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向上
B. 手机对眼睛的作用力大小约为42 N
C. 全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s
D. 全过程手机动量的变化量大小约为0.42 N·s
6.一质量为m1的物体以v0的初速度与另一质量为m2的静止物体发生碰撞，其中m2=km1，k<1。碰撞可分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞以及非弹性碰撞。碰撞后两物体速度分别为v1和v2.假设碰撞在一维上进行，且一个物体不可能穿过另一个物体。物体1碰撞后与碰撞前速度之比r=v1v0的取值范围是( )
A. 1−k1+k≤r≤1B. 1−k1+k≤r≤11+k
C. 0≤r≤21+kD. 11+k≤r≤21+k
7.如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A，B两物体固定于轻弹簧两端，其中B的质量为m=2kg。对物体B施加一沿斜面向下大小为20N的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，当B运动至最高点时，A恰好要离开挡板。重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大B. 物块B运动过程中最大加速度为5m/s2
C. 物块A的质量为2kgD. 物块A受挡板支持力的最大值为30N
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1′和v2′，下面可能正确的是 ( )
A. v1 ′=v2 ′=43m/sB. v1′=3 m/s，v2′=0.5 m/s
C. v1′=1 m/s，v2′=3 m/sD. v 1′=−1 m/s，v 2′=2.5 m/s
9.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点，t=0时振子的位移为x1=0.15m，t=1s时位移为x2=−0.15m，则( )
A. 振子在x1与x2两处的加速度可能相等
B. 振子在x1与x2两处的速度可能不同
C. 若振幅为0.30m，振子的周期可能为1.2s
D. 若振幅为0.30m，振子的周期可能为4s
10.两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一水平轻质弹簧，用细线(未画出)拴在一起，放在光滑的水平桌面上，烧断细线后，木块A、B分别向左、右方向运动，离开桌面后均做平抛运动(离 开桌面前两木块已和弹簧分离)，落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA=1 m，lB=2 m，如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B. 木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C. 木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB=1∶2
D. 弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB=1∶2
三、实验题：本大题共1小题，共14分。
11.(1)如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。
①下列说法中不符合本实验要求的是_______ 。(选填选项前面的字母)
A.入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时，轨道末端必须水平
D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②小球a、b的质量m1、m2应该满足m1____m2(填大于或小于或等于)，放上被碰小球后小球a、b的落地点依次是图中水平面上的____点和________点。实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。如果满足等式：____，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨
上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动
量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
A.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平；
C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
D.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；
E.按下电钮放开卡销，同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
本实验中还应测量的物理量是________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
12.“蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味。若此人质量为60kg，橡皮绳原长20m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间为6s。(g=10m/s2)
(1)此人下落到橡皮绳刚伸直(原长)时，人的动量是多少？
(2)从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力为多大？
13.如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧(劲度系数为k)，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球(质量为m)相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为t=0时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：
(1)该振子在0∼2024s内的总路程；
(2)弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。
(3)若将甲图中小球竖直悬挂起来后(如图丙所示)，再向下将弹簧拉长x，然后放手，小球开始振动。该振动是简谐振动吗？(只需回答“是”或“不是”)并求出小球运动到最高点的加速度。(结果用题中字母表示)
14.在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一个小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
(1)C与B结成D后，系统损失的机械能；
(2)弹簧长度被锁定后，储存的弹性势能；
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中，A球的最大速度。
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.C
5.B
6.B
7.C
8.AD
9.BC
10.ABC
11. A 大于 M N m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON L2 mAL1t1−mBL2t2=0
12.解：
(1)人做自由落体运动，下落20m高度时，根据2gℎ=v 2
解得v=20m/s
所以此时人的动量大小p=mv=1200kg⋅m/s
(2)人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1，则t1= 2ℎg= 2×2010s=2s
橡皮绳作用时间t2 =4s
由动量定理得F−mgt2= 0−−mv
橡皮绳对人的平均作用力大小为F=mg+mvt2=900N
13.(1)O、M两点间的距离即为弹簧振子的振幅A，由图乙可知
A=5cm
振子的振动周期为
T=8s
则0∼2024s内的总路程为
s=tT×4A=2024s8s×4×5cm=5060cm=50．6m
(2)简谐运动的位移与时间的关系式为
x=Asinωt+φ
其中
ω=2πT=π4
由图乙可知， t=2s 时 x=−5cm ，代入位移与时间的关系式得
sinπ2+φ=−1
解得
φ=π
则弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式为
x=5sinπ4t+πcm
(3)“是”简谐振动。在平衡位置时有
mg=kx0
由简谐振动的对称性可知，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，有
kx+x0−mg=ma
解得
a=kxm ，方向竖直向上
所以小球在最高点的加速度为
a=kxm ，方向竖直向下
14.(1)设C球与B球结成D时，D的速度为 v1 ，由动量守恒定律得mv0=2mv1
损失的机械能为E损=12mv02−12×2mv12
解得E损=14mv02
(2)弹簧被锁定时，A、D速度相等，由动量守恒定律得2mv1=3mv2
由能量守恒Ep=122mv12−123mv22
解得Ep=112mv02
(3)在A刚要离开挡板时，弹簧弹性势能转化为D的动能，由能量守恒定律得Ep=122mvD2
解得vD= 36v0
弹簧再次恢复原长时，A球速度最大，由动量守恒和机械能守恒得
2mvD=mv3+2mv4
122mvD2=12mv32+122mv42
解得v3=2 39v0
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱。关于上述过程，下列说法中正确的是( )
A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒
B. 小车与木箱组成的系统动量守恒
C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小不相等
2.某简谐振动的y−t图像如图所示，则以下说法正确的是( )
A. 振幅为2cmB. 0.2s时加速度方向竖直向下
C. 0.1s时速度为0D. 频率为2.5Hz
3.如图，质量为m的物块原本静止在倾角为α的斜面上，后来，在与斜面夹角为θ的恒力F拉动下向上运动，经过时间t，则在运动过程中( )
A. 物块重力的冲量为0B. 物块所受拉力的冲量为Ftcsθ
C. 物块的动量一定增大D. 物块受到合力的冲量为Ftcsθ
4.甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s;碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s。甲、乙两物体质量之比为( )
A. 2∶3B. 2∶5C. 3∶5D. 5∶3
5.近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量m=200 g的手机，从离人眼约ℎ=20 cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为t=0.01 s，取重力加速度g=10 m/s2，下列分析正确的是 ( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向上
B. 手机对眼睛的作用力大小约为42 N
C. 全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s
D. 全过程手机动量的变化量大小约为0.42 N·s
6.一质量为m1的物体以v0的初速度与另一质量为m2的静止物体发生碰撞，其中m2=km1，k<1。碰撞可分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞以及非弹性碰撞。碰撞后两物体速度分别为v1和v2.假设碰撞在一维上进行，且一个物体不可能穿过另一个物体。物体1碰撞后与碰撞前速度之比r=v1v0的取值范围是( )
A. 1−k1+k≤r≤1B. 1−k1+k≤r≤11+k
C. 0≤r≤21+kD. 11+k≤r≤21+k
7.如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，A，B两物体固定于轻弹簧两端，其中B的质量为m=2kg。对物体B施加一沿斜面向下大小为20N的压力F，使B静止于P点。撤掉力F，当B运动至最高点时，A恰好要离开挡板。重力加速度g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 弹簧恢复原长时B的速度达到最大B. 物块B运动过程中最大加速度为5m/s2
C. 物块A的质量为2kgD. 物块A受挡板支持力的最大值为30N
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1′和v2′，下面可能正确的是 ( )
A. v1 ′=v2 ′=43m/sB. v1′=3 m/s，v2′=0.5 m/s
C. v1′=1 m/s，v2′=3 m/sD. v 1′=−1 m/s，v 2′=2.5 m/s
9.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点，t=0时振子的位移为x1=0.15m，t=1s时位移为x2=−0.15m，则( )
A. 振子在x1与x2两处的加速度可能相等
B. 振子在x1与x2两处的速度可能不同
C. 若振幅为0.30m，振子的周期可能为1.2s
D. 若振幅为0.30m，振子的周期可能为4s
10.两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一水平轻质弹簧，用细线(未画出)拴在一起，放在光滑的水平桌面上，烧断细线后，木块A、B分别向左、右方向运动，离开桌面后均做平抛运动(离 开桌面前两木块已和弹簧分离)，落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA=1 m，lB=2 m，如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B. 木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C. 木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB=1∶2
D. 弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB=1∶2
三、实验题：本大题共1小题，共14分。
11.(1)如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。
①下列说法中不符合本实验要求的是_______ 。(选填选项前面的字母)
A.入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时，轨道末端必须水平
D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②小球a、b的质量m1、m2应该满足m1____m2(填大于或小于或等于)，放上被碰小球后小球a、b的落地点依次是图中水平面上的____点和________点。实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON。如果满足等式：____，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。
(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨
上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动
量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
A.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平；
C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
D.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；
E.按下电钮放开卡销，同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
本实验中还应测量的物理量是________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
12.“蹦极”是一项勇敢者的运动，如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落，在空中感受失重的滋味。若此人质量为60kg，橡皮绳原长20m，人可看成质点，且此人从P点自静止下落到最低点所用时间为6s。(g=10m/s2)
(1)此人下落到橡皮绳刚伸直(原长)时，人的动量是多少？
(2)从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力为多大？
13.如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧(劲度系数为k)，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球(质量为m)相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为t=0时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：
(1)该振子在0∼2024s内的总路程；
(2)弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。
(3)若将甲图中小球竖直悬挂起来后(如图丙所示)，再向下将弹簧拉长x，然后放手，小球开始振动。该振动是简谐振动吗？(只需回答“是”或“不是”)并求出小球运动到最高点的加速度。(结果用题中字母表示)
14.在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一个小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。求：
(1)C与B结成D后，系统损失的机械能；
(2)弹簧长度被锁定后，储存的弹性势能；
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中，A球的最大速度。
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.C
5.B
6.B
7.C
8.AD
9.BC
10.ABC
11. A 大于 M N m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON L2 mAL1t1−mBL2t2=0
12.解：
(1)人做自由落体运动，下落20m高度时，根据2gℎ=v 2
解得v=20m/s
所以此时人的动量大小p=mv=1200kg⋅m/s
(2)人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1，则t1= 2ℎg= 2×2010s=2s
橡皮绳作用时间t2 =4s
由动量定理得F−mgt2= 0−−mv
橡皮绳对人的平均作用力大小为F=mg+mvt2=900N
13.(1)O、M两点间的距离即为弹簧振子的振幅A，由图乙可知
A=5cm
振子的振动周期为
T=8s
则0∼2024s内的总路程为
s=tT×4A=2024s8s×4×5cm=5060cm=50．6m
(2)简谐运动的位移与时间的关系式为
x=Asinωt+φ
其中
ω=2πT=π4
由图乙可知， t=2s 时 x=−5cm ，代入位移与时间的关系式得
sinπ2+φ=−1
解得
φ=π
则弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式为
x=5sinπ4t+πcm
(3)“是”简谐振动。在平衡位置时有
mg=kx0
由简谐振动的对称性可知，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，有
kx+x0−mg=ma
解得
a=kxm ，方向竖直向上
所以小球在最高点的加速度为
a=kxm ，方向竖直向下
14.(1)设C球与B球结成D时，D的速度为 v1 ，由动量守恒定律得mv0=2mv1
损失的机械能为E损=12mv02−12×2mv12
解得E损=14mv02
(2)弹簧被锁定时，A、D速度相等，由动量守恒定律得2mv1=3mv2
由能量守恒Ep=122mv12−123mv22
解得Ep=112mv02
(3)在A刚要离开挡板时，弹簧弹性势能转化为D的动能，由能量守恒定律得Ep=122mvD2
解得vD= 36v0
弹簧再次恢复原长时，A球速度最大，由动量守恒和机械能守恒得
2mvD=mv3+2mv4
122mvD2=12mv32+122mv42
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