精品解析：河北省沧州市六校联考2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

河北省沧州市六校联考2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题 一、选择题（本题共 10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10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，共46分，） 1. 2023年5月28日，MU9191航班从上海虹桥国际机场飞往北京首都国际机场，并于12时31分抵达北京首都国际机场，并穿过象征民航最高礼仪的“水门”。关于飞机航行中的冲量与动量，下列说法正确的是（　　） A. 航行中的飞机动量是矢量，它的方向可能与速度方向相反 B. 质量一定的飞机，动量变化越大，该飞机的速度变化一定越大 C. 飞机运动的速度大小不变，飞机的动量也保持不变 D. 飞机所受合外力的冲量越大，它的动量也越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．航行中的飞机动量是矢量，根据可知它的方向与速度的方向相同，选项A错误； B．质量一定的飞机，动量变化，动量变化越大，该飞机的速度变化一定越大，选项B正确； C．动量等于质量与速度的乘积，飞机运动的速度大小不变，飞机的动量大小保持不变，但速度方向可能改变，动量方向可能改变，动量大小不变而方向改变，动量变了，选项C错误； D．根据动量定理，飞机所受合力的冲量等于动量的变化，则冲量的大小一定和动量变化量的大小相同，与瞬时动量无关，选项D错误。 故选B。 2. 如图所示，水火箭中水被向下喷出时，瓶及瓶内的空气就受力向上冲，水火箭就是利用这个原理升空的。某同学将静置在地面上的质量为800g（含水）的自制水火箭释放升空，在极短的时间内，质量为200g的水以相对地面大小为80m/s的速度竖直向下喷出，水喷出后的瞬间，水火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】水从水火箭喷口喷出的瞬间，水火箭和水组成的系统动量守恒，设水喷出后的瞬间，水火箭的动量大小为，根据动量守恒定律，可得 解得 故选D。 3. 弹簧振子的振动图像如图所示。在2s~3s的时间内，振子的动能Ek和势能Ep的变化情况是（　　） A. Ek变小，Ep变大 B. Ek变大，Ep变小 C. Ek、Ep均变小 D. Ek、Ep均变大 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，在2s~3s的时间内，振子由负的最大位移运动至平衡位置，故振子的速度变大，则动能Ek变大，根据能量守恒可知，势能Ep变小。 故选B。 4. 某同学做用单摆测定重力加速度的实验，为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图所示。由图可知，当地重力加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】用多组实验数据绘制图像的斜率为 单摆周期公式 得 所以 变形得重力加速度大小为 故选B。 5. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为。t=0时刻，一小球从距物块高h处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判断正确的是（　　） A. h=1.6m B. 简谐运动的周期是0.8s C. 0.6s内物块运动的路程是0.2m D. t=0.4s时，物块与小球运动方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．由振动方程可知，t=0.6s时，物块的位移为 则对小球，有 解得 故A错误； B．简谐运动的周期为 故B正确； C．振幅A=0.1m，由 物块路程为 故C错误； D．根据 可知此时物块在平衡位置向下振动，则物块与小球运动方向相同。 故D错误。 故选B。 6. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期约为0.5s B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动 【答案】B 【解析】 【详解】A.驱动力频率为0.5Hz时共振，所以固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误； B.由单摆周期公式 得摆长约为1m，故B正确； C.摆长变大，由单摆周期公式知固有周期变大，从而固有频率变小，故C错误； D.由C项分析知，若摆长增大，则固有频率变小，所以共振曲线峰值向左移动，故D错误； 故选B。 7. 2023年4月20日，今年第1号台风“珊瑚”在西北太平洋洋面上生成，登陆时中心附近最大风力有8级。某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为，所能承受的最大风力为。若风吹到广告牌速度立刻减为零，空气密度为，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（　　） A. 10m/s B. 15m/s C. 20m/s D. 25m/s 【答案】C 【解析】 【详解】设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有 取风的方向为正方向，对风根据动量定理有 解得广告牌能承受的最大风力为 则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为 故选C。 8. 如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为m=3kg的A、B、C三个小球，小球A以速度v0=4m/s向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为1m/s B. 从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为4N·s C. 从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J D. 小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为3m/s 【答案】B 【解析】 【详解】D．根据动量守恒定律，当小球A、B速度相等时，且与小球C碰撞之前A、B的速度均为v1，则 解得 故D错误； A．从开始到弹簧最短的过程，对A、B、C系统有 解得 故A错误； B．从开始到弹簧最短的过程，对小球C，由动量定理有 故B正确； C．B与C相碰的过程 解得 则从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为 故C错误。 故选B。 9. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 时，质点的位移大小为 B. 在内，质点经过的路程为 C. 在末，质点的加速度为零，速度最大 D. 和这两时刻，质点的位移大小相等 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A．如图所示，质点的振动方程为 时，质点的位移大小 A错误； B．由题图简谐运动的图像可知，质点振动的周期内质点经过的路程 B错误； C．在末，质点运动到平衡位置处，故加速度为零，速度最大，C正确； D．如图所示，在和这两时刻，质点的位移大小相等、方向相同，D正确。 故选CD。 10. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm，振子由 A到B 运动时间为0.1s，则下列说法正确的是（　　） A. 振子的振幅为10 cm，周期为0.2s B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm 【答案】AC 【解析】 【详解】A．振子在A、B间振动，已知 AB=20cm 则振幅为 A=10cm 故A正确； BC．根据 F=-kx 可知振子在A、B两处受到的回复力大小都为kΔx，故B错误，C正确； D．振子完成一次全振动经过的路程为 4A=40cm 故D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某实验小组在实验室做用单摆测定重力加速度的实验，如图甲所示。 （1）摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是______cm。 （2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为g=_______（结果用L、d、N、t等字母表示）。 （3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①_______；②_______。 【答案】 ①. 3.135 ②. ③. 应在摆球通过平衡位置时开始计时 ④. 应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值（或在单摆振动稳定后开始计时） 【解析】 【详解】（1）[1]摆球的直径为 （2）[2]根据单摆的周期公式 又 解得 （3）[3][4]本实验的操作中有两处需要加以改正：①应在摆球通过平衡位置时开始计时，因为摆球经过平衡位置时速度最大，在相同的空间尺度误差时产生的时间误差最小，测量的周期较精确，②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值，这样可减小测量误差。 12. 如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b的质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。 （1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是___________（填字母）。 A．需要测出小球抛出点距地面的高度H B．需要测出小球做平抛运动的水平射程 C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具 D．斜槽轨道末端应该保持水平 E．斜槽应尽量光滑 （2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是___________。 （3）实验中对小球的要求是：质量m1___________（填“>”“=”或“<”）m2，直径d1___________（填“>”“=”或“<”）d2。 （4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为，，，若关系式___________成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。 【答案】 ①. BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB ②. 保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置 ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]ABC．本实验用代入验证，时间可以消去，故需要测量小球的水平射程和两小球的质量，不需要测量时间，即不需要测量抛出点距地面的高度，A错误，BC正确； D．为保证小球从斜槽末端段飞出时做平抛运动，应保证斜槽末端水平，D正确； E．斜槽光滑与否对实验结果不影响，只要保证入射小球均从同一高度释放，保证碰撞前入射小球的速度相同即可，E错误。 故选BCD。 （2）[2]保持入射小球从同一位置释放是为了保证小球每次平抛的初速度相同，以找出对应的平均落点位置； （3）[3][4]为了保证小球碰撞为对心碰撞，且碰后不反弹，要求，； （4）[5]碰撞时满足动量守恒有 两边同时乘以下落时间有 三、计算题（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 一质量为的子弹以速度水平射入并穿过静置在光滑水平地面上的木块，如图所示。已知木块的质量为，子弹穿过木块的时间为，木块对子弹的阻力大小恒为。求子弹穿过木块后，子弹和木块运动的速度大小。 【答案】； 【解析】 【详解】设子弹穿过木块后，子弹的运动速度为，木块的运动速度为，以水平向右为正方向，根据动量定理对子弹，有 对木块，有 解得 ， 14. 如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.5kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 （1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式； （2）小球运动到最高点时的加速度的大小是多少？ 【答案】（1） （2）10m/s² 【解析】 【小问1详解】 由振动图像可知振幅为，周期为，则有 则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为 【小问2详解】 由题意可知，小球静止时弹簧伸长量为10cm，而振幅为，可知小球运动到最高点时，弹簧刚好处于原长，此时小球只受重力作用，则加速度大小为 15. 在光滑的水平地面上，质量均为的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远，质量为的滑块A以初速度向右运动与B发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后A被反弹，速度大小为，重力加速度取。求： （1）A、B碰撞时损失的机械能； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）C能上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A与B碰撞时动量守恒 解得 损失的机械能 （2）弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，B、C的速度相等，设此时速度为，由动量守恒可得 解得 则弹簧的最大弹性势能为 （3）设C与弹簧分开时B、C速度分别为和，由动量守恒和能量守恒可得 解得 ， 以地面为零势能面，则滑块C的机械能为 假设C上升高度为时二者相对静止，C在竖直方向速度为0，则系统水平方向由动量守恒可得 此时系统的机械能 因为，所以滑块将冲出滑块D，设滑块能上升的最大高度为，由机械能守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北省沧州市六校联考2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题 一、选择题（本题共 10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10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，共46分，） 1. 2023年5月28日，MU9191航班从上海虹桥国际机场飞往北京首都国际机场，并于12时31分抵达北京首都国际机场，并穿过象征民航最高礼仪的“水门”。关于飞机航行中的冲量与动量，下列说法正确的是（　　） A. 航行中的飞机动量是矢量，它的方向可能与速度方向相反 B. 质量一定的飞机，动量变化越大，该飞机的速度变化一定越大 C. 飞机运动的速度大小不变，飞机的动量也保持不变 D. 飞机所受合外力的冲量越大，它的动量也越大 2. 如图所示，水火箭中水被向下喷出时，瓶及瓶内的空气就受力向上冲，水火箭就是利用这个原理升空的。某同学将静置在地面上的质量为800g（含水）的自制水火箭释放升空，在极短的时间内，质量为200g的水以相对地面大小为80m/s的速度竖直向下喷出，水喷出后的瞬间，水火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（　　） A. B. C. D. 3. 弹簧振子的振动图像如图所示。在2s~3s的时间内，振子的动能Ek和势能Ep的变化情况是（　　） A. Ek变小，Ep变大 B. Ek变大，Ep变小 C. Ek、Ep均变小 D. Ek、Ep均变大 4. 某同学做用单摆测定重力加速度的实验，为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图所示。由图可知，当地重力加速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为。t=0时刻，一小球从距物块高h处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判断正确的是（　　） A. h=1.6m B. 简谐运动的周期是0.8s C. 0.6s内物块运动的路程是0.2m D. t=0.4s时，物块与小球运动方向相反 6. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有周期约为0.5s B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动 7. 2023年4月20日，今年第1号台风“珊瑚”在西北太平洋洋面上生成，登陆时中心附近最大风力有8级。某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为，所能承受的最大风力为。若风吹到广告牌速度立刻减为零，空气密度为，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（　　） A. 10m/s B. 15m/s C. 20m/s D. 25m/s 8. 如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为m=3kg的A、B、C三个小球，小球A以速度v0=4m/s向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为1m/s B. 从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为4N·s C. 从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J D. 小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为3m/s 9. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 时，质点的位移大小为 B. 在内，质点经过的路程为 C. 在末，质点的加速度为零，速度最大 D. 和这两时刻，质点的位移大小相等 10. 如图所示，将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm，振子由 A到B 运动时间为0.1s，则下列说法正确的是（　　） A. 振子的振幅为10 cm，周期为0.2s B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某实验小组在实验室做用单摆测定重力加速度的实验，如图甲所示。 （1）摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是______cm。 （2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为g=_______（结果用L、d、N、t等字母表示）。 （3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①_______；②_______。 12. 如图甲所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图，a是入射小球，b是被碰小球，a和b的质量分别为m1和m2，直径分别为d1和d2，轨道末端在水平地面上的投影为O点。实验中，先将小球a从斜槽上某一固定位置由静止释放，a从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出a的平均落点位置P，再把小球b放在斜槽末端，让小球a仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复10次，描出碰后小球a、b的平均落点位置M、N如图乙所示。 （1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是___________（填字母）。 A．需要测出小球抛出点距地面的高度H B．需要测出小球做平抛运动的水平射程 C．为完成此实验，天平和刻度尺是必需的测量工具 D．斜槽轨道末端应该保持水平 E．斜槽应尽量光滑 （2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是___________。 （3）实验中对小球的要求是：质量m1___________（填“>”“=”或“<”）m2，直径d1___________（填“>”“=”或“<”）d2。 （4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O点与M、P、N三点的水平方向的距离分别为，，，若关系式___________成立，则说明该实验碰撞前后动量守恒。 三、计算题（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 一质量为的子弹以速度水平射入并穿过静置在光滑水平地面上的木块，如图所示。已知木块的质量为，子弹穿过木块的时间为，木块对子弹的阻力大小恒为。求子弹穿过木块后，子弹和木块运动的速度大小。 14. 如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.5kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 （1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式； （2）小球运动到最高点时的加速度的大小是多少？ 15. 在光滑的水平地面上，质量均为的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远，质量为的滑块A以初速度向右运动与B发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后A被反弹，速度大小为，重力加速度取。求： （1）A、B碰撞时损失的机械能； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）C能上升的最大高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $