精品解析：天津市北京师范大学天津附属中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

高二下学期第一次月考物理试卷 一、单选题 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中也能传播 B. 电磁波能传播信息，不能传播能量 C. 射线的波长比红外线的波长更长 D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 2. 一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过时间后停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（　　） A. B. C. D. 3. 中国已成功发射可重复使用试验航天器。某实验小组仿照航天器的发射原理，在地球表面竖直向上发射了一质量为M（含燃料）火箭，当火箭以大小为v0的速度竖直向上飞行时，火箭接到加速的指令瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，不计喷气过程重力的影响，所有速度均为对地速度。则喷出气体的质量为（　　） A. B. C. D. 4. 质量为m物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上，力F与水平方向夹角为θ，如图所示。经过时间t，物体的速度大小仍为v，方向水平向右。则在时间t内，下列说法中正确的是（　　） A. 重力对物体的冲量大小为零 B. 拉力F对物体的冲量大小是 C. 合力对物体冲量大小为零 D. 力F与v的大小满足的关系为 5. 如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零 B. 振子在C点和D点回复力相同 C. t=0.75s到t=1.25s时间内，振子通过的路程为3cm D. t=0.3s时，振子的速度方向为竖直向上 6. 在光滑的水平面上，两个质量均为m的完全相同的滑块以大小均为p的动量相向运动，发生正碰，碰后系统的总动能不可能是(　　) A. 0 B. C. D. 7. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. t=0.8s时，振子的速度方向向右 B. t=0.2s时，振子在0点右侧6cm处 C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同 D. 从t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 8. 如图所示，轻弹簧一端固定在墙上，另一端与木块B相连，木块静止在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度v0射入木块后（子弹与木块作用时间极短）停在木块内。然后将轻弹簧压缩到最短，已知木块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 系统的动量不守恒，机械能守恒 B. 系统的动量守恒，机械能不守恒 C. 弹簧弹性势能最大值为 D. 系统损失的机械能为 二、多选题 9. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点 A. 第1 s末与第3 s末的位移相同 B. 第1 s末与第3 s末的速度相同 C. 3 s末至5 s末的位移方向都相同 D. 3 s末至5 s末的速度方向都相同 10. 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A. 甲的摆长比乙的摆长大 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 甲摆的机械能比乙摆大 D. 在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆 11. 如图所示，两个小物块a、b静止在光滑水平面上，它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧。烧断细线后，被弹出的小物块a、b在同一直线上运动，且弹簧与它们分离，a、b的质量分别是2kg和4kg，则下列判断正确的是(　　) A. 小物块a与b的速率之比为1：2 B. 弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为2：1 C. 弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为1：1 D. 小物块a与b的动能之比为1：2 12. 甲、乙两位同学分别使用图甲中所示的同一套装置，观察单摆做运动时的振动图象。已知两人实验时所用的摆长相同，落在同一木板上的细砂分别形成的曲线如图乙中N1、N2所示。下列关于两图线相关的分析，正确的是______ A. N1表示砂摆动的幅度较大，N2转动的度较小 B. N1与N2动的周期相同 C. N1对应的木板运动速度比N2对应的木板运动速度大 D. N1对应的砂摆摆到最低点时，摆线的拉力比N2对应的拉力大 三、实验题 13. 如图所示，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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置0。 接下来的实验步骤如下： 步骤1：已知入射小球质量为，被碰小球质量为。 不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 （1）对于上述实验操作，下列说法正确的是______ A. 小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下 B. 小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 斜槽轨道必须光滑 （2）入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则______ A. B. C. D. （3）当所测物理量满足表达式______（用所测物理量的字母、、OM、OP、ON表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。 （4）如果还满足表达式______（用所测物理量的字母、、OM、OP、ON表示）时，即说明两球碰撞是弹性碰撞。 四、解答题 14. 2022年世界杯在卡塔尔举行，吸引了全世界各地球迷的目光。如图所示是巴西足球明星内马尔练习用头颠球的照片，可以简化为如图所示模型。假设某一次足球由静止下落h1=0.45m后被头顶回，离开头顶竖直上升的最大高度为h2=0.80m，已知足球与头部的作用时间为，足球的质量为m=0.42kg，空气阻力不计。重力加速度g取10m/s2，求： （1）足球从开始下落到被顶起到达最高点全过程中重力的冲量； （2）顶球过程头对足球的平均作用力大小。 15. 如图，半径为的光滑圆弧轨道AB固定在光滑水平地面上，A点与圆心0等高，圆弧轨道与放在地面上质量为的长木板上表面相切于B点。现将质量的小物块从A点由静止释放，小物块从B点离开圆弧后滑上长木板，一段时间后共速，继续运动一段时间后，长木板与右侧竖直墙壁碰撞后原速率反弹（碰撞时间忽略不计）。已知小物块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度求： （1）小物块滑至圆弧末端B点时对圆弧的压力大小； （2）小物块从滑上长木板到两者第一次共速，由于相互摩擦产生的热量； （3）若长木板与墙碰撞后与小物块恰好能再次共速，求长木板的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二下学期第一次月考物理试卷 一、单选题 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中也能传播 B. 电磁波能传播信息，不能传播能量 C. 射线的波长比红外线的波长更长 D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确； B．电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误； C．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误； D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。 故选A。 2. 一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过时间后停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 分析】 【详解】对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，以向上为正方向，则有 解得 由牛顿第三定律，铁锤对木桩的平均冲力大小为 故选C。 3. 中国已成功发射可重复使用试验航天器。某实验小组仿照航天器的发射原理，在地球表面竖直向上发射了一质量为M（含燃料）火箭，当火箭以大小为v0的速度竖直向上飞行时，火箭接到加速的指令瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，不计喷气过程重力的影响，所有速度均为对地速度。则喷出气体的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 Mv0=（M-m）v2-mv1 解得 故B正确，ACD错误。 故选B。 4. 质量为m的物体在光滑水平面上以速度v匀速向左运动。某时刻施加恒力F作用在物体上，力F与水平方向夹角为θ，如图所示。经过时间t，物体的速度大小仍为v，方向水平向右。则在时间t内，下列说法中正确的是（　　） A. 重力对物体的冲量大小为零 B. 拉力F对物体的冲量大小是 C. 合力对物体的冲量大小为零 D. 力F与v的大小满足的关系为 【答案】D 【解析】 【详解】A．重力对物体的冲量大小 A错误； B．拉力F对物体的冲量大小 B错误； CD．根据动量定理 C错误，D正确。 故选D。 5. 如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零 B. 振子在C点和D点的回复力相同 C. t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为3cm D. t=0.3s时，振子的速度方向为竖直向上 【答案】D 【解析】 【详解】A．弹簧振子在平衡位置（O点）的回复力为零，通过受力分析可知，弹簧弹力等于振子所受的重力，A错误； B．弹簧振子的回复力大小与偏离平衡位置的位移大小成正比，由于 则振子在C点和D点的回复力大小相等，方向不同，B错误； C．由振子的振动图像可知，振子的振动方程为 代入数据，可得t=0.75s到t=1.25s的时间内，振子通过的路程为，C错误； D．根据题图乙可知，时，振子的速度方向为竖直向上，D正确。 故选D。 6. 在光滑的水平面上，两个质量均为m的完全相同的滑块以大小均为p的动量相向运动，发生正碰，碰后系统的总动能不可能是(　　) A. 0 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当两球发生碰撞，遵守动量守恒，由于开始时两个滑块以大小均为p的动量相向运动，所以总动量为0；若发生完全非弹性碰撞，则 ，所以末动能的和也是0；若发生弹性碰撞，则两个小球的总动能不变．碰前两球的总动能为，按照动能不增加的原理，所以碰后两球的总动能要小于等于故B错误；ACD正确；本题选不正确的，故选B 7. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. t=0.8s时，振子的速度方向向右 B. t=0.2s时，振子在0点右侧6cm处 C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同 D. 从t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．t=0.8s时，图象切线的斜率为负，说明振子的速度为负，即速度方向向左，故A错误； B．由图象乙知振子的最大位移为12cm，周期为1.6s，在t=0时刻振子从平衡位置开始向右振动，所以振子的振动方程为 当t=0.2s时刻 故B正确； C．由图象乙知，t=0.4s到t=1.2s之间振子分别位于正的最大位移处和负的最大位移处，则受到的回复力的方向相反，所以加速度的方向也相反，故C错误； D．由图乙可知，t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子向平衡位置运动，增大振子的速度逐渐增大，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，轻弹簧一端固定在墙上，另一端与木块B相连，木块静止在光滑的水平桌面上，子弹A以水平速度v0射入木块后（子弹与木块作用时间极短）停在木块内。然后将轻弹簧压缩到最短，已知木块B的质量为M，子弹的质量为m，现将子弹、木块和弹簧一起作为研究对象（系统），则从子弹开始入射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 系统的动量不守恒，机械能守恒 B. 系统的动量守恒，机械能不守恒 C. 弹簧弹性势能的最大值为 D. 系统损失的机械能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于子弹射入木块过程中，二者之间存在着摩擦，故此过程系统机械能不守恒，子弹与木块一起压缩弹簧的过程中，速度逐渐减小到零，所以此过程动量不守恒，故整个过程中，系统动量、机械能均不守恒，故AB错误； C．由于子弹和木块碰撞有机械能损失，所以最终弹簧弹性势能小于子弹最初的动能，故C错误； D．对子弹和木块由动量守恒定律及能量守恒定律 联立解得系统损失的机械能为 故D正确。 故选D。 二、多选题 9. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点 A. 第1 s末与第3 s末的位移相同 B. 第1 s末与第3 s末的速度相同 C. 3 s末至5 s末的位移方向都相同 D. 3 s末至5 s末的速度方向都相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．把时间t=1s、t=3s代入公式可得位移相同，A对； B．周期为8s，第1 s末与第3 s末先后两次通过同一位置，位移相同，速度方向相反，B错； CD．把3 s末至5 s末代入公式可得位移方向相反，加速度方向相反，速度方向相同，C错，D对． 10. 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A. 甲的摆长比乙的摆长大 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 甲摆的机械能比乙摆大 D. 在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图看出，两单摆的周期相同，同一地点的g相同，由单摆的周期公式可得，甲、乙两单摆的摆长L相等，故A错误； B．由图知甲摆的振幅比乙摆大，故B正确； C．尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，所以无法比较机械能的大小，故C错误； D．在t=0.5s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，乙摆的位移为负向最大，根据 可知，乙摆具有正向最大加速度，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，两个小物块a、b静止在光滑水平面上，它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧。烧断细线后，被弹出的小物块a、b在同一直线上运动，且弹簧与它们分离，a、b的质量分别是2kg和4kg，则下列判断正确的是(　　) A. 小物块a与b的速率之比为1：2 B. 弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为2：1 C. 弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为1：1 D. 小物块a与b的动能之比为1：2 【答案】BC 【解析】 【详解】A．取向左为正方向，由系统的动量守恒得 得 故A错误； B．根据动能定理得：弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为 故B正确； C．根据动量定理得，弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为 故C正确； D．小物块a与b的动能之比为 故D错误。 故选BC。 12. 甲、乙两位同学分别使用图甲中所示的同一套装置，观察单摆做运动时的振动图象。已知两人实验时所用的摆长相同，落在同一木板上的细砂分别形成的曲线如图乙中N1、N2所示。下列关于两图线相关的分析，正确的是______ A. N1表示砂摆动的幅度较大，N2转动的度较小 B. N1与N2动的周期相同 C. N1对应的木板运动速度比N2对应的木板运动速度大 D. N1对应的砂摆摆到最低点时，摆线的拉力比N2对应的拉力大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，N1表示砂摆振动的幅度与N1表示砂摆振动的幅度相同，故A错误； B．由公式可知，两摆由于摆长相同，则由单摆的性质可知，两摆的周期相同，故B正确； C．由图可知，N1对应的木板的时间为T，N2对应的木板运动的时间为2T，则N1对应的木板运动速度比N2对应的木板运动速度大，故C正确； D．由动能定理有 在最低点有 解得 由于两摆的振动幅度相同，即相同，则拉力相同，故D错误。 故选BC 三、实验题 13. 如图所示，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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置0。 接下来的实验步骤如下： 步骤1：已知入射小球质量为，被碰小球质量为。 不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 （1）对于上述实验操作，下列说法正确的是______ A. 小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下 B. 小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下 C. 斜槽轨道末端必须水平 D. 斜槽轨道必须光滑 （2）入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则______ A. B. C. D. （3）当所测物理量满足表达式______（用所测物理量的字母、、OM、OP、ON表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。 （4）如果还满足表达式______（用所测物理量的字母、、OM、OP、ON表示）时，即说明两球碰撞是弹性碰撞。 【答案】（1）AC （2）B （3）m1OP=m1OM+m2ON （4） 【解析】 小问1详解】 AB．小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下，以保证到达底端时速度相同，选项A正确，B错误； C．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球能做平抛运动，选项C正确； D．斜槽轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相同即可，选项D错误。 故选AC。 【小问2详解】 为保证入射球碰后不反弹，则要求入射球质量大于被碰球的质量；为保证两球发生正碰，则要求入射球半径等于被碰球的半径，即 故选B 【小问3详解】 由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同；根据动量守恒定律可得在水平方向有 m1v0=m1v1+m2v2 故 m1v0t=m1v1t+m2v2t 即 m1OP=m1OM+m2ON 当所测物理量满足表达式 m1OP=m1OM+m2ON 时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。 【小问4详解】 若机械能守恒，即 故若 说明两球碰撞是弹性碰撞。 四、解答题 14. 2022年世界杯在卡塔尔举行，吸引了全世界各地球迷的目光。如图所示是巴西足球明星内马尔练习用头颠球的照片，可以简化为如图所示模型。假设某一次足球由静止下落h1=0.45m后被头顶回，离开头顶竖直上升的最大高度为h2=0.80m，已知足球与头部的作用时间为，足球的质量为m=0.42kg，空气阻力不计。重力加速度g取10m/s2，求： （1）足球从开始下落到被顶起到达最高点全过程中重力的冲量； （2）顶球过程头对足球的平均作用力大小。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）14N 【解析】 【详解】（1）足球由静止下落过程，有 解得 足球被顶起的上升过程，有 解得 足球从开始下落到被顶起到达最高点全过程中重力的冲量 方向竖直向下； （2）足球下落过程，由自由落体公式可得 解得 足球上升过程，由公式可得 解得 所以足球与头部作用过程中，以向上为正方向，由动量定理 解得 F=14N 15. 如图，半径为的光滑圆弧轨道AB固定在光滑水平地面上，A点与圆心0等高，圆弧轨道与放在地面上质量为的长木板上表面相切于B点。现将质量的小物块从A点由静止释放，小物块从B点离开圆弧后滑上长木板，一段时间后共速，继续运动一段时间后，长木板与右侧竖直墙壁碰撞后原速率反弹（碰撞时间忽略不计）。已知小物块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度求： （1）小物块滑至圆弧末端B点时对圆弧的压力大小； （2）小物块从滑上长木板到两者第一次共速，由于相互摩擦产生的热量； （3）若长木板与墙碰撞后与小物块恰好能再次共速，求长木板的长度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由A到B过程中，由机械能守恒定律有 得 由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律得对圆弧的压力 （2）小物块滑上长木板后，设共同速度为，由系统动量守恒定律有 解得 对小物块，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式可得 解得 对长木板，由牛顿第二定律有 得 由运动学公式可得 解得 可得 由能量守恒定律可得 解得 （3）再次共速时的速度为，由动量守恒定律得 对木板，由运动学公式可得 解得 对小滑块，由运动学公式可得 解得 可得 则长木板的长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$