福建省莆田市第一中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试卷

莆田一中2022-2023学年度高二3月份月考物理考试卷A 选择性必修一第一、二章 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求。 1．对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，不是简谐运动的是（　　）    A．如甲图：倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开（忽略空气阻力）B．如乙图：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 C．如丙图：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（R远大于弧长AB）之间来回运动 D．如丁图：小球在光滑固定的斜面上来回运动 2．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　）    A．在时，小球的加速度为正向最大 B．在与两个时刻，小球的速度相同 C．从到时间内，小球做加速度增大的减速运动 D．在时，小球有最小位移 3．2022年卡塔尔世界杯赛场上，有身高优势的球队在发角球时球员总能把握机会，轻松争顶破门。假如足球质量为m，以速度v沿水平方向垂直撞击运动员的头部，球被反方向弹回，速度大小变为，球与头部撞击时间为t，在撞击过程中，球对运动员的头部的平均冲力大小是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上。槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点进入槽内，则下列说法正确的是（　　） A．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。第5~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．有一个振动系统，它做自由振动时的频率为，现在用频率分别为f、、、的驱动力依次对它施加作用，比较每次振动稳定后的情况，下列判断中正确的是（　　） A．振动的振幅越来越大 B．振动的频率越来越大 C．振动的振幅先变大再变小 D．振动的频率保持不变 6．图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，其中F的最大值，已知摆球质量，重力加速度取，取，不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．单摆周期为 B．单摆摆长为 C．F的最小值 D．若仅将摆球质量变为，单摆周期不变 7．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力、分别作用在a、b上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD．则整个过程中（　　）    A．的冲量大于的冲量 B．的冲量小于的冲量 C．摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量 D．合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量 8．如图所示，细线的一端固定在O点，另一端系着质量为m的小球A，O点到光滑水平面的距离为h，未知质量的物块B和质量为2m的物块C用轻弹簧拴接，静置于光滑的水平面上，且物块B位于O点的正下方。现拉动小球A使细线水平伸直后由静止释放，小球A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　） A．若物块B的质量为m，碰撞后小球A的速度大小为0 B．若物块B的质量为m，碰撞后物块B的速度大小为 C．若物块B的质量为3m，碰撞后轻弹簧获得的最大弹性势能为 D．若物块B的质量为3m，碰撞后物块C的最大速度大小为 三、填空题：本题共2小题，第9题4分，第10题4分，共8分。把答案写在答题卡中指定得答题处。 9．如左下图所示船头高于河岸，第一次船用缆绳固定，人从船头水平跳出恰好可以跳上岸；第二次撤去缆绳，人从船头水平跳出也恰好可以跳上岸。已知两次跳之前船头到河岸的水平距离相同，人的质量为60kg，船的质量为120kg，不计水和空气阻力，则在撤去缆绳的情况下，人水平跳出的初速度大小与船后退的速度大小之比为_____________，第一次跳出和第二次跳出人消耗的能量之比约为 。 10．某鱼漂重力为G，其示意图如图所示，O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点O。 用手将鱼漂向下压，使点M到达水面，松手后，鱼漂的运动视为简谐运动，上升到最高处时，点N到达水面，此时鱼漂具有 （选填“向上”或“向下”）的加速度。若点N到达水面时鱼漂所受的浮力为，则点M到达水面时鱼漂所受的浮力为 。 四、实验题：本题共2小题，第11题6分，第12题6分，共12分。把答案写在答题卡中指定的答题处。 11．某同学在做“验证动量守恒定律”的实验，装置如图1所示。 (1)按图1装置进行实验，以下测量工具中必需的是 。 A．秒表       B．天平        C．刻度尺        D．打点计时器 E．圆规 (2)正确完成本实验，必须要求的条件是 。 A．两小球碰撞时，球心必须在同一高度上 B．入射球可以从不同的位置由静止滚下 C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．斜槽轨道末端的切线必须水平 (3)某次实验中得出的落点情况如图2所示，忽略本次实验的误差，则入射小球质量和被碰小球质量之比为 。 12．在用“单摆测量重力加速度”的实验中： (1)（单选）下面叙述正确的是 （选填选项前的字母） A．1m和30cm长度不同的同种细线，选用30cm的细线做摆线； B．直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球； C．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50做为单摆振动的周期 (2)若测出单摆的周期、摆线长、小球的直径，则当地的重力加速度 （用测出的物理量字母表示）： (3)某同学用一个铁锁代替小球做实验。只改变摆线的长度，测量了摆线长度分别为和时单摆的周期和，则可得重力加速度 （用测出的物理量字母表示）； (4)该同学测量了多组实验数据做出了图像，该图像对应下面的 图。 A．   B．  C．    D． 五、解答题（10+12+15） 13．我们知道空气具有巨大的能量，有时我们会用空气为我们服务，有时候像台风我们也要防止其带来的巨大伤害。 （1）在神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱降落到距地面1m的高度时，飞船配备的四台反推发动机启动，该返回舱的速度在0.2s内由8m/s降到2m/s的安全速度。已知返回舱的总质量为3×103kg，重力加速度g取10m/s2，则每台反推发动机的平均推力约为多少？ （2）某高层建筑顶部一广告牌的面积，台风最大风速为20m/s，已知空气密度，假设空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零，则该广告牌受到的最大风力为多大。 14．如图，粗细相同的水平直杆与圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，直杆的AB部分长，圆弧杆BC的半径。一个质量、直径略大于杆截面直径的小环（可视为质点）穿在水平直杆上的A点。现让小环以的初速度由A向B运动的同时，在竖直面内对小环施加一个垂直杆AB的恒力F作用，运动到B点时撤去F，之后小环沿圆弧杆BC上滑的最大高度为。已知小环与直杆AB的动摩擦因数、与圆弧杆BC的摩擦不计，重力加速度取，试求： （1）小环在B点的速度的大小； （2）小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间t； （3）小环在杆AB上所受的恒力F。 15．如图，C是放在光滑水平面上的一块右端有固定挡板的长木板，在木板的上面有两块可视为质点的小滑块A和B，三者的质量均为m，滑块A、B与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止，A以初速度v0从C的左端、B以初速度2v0从木板中间某一位置同时以水平向右的方向滑上木板C。在之后的运动过程中B曾以v0的速度与C的右挡板发生过一次弹性碰撞，且最终A、B均未滑离长木板C重力加速度为g。 （1）求整个运动过程中A、B、C三者组成的系统损失的机械能 （2）求整个运动过程滑块A的最小速度 （3）求整个运动过程滑块B的最小速度 （4）试判断整个运动过程中滑块A、B有没有可能发生碰撞，并说明理由。 A．滑块A的最小速度为v0 B．滑块B的最小速度为v0 C．滑块A与B可能发生碰撞 D．系统的机械能减少了 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C C B C BC CD BD AD 1．C 【详解】甲图小球沿斜面方向受到的合力是弹力与重力的分力，当小球在平衡位置上方时，合力方向沿斜面向下，当在平衡位置下方时合力沿斜面向上，弹力与重力的分力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，小球做简谐振动；乙图木筷在水中受浮力和重力作用，当木筷在平衡位置上方时，合力向下，当木筷在平衡位置下方时，合力向上，重力和浮力的合力与位移成正比，其特点符合简谐振动物体的动力学特征，木筷做简谐振动；丙图小球离开最低点受到重力沿切线方向的分力与位移成正比，方向与小球位移方向相反，为小球提供回复力，小球在最低点附近左右振动属于简谐振动；丙图斜面光滑，重力沿斜面的分力提供小球做机械振动的回复力，但该力大小不变，不与位移成正比，故小球的运动为机械振动，不是简谐振动，则可知①②③为简谐振动。 故选C。 2．C 【详解】A．在时，小球的位移为正向最大，根据 可知小球的加速度为负向最大，A错误； B．图像上某点的切线斜率表示该时刻小球的速度，在与两个时刻，小球的速度大小相等，方向相反，B错误； C．从到时间内，小球做加速度增大的减速运动，C正确； D．在时，小球有负方向的最大位移，D错误。 故选C。 3．B 【详解】设初速度方向为正，则反弹后的速度为，另设头对球的平均作用力为,则由动量定理可得 解得 由牛顿第三定律可知，球对运动员的头部平均冲力为 故选B。 4．C 【详解】D．小球从下落到最低点的过程中，槽没有动，与竖直墙之间存在挤压，动量不守恒；小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽与竖直墙分离，水平方向动量守恒；全过程中有一段时间系统受竖直墙弹力的作用，故全过程系统水平方向动量不守恒，选项D错误； A．小球运动到最低点的过程中由机械能守恒可得 小球和凹槽一起运动到槽口过程中水平方向动量守恒 小球离开右侧槽口时，水平方向有速度，将做斜抛运动，选项A错误； BC．小球经过最低点往上运动的过程中，斜槽往右运动，斜槽对小球的支持力对小球做负功，小球对斜槽的压力对斜槽做正功，系统机械能守恒，选项B错，C对。 故选C。 5．BC 【详解】AC．当时，随的增大，驱动力的频率接近固有频率，该振动系统的振幅增大； 当 时，随的增大，驱动力的频率远离固有频率，该振动系统的振幅减小，故A错误，C正确； BD．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，所以该振动系统的频率越来越大，故B正确，D错误。 故选BC。 6．CD 【详解】A．由图可知，单摆周期为，选项A错误； B．根据 可得 单摆摆长为0.64m，选项B错误； C．摆到最低点时 可得 则F最小值 选项C正确； D．单摆周期与摆球的质量无关，若仅将摆球质量变为，单摆周期不变，选项D正确。 故选CD。 7．BD 【详解】ABC．由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，但的运动总时间小于的时间，根据 可知，摩擦力对物体的冲量小于摩擦力对物体的冲量，根据动量定理，对整个过程研究得 由图看出 则有 即的冲量小于的冲量，故B正确，AC错误； D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。 故选BD。 8．AD 【详解】根据题意可知，小球A运动到最低点的过程中，机械能守恒，设运动到最低点的速度为，则有 解得 小球A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），则碰撞过程小球A和物块B组成的系统动量守恒，机械能守恒，设碰撞后小球A的速度为，物块的速度为，则有 解得 AB．若物块B的质量为m可得，碰撞后小球A的速度大小为 碰撞后物块B的速度大小为 故B错误，A正确； CD．若物块B的质量为3m可得，碰撞后小球A的速度大小为 碰撞后物块B的速度大小为 可知，碰撞之后小球A弹回，物块B与弹簧和物块C组成的系统动量守恒，能量守恒，当物块B和物块C速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设此时物块B和物块C速度为，则有 解得 当弹簧再次恢复到原长时，物块C的速度最大，设此时物块B的速度为，物块C的速度为，则有 解得 故C错误，D正确。 故选AD。 9． 【详解】两次从离开船到跳上岸所用时间相等，可得两次跳出的速度相同设大小为，可得船用缆绳固定时，人消耗的能量为 撤去缆绳时根据动量守恒可得 此时人消耗的能量为 代入数值联立解得 10． 向下 【详解】[1]由于鱼漂在水中做简谐振动，O为其做简谐振动额平衡位置，而简谐振动的回复里满足 则由牛顿第二定律得 可知加速度方向始终和位移方向相反，故当点N到达水面，此时鱼漂具有向下的加速度； [2] 若点N到达水面时鱼漂所受的浮力为，则由牛顿第二定律可得 解的 因此当点M到达水面时根据牛顿第二定律可得 解的 11． BCE AD 19∶5 【详解】(1)[1] 实验需要测出小球的质量与小球做平抛运动的水平位移，测质量需要天平，测量位移需要刻度尺,需要圆规画圆； 故选BCE。 (2)[2] A．两球要发生对心正碰，两小球碰撞时，球心必须在同一高度上，故A正确； B．要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故B错误； C．为了使小球碰后不被反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误； D．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故D正确； 故选AD。 (3)[3] 小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等， 如果碰撞过程动量守恒，则 两边同时乘以t，则 解得 由图2所示可知 OP=25.50cm，OM=15.50cm，ON=38.00cm 解得 m1：m2=19：5 12． B B 【详解】①[1]A．1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线可减小误差，故A错误； B．直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球，这样可以减少空气阻力的影响，故B正确； C．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以25作为单摆振动的周期，故C错误。 故选B。 ②[2] 根据单摆的周期公式 其中 整理有 ③[3] 根据单摆的周期公式，并设锁的重心到摆线下端的距离为x，则有 ， 代入数据，和，有 ， 整理有 或 [4]根据单摆的周期公式，并设锁的重心到摆线下端的距离为x，则有 ， 整理有 x、为常数，则图线，应是一条与纵轴相交的直线。 故选B。 13．（1）；（2） 【详解】（1）该返回舱的速度在0.2s内由8m/s降到2m/s的安全速度过程中，设每台反推发动机的平均推力为F，以竖直向上为正方向，根据动量定理 代入数据解得 （2）在极短时间内，对空气，根据动量定理 解得 14．（1）2m/s；（2）；（3）1m/s2；（4）2.5N或1.5N 【详解】（1）小环沿圆弧杆BC上滑过程根据动能定理有 代入数据解得 （2）小环沿圆弧杆BC上滑过程可看成单摆运动过程，根据 故小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间 （3）小环由A向B运动时，根据运动学关系有 代入数据解得加速度的大小 （4）小环由A向B运动，当AB杆下面受到小环摩擦力时，根据牛顿第二定律有 解得 方向竖直向上； 当AB杆上面受到小环摩擦力时，根据牛顿第二定律有 解得 方向竖直向上。 15.（1）三者共速，有 系统的机械能减少了 （2）刚开始运动时，A与B均减速运动，C加速运动，当A与C的速度一样时，A的速度最小，有 ， 解得 （3）AC共速后，一起运动，当B以v0的速度与C的右挡板发生碰撞时，有 解得 交换速度后，A、B的速度为v0，C的速度为v0，AB在C的摩擦力的作用下，向右加速。所以滑块B的最小速度为v0 （4）．B与C碰撞前，A的速度小于B的速度，B与C碰撞后，AB的速度一样，所以二者没有碰撞的机会。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$