精品解析：贵州省贵阳市第三实验中学2024-2025学年高二上学期10月学业水平质量监测物理试题

贵阳实验三中2024-2025学年度第一学期学业水平质量监测 高二年级 物理试卷 请考生注意： 1.考试时间为75分钟，满分为100分。 2.所有题的答案必须答在答题纸的指定位置，否则不得分。 第I卷（选择题） 一、单项选择题。（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是（　　） A. 大小为OC，方向向左 B. 大小为OC，方向向右 C. 大小为AC，方向向左 D. 大小为AC，方向向右 2. 对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能发生变化，其动量一定变化 B. 物体的动能发生变化，其动量不一定变化 C. 物体的动量发生变化，其动能一定变化 D. 物体的动量发生变化，其动能一定不变化 3. 如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度变为零，然后又下滑，再经过时间t2回到斜面底端的初始位置，在整个过程中，重力对滑块的总冲量为（　　） A. 0 B. mg（t1 + t2） C. mg（t1 + t2）sinθ D. mg（t1 + t2）cosθ 4. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 5. 如图所示，质量m＝60 kg的人，站在质量M＝300 kg的车的一端，车长L＝3 m，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将（　　） A. 后退0.8 m B. 后退0.7 m C. 后退0.6 m D. 后退0.5 m 6. 质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（　　） A. E0 B. C. D. 7. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为（　　） A. 50 kg B. 55 kg C. 65 kg D. 70 kg 二、多项选择题。（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹，这种做法的好处是（　　） A. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量 B. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化 C. 可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长 D. 可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小 9. 一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 0s时质点的加速度最大 B. 第0.4s末质点的加速度方向是B→O C. 第0.7s末质点距离O点小于2.5cm D. 在0.1s到0.3s质点运动的路程大于5cm 10. 如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A（可视为质点）从圆槽右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，已知重力加速度为g。则（　　） A. A、B组成系统动量不守恒 B. B向右运动的最大位移大小为 C. A运动到圆槽的最低点时A的速率为 D. A运动到圆槽的最低点时B的速率为 第II卷（非选择题） 三、实验题。（本题共2小题，共15分） 11. 在“用单摆测重力加速度”的实验中 （1）下面叙述正确的是________（选填选项前的字母） A．选用长1m左右的细棉线 B．选用长50cm左右的弹性细线 C．选用直径约为2cm的实心钢球 D．选用直径约为2cm的空心木球 E．选用如图甲所示的缠绕悬挂方式 F．选用如图乙所示的夹紧悬挂方式 （2）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g＝_______（用L、d、n、t表示）。 （3）实验中，测得重力加速度的值比当地重力加速度的值偏小，可能的原因是_______。 A．摆球的质量偏大 B．单摆振动的振幅偏小 C．计算摆长时没有加上摆球的半径 D．将实际振动次数n次误记成（n＋1）次 12. 用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）关于本实验，下列说法中正确的是________。 A. 轨道末端必须水平 B. 轨道倾斜部分必须光滑 C. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上的位置S点由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落点的位置（A、B、C三点中的某个点），然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上的位置S点由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，用同样的方法找到两小球碰后平均落点的位置（A、B、C三点中剩下的两个点）。实验中需要测量的有________。 A. 入射小球开始的释放高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 入射小球和被碰小球的质量m1、m2 D. 两球相碰前后平抛的水平位移OB、OA、OC （3）某同学在做上述实验时，测得入射小球和被碰小球的质量关系为m1＝2m2，两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图乙所示，他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，在实验误差允许范围内，两小球在碰撞前后动量是守恒的，该同学要验证的关系式为________。 四、计算题。（本题共3小题，共40分） 13. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。求： （1）3s时物块的动量大小为多少？ （2）哪个时刻物块的速度第一次减为0？ 14. 如图所示，物块A的质量为，物块B、C的质量均为。开始时物块A、B分别以大小为、的速度沿光滑水平轨道向右侧的竖直固定挡板运动，为保证A、B均向右运动的过程中不发生碰撞，将物块C无初速地迅速粘在A上。B与挡板碰撞后以原速率反弹，A与B碰撞后粘在一起。 （1）为使B能与挡板碰撞两次，求应满足的条件； （2）若三个物块的质量均为，求在整个作用过程中系统产生的内能。 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 贵阳实验三中2024-2025学年度第一学期学业水平质量监测 高二年级 物理试卷 请考生注意： 1.考试时间为75分钟，满分为100分。 2.所有题的答案必须答在答题纸的指定位置，否则不得分。 第I卷（选择题） 一、单项选择题。（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是（　　） A. 大小为OC，方向向左 B. 大小为OC，方向向右 C. 大小为AC，方向向左 D. 大小为AC，方向向右 【答案】B 【解析】 【详解】振动位移的方向总是由平衡位置指向物体所在位置，其大小等于平衡位置到物体所在位置的距离，故B正确，ACD错误。 故选B。 2. 对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是（　　） A. 物体的动能发生变化，其动量一定变化 B. 物体的动能发生变化，其动量不一定变化 C. 物体的动量发生变化，其动能一定变化 D. 物体的动量发生变化，其动能一定不变化 【答案】A 【解析】 【详解】动量为矢量，动能为标量。根据动量表达式以及动能表达式可知： AB．动能发生变化，是速度发生了变化引起的，因而动量一定变化。故A正确，B错误； CD．速度的大小或方向发生改变都会引起动量变化，但仅仅是速度方向变化导致的动量改变其动能大小不变。因而物体的动量发生变化，其动能不一定变化。故CD错误。 故选A。 3. 如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度变为零，然后又下滑，再经过时间t2回到斜面底端的初始位置，在整个过程中，重力对滑块的总冲量为（　　） A. 0 B. mg（t1 + t2） C. mg（t1 + t2）sinθ D. mg（t1 + t2）cosθ 【答案】B 【解析】 【详解】根据冲量的表达式可知重力对滑块的总冲量为 故选B。 4. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。 故选B。 5. 如图所示，质量m＝60 kg的人，站在质量M＝300 kg的车的一端，车长L＝3 m，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将（　　） A. 后退0.8 m B. 后退0.7 m C. 后退0.6 m D. 后退0.5 m 【答案】D 【解析】 【详解】人车组成的系统动量守恒，则 人和车运动时间相同，有 且 解得车后退的距离 6. 质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（　　） A. E0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】取向右为正方向，设每个物体的质量为m．第一号物体的初动量大小为p0，最终三个物体的共同速度为v．以三个物体组成的系统为研究对象，对于整个过程，根据动量守恒定律得 p0=3mv 又 p0=mv0 E0=mv02 联立得 则得 整体的动能为 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为（　　） A. 50 kg B. 55 kg C. 65 kg D. 70 kg 【答案】B 【解析】 【详解】设运动员和物块的质量分别为m、m0，规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第一次将物块推出后，运动员和物块的速度大小分别为v1、v0，则根据动量守恒定律 解得 物块与弹性挡板撞击后，运动方向与运动员同向，当运动员再次推出物块 解得 第3次推出后 解得 依次类推，第7次推出后，运动员的速度 第8次推出后，运动员的速度 根据题意可知 ， 解得 故选B。 二、多项选择题。（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 快递运输时，我们经常看到，有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹，这种做法的好处是（　　） A. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量 B. 可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化 C. 可以使某颠簸过程中物品动量变化的时间延长 D. 可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．充气袋在运输中起到缓冲作用，在某颠簸过程中，物体的动量变化量不变，由动量定理可知，充气袋可以延长动量变化所用的时间，从而减小物体所受的合力，但不能改变合力的冲量，AB错误，C正确； D．动量对时间的变化率即为物体所受的合力，D正确。 故选CD。 9. 一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 0s时质点的加速度最大 B. 第0.4s末质点的加速度方向是B→O C. 第0.7s末质点距离O点小于2.5cm D. 在0.1s到0.3s质点运动的路程大于5cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图像可知，0s时质点处于正向最大位移处，则加速度为负向最大，故A正确； B．0.4s末质点负向最大位移处，则加速度正向最大，方向为。故B错误； C．根据简谐运动的函数关系 可得第0.7s末质点距离O点 故C错误； D．同C选项的分析可知，0.1s时，质点在距离O点处，0.3s时，质点在距离O点处，所以在0.1s到0.3s质点运动的路程等于 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A（可视为质点）从圆槽右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，已知重力加速度为g。则（　　） A. A、B组成系统动量不守恒 B. B向右运动的最大位移大小为 C. A运动到圆槽的最低点时A的速率为 D. A运动到圆槽的最低点时B的速率为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．A、B整体在竖直方向所受合力不为0，竖直方向动量不守恒，系统在水平方向合力为0，只有水平方向动量守恒，则A、B组成系统动量不守恒。故A正确； B．根据A选项分析可知系统在水平方向动量守恒，且A、B运动是同时的则 即 又因为机械能守恒，则B向右运动到最大位移时，A处于半圆形槽的左端，则 解得B向右运动的最大位移大小为 故B正确； CD．A运动到圆槽的最低点时由水平方向动量守恒 对AB整体应用机械能守恒可得 解得 ， 故CD错误。 故选AB。 第II卷（非选择题） 三、实验题。（本题共2小题，共15分） 11. 在“用单摆测重力加速度”的实验中 （1）下面叙述正确的是________（选填选项前的字母） A．选用长1m左右的细棉线 B．选用长50cm左右的弹性细线 C．选用直径约为2cm的实心钢球 D．选用直径约为2cm的空心木球 E．选用如图甲所示的缠绕悬挂方式 F．选用如图乙所示的夹紧悬挂方式 （2）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g＝_______（用L、d、n、t表示）。 （3）实验中，测得重力加速度的值比当地重力加速度的值偏小，可能的原因是_______。 A．摆球的质量偏大 B．单摆振动的振幅偏小 C．计算摆长时没有加上摆球的半径 D．将实际振动次数n次误记成（n＋1）次 【答案】 ①. ACF ②. ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]由单摆周期公式 可得 即摆长越长，单摆的周期越大，则测量摆长、周期时产生的相对误差就越小，故摆线要选择较长的、没有弹性的棉线；摆球的质量越大，空气阻力的影响就越小，摆动就越稳定，有利于测量单摆的周期，顾选择直径约为2cm的实心钢球；图甲所示的缠绕悬挂方式在摆动时会导致摆长变化，产生系统误差，所以要选择如图乙所示的夹紧悬挂方式。 故选ACF。 （2）[2]悬挂点到摆心的距离为 单摆周期为 则重力加速度为 （3）[3]根据 AB．摆球的质量、单摆振动的振幅，对计算结果没有影响，AB不符合题意； C．如果计算摆长时没有加上摆球的半径，则会导致计算出的偏小，C符合题意； D．如果将实际振动次数n次误记成（n＋1）次，会导致计算出的偏大，D不符合题意。 故选C。 12. 用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）关于本实验，下列说法中正确的是________。 A. 轨道末端必须水平 B. 轨道倾斜部分必须光滑 C. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上的位置S点由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落点的位置（A、B、C三点中的某个点），然后把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上的位置S点由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，用同样的方法找到两小球碰后平均落点的位置（A、B、C三点中剩下的两个点）。实验中需要测量的有________。 A. 入射小球开始的释放高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 入射小球和被碰小球的质量m1、m2 D. 两球相碰前后平抛的水平位移OB、OA、OC （3）某同学在做上述实验时，测得入射小球和被碰小球的质量关系为m1＝2m2，两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图乙所示，他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，在实验误差允许范围内，两小球在碰撞前后动量是守恒的，该同学要验证的关系式为________。 【答案】（1）AC （2）CD （3） 【解析】 【小问1详解】 本实验只要确保轨道末端水平，从而确保小球离开轨道后做的是平抛运动即可，并不需要轨道光滑；另一方面，要确保放上被碰小球后，入射小球的碰前速度大小需保持不变，故要求从同一位置由静止释放入射小球。 故选AC。 【小问2详解】 要验证动量守恒定律 小球下落高度相等，则根据平抛规律可知下落时间相等，平抛初速度和水平位移之间的关系为 可用水平位移的大小关系表示速度的大小关系。因此不需要测量入射小球开始的释放高度以及小球抛出点距地面的高度。需要测量入射小球和被碰小球的质量m1、m2和两球相碰前后平抛的水平位移OB、OA、OC。 故选CD。 【小问3详解】 由图中落点位置可知，，，代入数量关系可知 但是在误差允许范围内 故OC才是入射小球碰前速度对应的水平位移。代入可知，只需要验证 四、计算题。（本题共3小题，共40分） 13. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。求： （1）3s时物块的动量大小为多少？ （2）哪个时刻物块的速度第一次减为0？ 【答案】（1） （2）时 【解析】 【小问1详解】 物块与地面的摩擦力 在0~3s内，对物块由动量定理有 解得3s时物块的动量大小为 【小问2详解】 在3s时物块的速度为 在3s后一段时间内对物块进行受力分析，则 解得 速度第一次减为0需要 则在 时物块的速度第一次减为0。 14. 如图所示，物块A的质量为，物块B、C的质量均为。开始时物块A、B分别以大小为、的速度沿光滑水平轨道向右侧的竖直固定挡板运动，为保证A、B均向右运动的过程中不发生碰撞，将物块C无初速地迅速粘在A上。B与挡板碰撞后以原速率反弹，A与B碰撞后粘在一起。 （1）为使B能与挡板碰撞两次，求应满足的条件； （2）若三个物块的质量均为，求在整个作用过程中系统产生的内能。 【答案】（1）1≤<2；（2）m 【解析】 【详解】（1）设A、C粘在一起的共同速度大小为v1，根据动量守恒定律有 2mv0=（m+M）v1 为保证A、B均向右运动的过程中不发生碰撞，应满足 v1≤v0 设A、B碰撞后瞬间的共同速度大小为v2，以向右为正方向，根据动量守恒定律有 （m+M）v1-Mv0=（m+2M）v2 为使B能与挡板再次碰撞，应满足 v2>0 解得 1≤<2 （2）若M=m，则由（1）可得 v1=v0 v2=v0 根据能量守恒定律有 Q=m（2v0）2+m-×3m 解得 Q=m 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 【答案】（1）2m/s；（2）3J；（3）2m 【解析】 【详解】（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有 解得 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB)v2 解得 （2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，则 由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB+mC)v3 解得 由机械能守恒定律有 解得 （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有 (mA+mB) v2=(mA+mB)v4+mCv5 解得 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $