陕西省西安市临潼区华清中学2024-2025学年高二（上）月考物理试卷（12月份）(含答案)

陕西省西安市临潼区华清中学2024-2025学年高二（上）月考物理试卷（12月份）
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.水平固定光滑杆上套有一个圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个小木块，整个装置处于静止状态。某时刻，一颗子弹以一定初速度射入木块子弹没有穿出并随木块摆至最高点，则以下说法正确的是( )
A. 子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能守恒
B. 子弹随木块一起向上摆至最高点的过程中，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能不守恒
C. 子弹随木块摆至最高点时，子弹和木块的瞬时速度为零
D. 整个过程中，圆环、绳、木块和子弹所组成的系统动量守恒
2.为了模拟宇宙大爆炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有( )
A. 相同的速率 B. 大小相同的动量 C. 相同的质量 D. 相同的动能
3.甲、乙两铁球质量分别是、，在光滑水平面上沿同一直线运动，速度分别是、甲追上乙发生正碰后两铁球的速度有可能是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
4.如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度大约是可以把人看作质点( )
A.
B.
C.
D.
5.一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移与时间的关系图线如图所示，下列选项中错误的是( )
A. 该简谐运动的频率是，振幅是
B. 该简谐运动的表达式可能为
C. 时振子的位移为
D. 时振子的速度最大，沿轴负方向。
6.如图所示，风洞喷出竖直向上的气流使几个实验者悬停在空中，其中甲、乙两人的质量分别为、，迎风面积分别为、，若作用于甲、乙的气流密度、气流速度大小均相同，气流吹到人身上后水平散开，两人互不影响，则：等于( )
A. B. C. ： D. ：
7.如图所示，光滑的水平面上，小球甲以水平向右的速度与静止的小球乙发生正碰，两小球质量均匀、半径相同，规定水平向右为正方向，下列说法正确的是( )
A. 若甲的质量小于乙的质量，且甲、乙发生弹性碰撞，则碰撞后甲的速度可能为正
B. 若甲、乙发生弹性碰撞，且碰撞后甲、乙的速度分别为、，则碰撞之前甲的速度为
C. 若甲、乙发生完全非弹性碰撞产生的热量为，且甲、乙的质量之比为：，碰前甲的速度为，则乙的质量为
D. 若甲、乙发生弹性碰撞，且碰后甲、乙的速度大小相等，则甲、乙的质量之比为：
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.静止放置在水平面上的物体，从时刻受到随时间均匀减小的水平向右的拉力和不变的摩擦阻力共同作用，已知拉力与阻力随时间变化的图像如图所示，则( )
A. 在时间内，物体重力的冲量为零
B. 时刻物体的速度一定为零
C. 时刻物体一定向右运动
D. 根据题设条件可求出物体运动的最大速度
9.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体和，放在光滑的水平面上，物体被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量为，物体和的质量相同均为，则( )
A. 子弹射入中过程，物体获得的最大速度为
B. 弹簧压缩到最短时，的速度为
C. 运动过程中，物体能获得的最大速度为
D. 弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为
10.如图所示，质量的滑块静止放置于光滑平台上，的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径，连线与竖直方向夹角为，另一与完全相同的滑块从点由静止开始沿圆弧下滑。滑块滑至平台上挤压弹簧，弹簧恢复原长后滑块离开平台滑上小车且恰好未滑落，滑块与小车之间的动摩擦因数，滑块、可视为质点，重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 滑块刚到平台上的速度大小为 B. 该过程中弹簧弹性势能的最大值为
C. 该过程中由于摩擦产生的热量为 D. 小车的长度为
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.用如图所示的装置验证动量守恒定律。质量为的钢球用细线悬挂于点，质量为的钢球放在离地面高度为的小支柱上，点到球球心的距离为，使悬线在球释放前张紧，且线与竖直线的夹角为，球释放后摆到最低点时恰好与球正碰，碰撞后球把轻质指针由竖直位置推移到与竖直线夹角处，球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸保持不变，多次重复上述实验，白纸上记录了多个球的落点。已知重力加速度为。
为了验证两球碰撞过程动量守恒，除了测量质量、，夹角、，高度的数据外，还应测量______、______等物理量。
用测量到的物理量表示碰撞前后球、球的动量分别为：______，______，______，______。
12.用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块和相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平。
该装置在用于“验证动量守恒定律”时______填“需要”或“不需要”测出遮光条的宽度。
滑块置于光电门的左侧，滑块静置于两光电门之间，给一个向右的初速度，先后通过光电门和的时间为、，滑块通过光电门的挡光时间为；为使滑块能通过光电门，则 ______小于、等于、大于。
若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式______用分式、、、、表达。
改变实验装置用于验证动量定理：拿下滑块、，把气垫导轨左端抬高，使导轨与水平面夹角为，然后固定导轨。让滑块从光电门的左边由静止滑下，通过光电门、的时间为、，通过光电门和之间的时间间隔为，重力加速度为，如果关系式______用、、、及表示在误差范围内成立，表明动量定理成立。
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.一物体沿轴做简谐运动，振幅为，频率为，在时，位移是。
试写出用正弦函数表示的振动方程；
画出简谐振动的图像画一个周期；
内通过的路程是多少？
14.用两只玩具小车、做模拟碰撞实验，玩具小车、质量分别为和，把两车放置在相距的水平面上。现让小车在水平恒力作用下向着小车运动，恒力作用一段时间后撤去，小车继续运动与小车发生碰撞，碰撞后两车粘在一起，滑行停下。已知两车运动所受的阻力均为重力的倍，重力加速度取求
两个小车碰撞后的速度大小；
小车受到的恒力的作用时间。
15.如图所示的水平面，点左侧和点右侧的水平面光滑，半径为、质量的光滑圆弧形槽放在水平面上，弧形槽刚好与水平面相切于点，质量为的物块乙左端拴接一轻弹簧，静止在水平面上，弹簧原长时左端点刚好位于水平面上的点。已知段粗糙且物块甲与段间的动摩擦因数为，、两点之间的距离为，质量为的物块甲由弧形槽的最高点无初速度释放，重力加速度为，两物块均可视为质点。求：
物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小；
整个过程中弹簧储存的弹性势能的最大值。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】水平位移 线长
12.【答案】相等 不需要 大于
13.【答案】解：简谐运动振动方程的一般表达式为
根据题意可知
，
则有
将，代入可得
则振动方程为
简谐振动的图像如图所示
周期为
由于
在一个周期内物体通过的路程为，则内通过的路程为
答：振动方程为；
简谐振动的图像见解析；
内通过的路程是。
14.【答案】解：两小车碰撞后的滑行过程中，由动能定理有：
。
解得两个小车碰撞后的速度大小为：
两车碰撞过程中，取碰撞前车的速度方向为正方向，由动量守恒定律有：
解得：
恒力作用过程，由动量定理有：
撤去至二车相碰过程，由动能定理有：
。
结合联立解得：

答：两个小车碰撞后的速度大小是；
小车受到的恒力的作用时间是。
15.【答案】解：因为点左侧的水平面光滑，所以物块甲沿光滑弧形槽下滑的过程中，物块甲和弧形槽组成的系统水平方向不受外力，则物块甲和弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，
设物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小为，则物块甲的水平位移大小为，取水平向右为正方向，由系统水平方向动量守恒得：
，
解得：；
设物块甲滑到弧形槽底端的速度大小为，此时弧形槽的速度大小为，该过程中，系统水平方向动量守恒、机械能守恒，取水平向右为正方向，可得：
，，
联立可得：，，
设滑块甲滑到点的速度大小为，由动能定理得：
，
解得：，
此后，因为点右侧的水平面光滑，所以甲、乙及弹簧组成的系统水平方向不受外力，则水平方向动量守恒，当物块甲、乙共速时，弹簧的弹性势能最大，设共同的速度大小为，对甲、乙及弹簧组成的系统，由水平方向动量守恒定律可得：
，
由能量守恒可得，弹簧的最大弹性势能为：
，
联立解得：；
答：物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小为；
整个过程中弹簧储存的弹性势能的最大值为。
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