精品解析：河南省信阳市信阳高级中学（北湖校区）2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二下期03月测试（一） 物理试题 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。） 1. 关于简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 位移的方向总指向平衡位置 B. 加速度方向总和位移方向相反 C. 位移方向总和速度方向相反 D. 速度方向总和位移方向相同 2. 甲、乙两个单摆的振动图像如图所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向。下列关于甲、乙这两个单摆的说法正确的是（　　） A. 甲与乙的摆长之比是 B. 甲与乙的频率之比是 C. 在、两点对应的时刻，甲摆球的速度相同 D. 从时刻起，乙第一次到达左侧最大位移时，甲摆动到了平衡位置 3. 物体A做简谐运动的振动方程是，物体B做简谐运动的振动方程是。比较A、B的运动，下列说法正确的是（　　） A. 振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B. 周期是标量，A、B周期相等，都为100 s C. A振动的频率fA大于B振动的频率fB D. B的相位滞后A的相位 4. 端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm，周期为6.0s。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。当地面与甲板的高度差不超过15cm时，游客能舒适地登船。在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（　　） A. 1.0s B. 1.5s C. 2.0s D. 3.0s 5. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端通过细线连接两个质量均为m的小球a和b，系统处于静止状态。时烧断细线，时弹簧的弹力第一次为零。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球a做简谐运动的振幅为 B. 小球a做简谐运动的周期为 C. 时，小球a的动能最大 D. 时，小球a的回复力为零 6. 如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，物体的速度与加速度方向相反 B. 物体在任意一个内通过的路程均为 C. 物体的振动方程为 D. 物体对水平面的最大压力为 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。） 7. 下列关于简谐运动的说法中正确的是（　　） A. 做简谐运动的质点，经过个周期所通过的路程一定等于一倍的振幅 B. 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 C. 做简谐运动质点，在半个周期时间内，合外力的冲量一定不为零 D. 做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力做的功一定为零 8. 如图所示，物体与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为，、B的质量分别为和，下列说法正确的是（ ） A. 物体的回复力是由滑块B对物体的摩擦力提供 B. 滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供 C. 物体与滑块B（看成一个振子）的回复力大小跟位移大小之比为 D. 若、B之间的最大静摩擦因数为，则、B间无相对滑动的最大振幅为 9. 如图所示，为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，间用导线连接一电阻M。金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度为逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。整个空间分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为、总电阻为，M阻值为r，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则（ ） A. 通过M的电流方向为 B. 通过M的电流大小为 C. 两点间电压为 D. 两点间电压为 10. 细长轻绳下端拴一小球构成单摆，摆长为，在悬挂点正下方摆长处有一个能挡住摆线的钉子，如图所示。现将单摆向左方拉开一个小角度然后无初速度释放。忽略空气阻力，对于以后的运动，下列说法中正确的是（　　） A. 摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小 B. 摆球在左、右两侧上升的最大高度一样 C. 摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等 D. 摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的2倍 三、实验题（本题共2小题，11题10分，12题8分，共18分。） 11. 某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，P点为A球落点的平均位置；再将半径相同的B球放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，O、M、P、N位于同一水平直线上。 （1）若小球A的质量为m1，小球B的质量为m2，为保证两球碰撞后沿同一方向运动，则要求m1__________m2（填“>”“=”或“<”）； （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下多个印迹，如果用画圆法确定小球落点，图乙中画的三个圆最合理的是圆__________（填“a”“b”或“c”）； （3）本实验中__________（填“必须”或“没必要”）测量小球做平抛运动的高度； （4）若测得OP=s1，OM=s2，ON=s3，在误差允许的范围内，满足关系式_____________成立，则验证了动量守恒定律；若满足关系式____________成立，则说明碰撞为弹性碰撞。（均选用m1、m2、s1、s2、s3表示） 12. 现有一合金制成的圆柱体导线，要测其电阻率，现用螺旋测微器测量其直径d，用游标卡尺测量其长度L，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别如图中a、b所示； （1）由上图可知圆柱体的直径d=___________mm；长度L=___________cm。 （2）选择合适的实验器材，实验电路图如图所示，按照电路图正确连接实物图。在图的实验电路图中，开始时滑动变阻器的触头应置于___________端（填“a”或“b”） （3）分别测出多组U、I值，以电压为纵坐标、以电流为横坐标做出U-I图像如图所示。若图像的斜率为k；则该圆柱体的电阻率=___________。（用、、表示） 四、解答题（本题共4题，13题10分，14题12分，15题12分，共34分。） 13. 如图所示，光滑水平面上放有一个弹簧振子，已知振子滑块的质量m=0.1kg，弹簧劲度系数为k=62.5N/m，将振子滑块从平衡位置O向左移4cm，由静止释放后在B、C间运动，设系统在B处时具有的弹性势能为0.05J，问： （1）滑块的加速度的最大值am为多少？ （2）求滑块的最大速度vm； （3）滑块完成5次全振动时走过的路程s。 14. 某同学在研究简谐运动规律过程中，发现弹簧连接一个物体时较容易成功，而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示，A、B两木块质量分别是，，弹簧的劲度系数，A和B间的动摩擦因数，B与水平面的摩擦力不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，两木块的加速度大小； （2）求两木块一起做简谐运动位移是2cm时，A、B两木块间的摩擦力大小； （3）两木块一起做简谐运动过程中，求它们的最大振幅及木块A的最大动能。 15. 如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求： （1）碰撞后瞬间小球达到的速度。 （2）碰撞过程中系统发的热。 （3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点高度。 （4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二下期03月测试（一） 物理试题 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。） 1. 关于简谐运动，下列说法正确的是（ ） A. 位移的方向总指向平衡位置 B. 加速度方向总和位移方向相反 C. 位移方向总和速度方向相反 D. 速度方向总和位移方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A.简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动过程中任一时刻的位移都是背离平衡位置的，故A选项不合题意. B.振子的加速度总是指向平衡位置的，而位移总是背离平衡位置的，故B选项符合题意. CD.振子在平衡位置两侧往复运动，速度方向与位移方向有时相同，有时相反，故C项不合题意、D选项不合题意. 2. 甲、乙两个单摆的振动图像如图所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向。下列关于甲、乙这两个单摆的说法正确的是（　　） A. 甲与乙的摆长之比是 B. 甲与乙的频率之比是 C. 在、两点对应的时刻，甲摆球的速度相同 D. 从时刻起，乙第一次到达左侧最大位移时，甲摆动到了平衡位置 【答案】D 【解析】 【详解】B．由图像可知甲与乙的周期分别为和，故频率之比 ，故B错误； A．由单摆周期公式，得摆长 ，故摆长之比 ，故A错误； C．在、两点对应的时刻，甲摆球的速度大小相同，方向不同，故C错误； D．由图像可知，从时刻起，时乙第一次到达左侧最大位移，此时甲的位移，甲摆动到了平衡位置，故D正确。 故选D。 3. 物体A做简谐运动的振动方程是，物体B做简谐运动的振动方程是。比较A、B的运动，下列说法正确的是（　　） A. 振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B. 周期是标量，A、B周期相等，都为100 s C. A振动的频率fA大于B振动的频率fB D. B相位滞后A的相位 【答案】D 【解析】 【详解】A．振幅是标量，A、B的振幅分别为3m、5m，故A错误； B．周期是标量，A、B的周期均为 故B错误； C．因为 故 故C错误； D．A的相位始终超前B的相位 故D正确。 故选D。 4. 端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm，周期为6.0s。当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。当地面与甲板的高度差不超过15cm时，游客能舒适地登船。在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（　　） A. 1.0s B. 1.5s C. 2.0s D. 3.0s 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，甲板的振动可表示为 当地面与甲板的高度差等于15cm时，解得 所以在一个周期内，游客能舒适登船的时间是 故选C。 5. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端通过细线连接两个质量均为m的小球a和b，系统处于静止状态。时烧断细线，时弹簧的弹力第一次为零。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小球a做简谐运动振幅为 B. 小球a做简谐运动的周期为 C. 时，小球a的动能最大 D. 时，小球a的回复力为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知，在平衡位置时，弹簧的伸长量为 烧断细线前 所以，小球a做简谐运动的振幅为 故A错误； B．根据简谐运动的对称性可知，小球a运动到最高点时，弹簧的形变量为 即，小球a运动到最高点时弹簧处于原长，所以，小球a做简谐运动的周期为 故B错误； C．根据简谐运动的时间对称可知，时，小球a运动到平衡位置，即小球a的动能最大，故C正确； D．时，小球a运动到最高点，位移最大，回复力最大，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，物体的速度与加速度方向相反 B. 物体在任意一个内通过的路程均为 C. 物体的振动方程为 D. 物体对水平面的最大压力为 【答案】D 【解析】 【详解】A.的时间内，物体由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体的速度与加速度方向均沿轴正方向，故A错误； B.物体由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个内，质点通过的路程等于振幅的5倍，除此外在的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误； C.由图乙可知振幅 周期为 圆频率为 规定向上为正方向，时刻位移为，表示振子由平衡位置上方处开始运动，所以初相为 则振子的振动方程为 单位错误，故C错误； D.由物体在最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为 对于物体有 解得 当物体运动到最低点时，物体对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体在最低点时加速度向上，且大小等于，由牛顿第二定律得 解得 由物体的受力可知，物体对水平面的最大压力为 故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。） 7. 下列关于简谐运动的说法中正确的是（　　） A. 做简谐运动的质点，经过个周期所通过的路程一定等于一倍的振幅 B. 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 C. 做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力的冲量一定不为零 D. 做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力做的功一定为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．做简谐运动的质点，经过个周期所通过的路程不一定等于一倍的振幅，还与起点的位置有关，故A错误； B．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，由牛顿第二定律 位移相同时加速度也相同，故B正确； C．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，合外力的冲量可能为零，例如两个位移最大处，速度为零，根据动量定理，合外力的冲量为零，故C错误； D．做简谐运动的质点，在半个周期时间内，位置相对平衡位置对称，弹簧形变量相等，位移相反，做的总功为零，故D正确； 故选BD。 8. 如图所示，物体与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为，、B的质量分别为和，下列说法正确的是（ ） A. 物体的回复力是由滑块B对物体的摩擦力提供 B. 滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供 C. 物体与滑块B（看成一个振子）的回复力大小跟位移大小之比为 D. 若、B之间的最大静摩擦因数为，则、B间无相对滑动的最大振幅为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．水平方向A只受到B的摩擦力，所以物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供，故A正确； B．滑块B的回复力是由弹簧的弹力和A对B的摩擦力的合力提供的，故B错误； C．将物体A与滑块B整体处理，则回复力就等于弹簧的弹力（x为相对于平衡位置的位移） 所以回复力大小跟位移大小之比为k，故C正确； D．A、B之间的静摩擦力达到最大值时加速度大小 此时A、B简谐运动有最大振幅，由牛顿第二定律有 解得最大振幅为 故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，为固定在水平面上的半径为l、圆心为O的金属半圆弧导轨，间用导线连接一电阻M。金属棒一端固定在O点，另一端P绕过O点的轴，在水平面内以角速度为逆时针匀速转动，该过程棒与圆弧良好接触。整个空间分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，已知金属棒由同种材料制成且粗细均匀，棒长为、总电阻为，M阻值为r，其余电阻忽略不计。当棒转到图中所示的位置时，棒与圆弧的接触处记为Q点，则（ ） A. 通过M的电流方向为 B. 通过M的电流大小为 C. 两点间电压 D. 两点间电压为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知金属棒O端为负极，Q端为正极，则M的电流方向从a→O，A错误； B．金属棒转动产生的电动势为 根据欧姆定律有 B错误； C．由于其余电阻忽略不计，则OQ两点间电压，即电阻M的电压，根据欧姆定律有 C错误； D．金属棒PQ转动产生的电动势为 由于PQ没有连接闭合回路，则PQ两点间电压，即金属棒PQ转动产生的电动势，D正确。 故选D。 10. 细长轻绳下端拴一小球构成单摆，摆长为，在悬挂点正下方摆长处有一个能挡住摆线的钉子，如图所示。现将单摆向左方拉开一个小角度然后无初速度释放。忽略空气阻力，对于以后的运动，下列说法中正确的是（　　） A. 摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小 B. 摆球在左、右两侧上升的最大高度一样 C. 摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等 D. 摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的2倍 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据单摆做简谐运动的周期公式 可知，与及成正比，摆长减小，周期变小，故A项正确； B．摆球在摆动过程中，空气阻力忽略，悬线拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球在左、右两侧上升的最大高度一样，故B项正确； CD．假若无钉子时，摆球摆至右侧最高点，与初位置对称，若有钉子，摆球摆至右侧最高点，、在同一水平线上，如图所示，由几何关系知，，故D项错误； 摆球在平衡位置左侧走过的最大弧长大于在右侧走过的最大弧长，故C项错误。 故选AB。 三、实验题（本题共2小题，11题10分，12题8分，共18分。） 11. 某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，P点为A球落点的平均位置；再将半径相同的B球放在水平轨道的末端，将A球仍从原位置由静止释放，M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影，O、M、P、N位于同一水平直线上。 （1）若小球A的质量为m1，小球B的质量为m2，为保证两球碰撞后沿同一方向运动，则要求m1__________m2（填“>”“=”或“<”）； （2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下多个印迹，如果用画圆法确定小球的落点，图乙中画的三个圆最合理的是圆__________（填“a”“b”或“c”）； （3）本实验中__________（填“必须”或“没必要”）测量小球做平抛运动的高度； （4）若测得OP=s1，OM=s2，ON=s3，在误差允许的范围内，满足关系式_____________成立，则验证了动量守恒定律；若满足关系式____________成立，则说明碰撞为弹性碰撞。（均选用m1、m2、s1、s2、s3表示） 【答案】（1）> （2）c （3）没必要 （4） ①. ②. ## 【解析】 【小问1详解】 为保证两球碰撞后沿同一方向运动，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，所以 m1>m2 【小问2详解】 如果采用画圆法确定小球的平均落点位置，应该让所画的圆尽可能地把大多数落点包进去，且圆的半径最小，这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置，故圆c画的最合理。 【小问3详解】 由于小球碰撞前后做自由落体运动的高度都相同，所以，小球做平抛运动的时间相同，等式两边的时间消去，所以没必要测量小球做平抛运动的高度。 【小问4详解】 [1][2]设平抛运动的时间为t，则碰前A球的速度 碰后的速度为 被碰小球的速度为 要验证系统的动量守恒，需要验证 即验证 成立；要验证碰撞为弹性碰撞，需要验证 联立，化简可得 或 12. 现有一合金制成的圆柱体导线，要测其电阻率，现用螺旋测微器测量其直径d，用游标卡尺测量其长度L，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别如图中a、b所示； （1）由上图可知圆柱体的直径d=___________mm；长度L=___________cm。 （2）选择合适的实验器材，实验电路图如图所示，按照电路图正确连接实物图。在图的实验电路图中，开始时滑动变阻器的触头应置于___________端（填“a”或“b”） （3）分别测出多组U、I值，以电压为纵坐标、以电流为横坐标做出U-I图像如图所示。若图像的斜率为k；则该圆柱体的电阻率=___________。（用、、表示） 【答案】 ①. 3.711##3.712##3.713 ②. 1.570 ③. a ④. 【解析】 【详解】（1）[1][2]圆柱体的直径为 长度为 （2）[3]开关闭合，应使电表示数零，开关闭合前，滑动板变阻器触头应置于a端。 （3）[4]根据欧姆定律 则圆柱体阻值为 该圆柱体的电阻率 四、解答题（本题共4题，13题10分，14题12分，15题12分，共34分。） 13. 如图所示，光滑水平面上放有一个弹簧振子，已知振子滑块的质量m=0.1kg，弹簧劲度系数为k=62.5N/m，将振子滑块从平衡位置O向左移4cm，由静止释放后在B、C间运动，设系统在B处时具有的弹性势能为0.05J，问： （1）滑块的加速度的最大值am为多少？ （2）求滑块的最大速度vm； （3）滑块完成5次全振动时走过的路程s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在B点加速度最大，由 可得 （2）系统的机械能守恒 得 （3）滑块完成5次全振动时走过的路程 14. 某同学在研究简谐运动规律过程中，发现弹簧连接一个物体时较容易成功，而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示，A、B两木块质量分别是，，弹簧的劲度系数，A和B间的动摩擦因数，B与水平面的摩擦力不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，两木块的加速度大小； （2）求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，A、B两木块间的摩擦力大小； （3）两木块一起做简谐运动的过程中，求它们的最大振幅及木块A的最大动能。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，以两木块为整体，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 （2）两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，以A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得A、B两木块间的摩擦力大小为 （3）两木块一起做简谐运动的过程中，它们振幅最大时，A、B两木块间的摩擦力达到最大，则有 联立解得最大振幅为 根据系统机械能守恒可得 解得 则木块A的最大动能为 15. 如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求： （1）碰撞后瞬间小球达到的速度。 （2）碰撞过程中系统发的热。 （3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。 （4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。 【答案】（1），水平向右；（2）；（3）；（4）1s 【解析】 【详解】（1）以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒 解得 方向水平向右。 （2）对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒 解得碰撞过程中系统发的热 （3）碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律 解得最高点相对于A点的高度 （4）由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式 解得 所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $