广西崇左市大新县民族高级中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含解析）

大新县民族高级中学2023-2024学年高二下学期5月月考
物理
（考试范围：选修一 第一、二、三章）
（试卷总分100分，考试时间75分钟）
注意事项：
1．答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。
3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项正确，选对的得4分，第8～10题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
B．小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C．小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
D．若位移为负值，则加速度一定为负值
2．如图所示，某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．时，振子的速度为零，加速度为正的最大值
B．时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C．时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D．时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
3．如图所示，在光滑的水平面上有两物块，其中的质量为的质量为，物块的左端固定一个轻弹簧。一开始物块及弹簧静止，物块以速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物块发生作用，则弹簧最大的弹性势能是（ ）
A． B． C． D．
4．生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩。如图所示，质量为450kg的小船静止在水面上，质量为50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为2m，不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．人在甲板上散步时，船将后退 B．人在立定跳远的过程中船保持静止
C．人在立定跳远的过程中船后退了0.4m D．人相对地面的成绩为2.2m
5．小南同学为研究浮漂在水中的振动情况，设计了如图甲所示的实验装置。浮漂下方绕上铁丝后放在静水中，将其向下缓慢按压后放手，浮漂上下振动，其运动近似为竖直方向的简谐振动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，浮漂振动图像如图乙所示，则（ ）
A．浮漂的回复力仅由浮力提供 B．浮漂的振幅为8cm
C．振动频率与按压的深度有关 D．0.1～0.2s内，浮漂的加速度大小增加
6．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（ ）
A．只有甲、乙 B．只有丙、丁 C．只有甲、丙 D．只有乙、丁
7．一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点是传播介质中离坐标原点处的一个质点。则以下说法中正确的是（ ）
A．质点的振幅为
B．波的频率可能为
C．波的传播速度可能为
D．在时刻与相距处的质点一定沿轴正方向运动
8．一质点沿轴做简谐运动的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该质点的振动周期为 B．时，该质点沿轴负方向运动
C．在一个周期内，该质点的位移为 D．在内，该质点的速度先增大后减小
9．质量相等的高铁列车与普通列车分别受到恒定动力的作用从静止开始做匀加速运动，在和时刻的速度分别达到和时，撤去和，此后两列车继续做匀减速运动直至停止，两列车运动速度随时间变化的图线如图所示，设两次摩擦力的冲量分别为，摩擦力做的功分别为和的冲量分别为和和做的功分别为。下列结论正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于和处，振幅均为，波速均为。时刻，平衡位置处于和的两质点刚开始振动。质点的平衡位置处于处，以下说法正确的是（ ）
A．时，处质点的位移为
B．时，质点振动方向向上，质点振动方向向下
C．两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变
D．时，平衡位置处于之间的质点位移均为0
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分，每空2分）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）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量______，来间接解决这个问题；
A．小球开始释放的高度h B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平位移
（2）用天平测量两个小球的质量。图中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放；然后，把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置静止释放，与小球相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点，并测量出平均水平位移。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用上述步骤中测量的量表示）；
（3）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点。用刻度尺测量斜面顶点到三点的距离分别为。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用所测物理量的字母表示）。
12．（10分，每空2分）某实验小组用铁架台、长约的细绳、直径约为的金属球、米尺、位移传感器、数据采集器和电脑等器材测量重力加速度。实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，其示数为______；
（2）按图乙安装实验装置。当摆球静止时，测出摆长。将摆球拉开一角度后释放，摆球做简谐运动时，位移传感器记录摆球摆动过程中位移随时间变化的关系，其中的一段图像如图丙所示，则此单摆的周期______；他在组装单摆时，在摆线上端的悬点处，采用了甲、乙两种方式，正确的方式是______（填“甲”或“乙”）；
（3）改变摆长，重复步骤（2），测得多组数据，利用计算机作出图像，根据图像得到，则当地重力加速度大小为______（结果保留三位有效数字）
（4）下列说法正确的是______（填选项前的字母）。
A．选择密度较小的摆球，测得的g值误差较小
B．把摆球从平衡位置拉开30°角后释放，重复步骤（2），仍能测出单摆周期
C．用悬线的长度加摆球直径作为摆长，代入计算得到的值偏大
13．（10分）如图所示，在光滑水平面上，有一质量的薄板，板上有质量的物块，两者以的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向，求：
（1）物块最后的速度；
（2）当物块的速度大小为时，薄板的速度。
14．（12分）如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：
（1）该振子简谐运动的表达式；
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
（3）该振子在前100s的总位移和总路程。
15．（16分）某游戏装置如图所示，左侧固定一张长的桌子，水平桌面的边缘上有两个小物块甲、乙，质量分别为，两物块与桌面之间的动摩擦因数均为；右侧有一根不可伸长的细线，长度为，能够承受的最大拉力，细线上端固定在点，下端系有一个侧面开口的轻盒（质量不计），初始时刻盒子锁定在点且细线伸直，与竖直方向夹角点正下方处有一细长的钉子，用于阻挡细线。某次游戏时，敲击物块甲，使其获得的初速度，一段时间后与物块乙发生碰撞，碰撞时间极短且碰后粘在一起，形成组合体从边缘飞出，当组合体沿垂直方向飞入盒子时，盒子立即解锁，之后组合体与盒子一起运动不再分离。若组合体碰撞盒子前后速度不变，空气阻力不计，物块与轻盒大小可忽略，（，重力加速度）求：
（1）物块甲即将碰到乙时的速度大小；
（2）组合体到达点时的速度大小；
（3）细线被钉子挡住后的瞬间对盒子的拉力大小；
（4）若的大小可调，要求细线被钉子挡住后始终伸直且不断裂，求的可调范围。
高二物理
参考答案及评分标准
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项正确，选对的得4分，第8～10题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．【答案】C
【详解】A．小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同均为零，故C错误；B．当小球通过平衡位置时，位移为零，速度最大，故B错误；
C．小球每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，故A正确；
D．小球所受的回复力始终指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为正值，小球的加速度为正值，故D错误。
2．【答案】A
【详解】A．时，在负向最大位移处，故速度为零，，加速度最大，为正，故A正确；
B．时，振子的速度为正，加速度为零，故B错误；
C．时，振子的速度为零，加速度负向最大，故C错误；
D．时，振子的速度为负，加速度为零，故D错误。
3．【答案】B
【详解】当的速度大于的速度时，弹簧的压缩量逐渐增大，当速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，设系统的共同速度为。以组成的系统为研究对象，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得弹簧弹性势能最大值为故ACD错误，B正确。
4．【答案】A
【详解】A．根据反冲运动中的人船模型可知：人在甲板上散步时，船将后退，故A正确；
BC．设船的质量为，后退位移为，人船相对运动位移为，根据人船模型动量守恒有，代入已知量解得。人在立定跳远的过程中船后退了，故BC错误；
5．【答案】D
【详解】A．浮漂的回复力由重力和浮力的合力提供，A错误；
B．由图乙可知浮漂的振幅为4cm，B错误；
C．由于浮漂做简谐运动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐运动的特点可知，其振动频率与振幅无关，即振动频率与按压的深度无关，C错误；
D．由图可知，浮漂的位移增大，根据，可知加速度增大，D正确。
6．【答案】C
【详解】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。
7．【答案】C
【详解】A．振幅为质点离开平衡位置的最大距离，由题图知，质点P的振幅为0.1m，故A错误。
B．波沿轴正方向传播，则
周期为
频率为
所以波的频率可能为，不可能为，故B错误；
C．波速为
当时，，故C正确。
D．波沿轴正方向传播，在时刻沿轴正方向运动，与之相距处的质点分别在处和处，其中处的质点振动情况与处质点振动情况一样，沿轴正方向，而距原点的质点与处振动情况一样，速度沿轴负方向，D错误。
8．【答案】AD
【详解】A．质点完成一次全振动的时间叫周期，由题图知该质点的振动周期为0.4s，故A正确；
B．0.4s后，质点由平衡位置向正向最大位移处运动，所以0.4s时，该质点沿y轴正方向运动，故B错误；
C．经过一个周期，质点回到原位置，则在一个周期内，该质点的位移为0，故C错误；
D．在0.3~0.5s内，该质点先衡位置，后远离平衡位置，则质点的速度先增大后减小，故D正确。
9．【答案】AC
【详解】A．根据撤去动力后列车的运动情况可知，两列车受到的摩擦力相等，两列车全程的时间之比，故，A正确；
B．因图线与轴围成的面积表示位移，故两列车全程的位移之比，故，В错误；
C．对列车全过程利用动量定理，有，故，C正确；
D．对列车全过程利用动能定理，有，故，D错误。
10．【答案】ACD
【详解】A．两列波的周期为时，两列波各自向前传播一个波长，由波的叠加原理可知，处质点的位移为，故A正确；
B．由“同侧法”可知，时，质点振动方向向下，质点振动方向向上，故B错误；
C．根据波的独立传播原理可知，两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变，故C正确；
D．时，两列波各自向前传播个波长，则根据波的叠加原理可知，平衡位置处于之间的质点位移均为0，故D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分，每小题2分）
【答案】C；；
【详解】（1）因为小球做平抛运动，下落时间相等，故可用水平位移代替平抛的速度，则实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，来间接解决这个问题；
（2）设落地时间为，则有，而动量守恒的表达式为；所以若两球相碰前后的动量守恒，则有
（3）碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为的落点是图中的点，设其水平初速度为。设斜面与水平面的倾角为，由平抛运动规律得解得
同理可见速度正比于，所以只要验证即可。
12．（10分，每空2分）
【答案】10.20；1.6；乙；9.86；BC/CB
【详解】（1）游标卡尺示数为
（2）由图可知小球振动周期；C
（3）图线斜率，解得
（4）A．为减小实验误差，应选择密度较大的摆球，故A错误；
B．把摆球从平衡位置拉开后释放，摆角逐渐减小，当摆角小于后，摆动可视为单摆做简谐运动，根据计算机记录的图像，仍能测出单摆周期，故B正确；
C．由单摆的周期公式，可推出重力加速度的计算式
可知，摆长偏大则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；
13．（10分）
【答案】
（1）由于水平面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，设共同运动速度大小为，由动量守恒定律得
代入数据解得
方向水平向右。
（2）由（1）知，物块速度大小为时，方向向左
由动量守恒定律得
代入数据解得
方向水平向右。
14．（12分）
【答案】（1）由振动图像可得：，则
故该振子做简谐运动的表达式为
（2）由题图可知，在第2s末振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断增大，加速度也变大，速度不断变小，动能减小，弹性势能逐渐增大。
在第3s末，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。
（3）振子经过一个周期位移为零，路程为
前刚好经过了25个周期，所以前振子位移
振子经过的路程为
15．（16分）
【详解】（1）甲向右做匀减速直线运动，根据动能定理有
解得
（2）甲乙发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有
碰撞后，甲乙做平抛运动，在点，就速度分解有
解得
（3）组合体运动到钉子正下方时，根据动能定理有
解得
细线被钉子挡住后的瞬间对盒子分析有
解得
（4）当刚好能摆到钉子等高处时
解得
当能绕钉子做完整的圆周运动且刚好通过最高点时
解得
在该条件下同时需满足在最低点绳子不断裂，得
解得
综上可知的可调范围为或