精品解析：福建省福州市闽侯县第一中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

2024-2025学年闽侯一中第二学期第二次月考 高中二年物理科试卷 考试时间：5月27日 完卷时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 图1是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看作简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 浮标的振动周期为 B. 1分钟内浮标上某点运动所经过的路程为 C. 时，浮标振动的加速度最大 D. 时，浮标的速度为0 2. 如图所示图线I、图线II为两单摆分别做受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是（　　） A. 若摆长为1m的单摆在地球上做受迫振动，则其共振曲线为图线I B. 若图线II是单摆在地球上做受迫振动的共振曲线，则该单摆摆长约为0.5m C. 若两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动，则图线I一定是在月球上的单摆的共振曲线 D. 若两单摆是在地球上同一地点做受迫振动，则两单摆摆长之比h：hH=25：4 3. 如图甲所示，波源、相距5m，且，，时刻两波源同时开始振动，振动图像均如图乙所示，形成的两列简谐横波在均匀介质中传播，波速均为，下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙两列波的波长为1m B. 在时，A处质点处于波谷 C. A点为振动加强点，且始终处于波峰位置 D. 在0~18s内，A处质点运动的路程为32cm 4. 如图所示，质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起竖直放置在水平地面上，物体A处于静止状态。在A的正上方h高处有一质量也为m的小球C。现将小球C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. C与A碰撞后A最大速度的大小为 B. C与A碰撞过程中，A、C组成的系统损失的机械能为 C. C与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为 D. 要使碰后物体B被拉离地面，h至少为 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s B. 该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C. 波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 D. 观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz 6. 将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力。用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学根据提供的信息做出了下列判断，其中正确的是（　　） A. 时摆球经过最低点 B. 时摆球经过最低点 C. 摆球做阻尼振动 D. 若当地，则该摆的摆长 7. 如图，假设从地球的北极沿直径贯通一条隧道，一小球从S点由静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐运动。已知地球半径为R，小球由球心O向S运动经过O时开始计时，经t0时间第1次经过P点（P点在OS之间，图中未标出），再经过4t0时间第2次经过P点，则（　　） A. 小球振动的周期为10 t0 B. O到P的距离为 C. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐减小 D. 小球从计时开始到第3次过P点所需时间为12t0 8. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（）所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　） A. 时，处质点位于波谷 B. 该波从A点传播到点，所需时间为 C. 时，处质点振动速度方向竖直向下 D. 时，处质点所受回复力方向竖直向下 三、填空题：本大题共3小题，共12分。 9. A球静止在光滑水平面上，B球以的速度与A球发生正碰。如果碰撞后A球以的速度运动，B球以的速率弹回。则A、B两球的质量之比是_____。 10. 如图________（选填“a”或“b”）所示是水波的反射现象。机械波发生折射时，传播方向发生改变，但________（选填“波速”、“波长”或“频率”）不变。 11. 如图所示为均匀介质中半径为R=4m的半圆形区域，MN为半圆的直径。现在M、N两点放置两振源，M、N振源的振动方程分别为、，两振源形成的波在该介质中的波速为v=5m/s。两振源的振动周期为________s，两列波的波长为________m，t=0时刻两波源同时振动，当稳定时，半圆上振幅为4cm的点有________处（不包括M、N两点）。 四、实验题：本大题共2小题，共14分。 12. 利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤： （1）测量小球1、2的质量分别为，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲； （2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍； （3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为，球2向左摆动的最高位置为，如图乙。已知重力加速度为，碰前球1的动量大小为_____，若满足关系式_____，则验证碰撞中动量守恒； 13. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中。 （1）用最小刻度为的刻度尺测量摆线长，如图甲所示，单摆的摆线长为___________；用游标卡尺测量摆球的直径，如图乙所示，则球的直径为___________； （2）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像，如图丙所示。若用表示摆长，则重力加速度的表达式为___________。 （3）在进行实验数据处理时，甲、乙两位同学把摆线长和小球直径之和作为摆长。甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值；乙同学做出图像后求出斜率，然后算出重力加速度，两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲___________，乙___________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 14. 一列正弦波在时刻的波形图如图中实线所示，在（，T为波的周期，T未知）时刻的波形图如图中虚线所示。求： （1）该波可能的传播速度大小v； （2）若从0时刻起，图中质点R比Q先回到平衡位置，写出P点的振动方程。 15. 如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，，，系统静止时弹簧伸长，未超出弹性限度。若剪断A、B间的细绳，则A在竖直方向做简谐运动，，求： （1）A球的振幅； （2）A球最大加速度的大小； （3）已知弹簧振子的周期公式为（表示振子的质量，表示弹簧的劲度系数），沿竖直向上的方向建立坐标系，从剪断细绳开始计时，则A球的振动方程（即振子位移与时间的关系式）。 16. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点。一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。将细线拉直到水平位置，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动。已知细线长L=1.25 m，小球质量m=0.20 kg，物块、小车质量均为M=0.30 kg，小车上的水平轨道长s=1.0 m，圆弧轨道半径R=0.15 m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2 。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前，小球所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小和碰撞过程中小球对物块的冲量大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年闽侯一中第二学期第二次月考 高中二年物理科试卷 考试时间：5月27日 完卷时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 图1是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看作简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 浮标的振动周期为 B. 1分钟内浮标上某点运动所经过的路程为 C. 时，浮标振动的加速度最大 D. 时，浮标的速度为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图2可知浮标的振动周期为，故A错误； B．一个周期内浮标上某点经过的路程为4个振幅的大小之和，，所经过的路程为 故B错误； C．时，浮标振动的位移最大，回复力最大，加速度最大，故C正确； D．时浮标在平衡位置，速度最大，故D错误。 故选C。 2. 如图所示图线I、图线II为两单摆分别做受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是（　　） A. 若摆长为1m的单摆在地球上做受迫振动，则其共振曲线为图线I B. 若图线II是单摆在地球上做受迫振动的共振曲线，则该单摆摆长约为0.5m C. 若两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动，则图线I一定是在月球上的单摆的共振曲线 D. 若两单摆是在地球上同一地点做受迫振动，则两单摆摆长之比h：hH=25：4 【答案】D 【解析】 【详解】AB．摆长为1m的单摆在地球上振动的周期 频率为0.5Hz；而由共振图像I可知，固有频率为0.2Hz；若图线II是单摆在地球上做受迫振动的共振曲线，则该单摆频率为0.5Hz，周期为2s，摆长约为1m，则选项AB错误； C．月球上的重力加速度较地球小，但是摆长关系不能确定，根据可知周期和频率关系不能确定，则不能确定哪个是在月球上的共振曲线，选项C错误； D．两摆频率之比为2:5，周期之比为5:2；若两单摆是在地球上同一地点做受迫振动，则根据可知 则两单摆摆长之比h：hH=25：4，选项D正确。 故选D。 3. 如图甲所示，波源、相距5m，且，，时刻两波源同时开始振动，振动图像均如图乙所示，形成的两列简谐横波在均匀介质中传播，波速均为，下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙两列波的波长为1m B. 在时，A处质点处于波谷 C. A点为振动加强点，且始终处于波峰位置 D. 在0~18s内，A处质点运动的路程为32cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知波的传播周期，波速为，则波长 故A错误； B．处波传播至A点用时 处波传播至A点用时 因此在时，只有处波到达A点，并且使A处质点振动，所以此时A处质点应该处于波峰，故B错误； C．由于 所以A点为振动加强点，但A点是处于振动状态，并非一直处于波峰，故C错误； D．在12~16s内，A处质点运动的路程 在16~18s内，A处质点的振幅，运动的路程 则在0~18s内A处质点运动的路程 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起竖直放置在水平地面上，物体A处于静止状态。在A的正上方h高处有一质量也为m的小球C。现将小球C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. C与A碰撞后A最大速度的大小为 B. C与A碰撞过程中，A、C组成的系统损失的机械能为 C. C与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为 D. 要使碰后物体B被拉离地面，h至少为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．C与A碰撞前瞬间，根据自由落体的规律有 C与A碰撞，动量守恒，有 解得 之后，由于AC的总重力大于弹簧的弹力，AC将向下加速，所以A的最大速度将大于，A错误； B．损失的机械能为 B错误； C．C与A碰撞后，AC速度减小到零时，弹簧的弹性势能最大，根据能量守恒得 E0为初始的弹性势能，C错误； D．AC碰后至反弹到最高点，要使碰后物体B被拉离地面，弹簧拉力至少为B的重力，即弹簧形变与碰前的一样，但是弹簧处于拉伸状态，AC的动能转化为重力势能，有 碰前，对A有 解得 D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播，波速为20m/s B. 该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C. 波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 D. 观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从乙图可知，时刻，质点正在平衡位置向方向振动，根据振动和波形的关系，该波沿轴正方向传播，有 选项A正确； B．波的周期是，频率为，与其发生干涉的波的频率也为，选项B错误； C．发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多，选项C错误； D．当波源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率要高，选项D正确。 故选AD。 6. 将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力。用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学根据提供的信息做出了下列判断，其中正确的是（　　） A. 时摆球经过最低点 B. 时摆球经过最低点 C. 摆球做阻尼振动 D. 若当地，则该摆的摆长 【答案】AC 【解析】 【详解】C．根据牛顿第二定律知，在最低点有 可得 由图知，摆球通过最低点的拉力减小，则知其速度减小，振幅不断减小，所以摆球做的是阻尼振动，故C正确； AB．摆球经过最低点时，拉力最大；由图可知，在t=0.2s时，拉力最大，所以此时摆球经过最低点；在t=1.1s时，摆球的拉力不是最大，不是经过最低点，故A正确，B错误； D．由图可知，两次拉力最大的时间间隔为0.6s，故周期为1.2s，根据单摆周期公式有 代入数据可得，故D错误。 故选AC。 7. 如图，假设从地球的北极沿直径贯通一条隧道，一小球从S点由静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐运动。已知地球半径为R，小球由球心O向S运动经过O时开始计时，经t0时间第1次经过P点（P点在OS之间，图中未标出），再经过4t0时间第2次经过P点，则（　　） A. 小球振动的周期为10 t0 B. O到P的距离为 C. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐减小 D. 小球从计时开始到第3次过P点所需时间为12t0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球振动的周期为 解得，A错误； B．小球的振动方程为 O到P的距离为，B正确； C．小球在S点受力最大，在O点受力最小，所以由S到O的运动过程中小球受力逐渐减小，C正确； D．小球从计时开始到第3次过P点所需时间为，D错误。 故选BC。 8. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（）所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　） A. 时，处质点位于波谷 B. 该波从A点传播到点，所需时间为 C. 时，处质点振动速度方向竖直向下 D. 时，处质点所受回复力方向竖直向下 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图（a）、（b）可知，该波的波长为，周期为T＝4s，则波速为 由图（a）可知A、B间距为一个波长，则该波从A点传播到B点，所需时间为 则在t＝6s时，B点运动了2s，即，则B处质点位于波谷，故A正确，B错误； C．t＝8s时，由图(b)可知A处质点处于波峰，则波从AE波面传播到C的距离为 则波从AE波面传播到C的时间为 则t=8s时，C处质点动了3.1s，则此时质点速度方向向上，故C错误； D．波从AE波面传播到D的距离为 则波从AE波面传播到D的时间为 则t=10s时，D处质点动了8.3s，则此时质点位于z轴上方，回复力方向向下，故D正确。 故选AD。 三、填空题：本大题共3小题，共12分。 9. A球静止在光滑水平面上，B球以的速度与A球发生正碰。如果碰撞后A球以的速度运动，B球以的速率弹回。则A、B两球的质量之比是_____。 【答案】4:1 【解析】 【详解】设B球初速度的方向为正方向，根据动量守恒有 其中，，，整理得 10. 如图________（选填“a”或“b”）所示是水波的反射现象。机械波发生折射时，传播方向发生改变，但________（选填“波速”、“波长”或“频率”）不变。 【答案】 ①. a ②. 频率 【解析】 【详解】[1]反射光线与入射光线关于法线对称，所以图a所示是水波的反射现象。 [2] 机械波发生折射时，传播方向发生改变，但频率不变。 11. 如图所示为均匀介质中半径为R=4m的半圆形区域，MN为半圆的直径。现在M、N两点放置两振源，M、N振源的振动方程分别为、，两振源形成的波在该介质中的波速为v=5m/s。两振源的振动周期为________s，两列波的波长为________m，t=0时刻两波源同时振动，当稳定时，半圆上振幅为4cm的点有________处（不包括M、N两点）。 【答案】 ①. 0.4 ②. 2 ③. 8 【解析】 【详解】[1][2][3]两振源的振动周期为 两列波的波长为 半圆上的点到两波源距离差等于半波长奇数倍时，此点振动加强，振幅为4cm，过O做与直径MN垂直的线与弧MN交于E点 两波源到E点的距离差为0，两波源到M点的距离差为8cm，则在弧ME上到两波源距离差可能等于1cm、3cm 、5cm、 7cm，即有4个点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据对称性，在弧EN上有4个点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，则半圆上振幅为4cm的点有8处。 四、实验题：本大题共2小题，共14分。 12. 利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤： （1）测量小球1、2的质量分别为，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲； （2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍； （3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为，球2向左摆动的最高位置为，如图乙。已知重力加速度为，碰前球1的动量大小为_____，若满足关系式_____，则验证碰撞中动量守恒； 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由图乙可知，球1从A位置下落到最低点的高度差 根据机械能守恒定律有 解得碰撞前球1的速度 碰前球1的动量大小为 [2]由图乙可知，碰撞后球2上升高度为 根据机械能守恒定律有 解得碰撞后球2的速度，方向与方向相同 碰撞后球1反弹上升高度为 根据机械能守恒定律有 解得碰撞后球1的速度，方向与方向相反 若碰撞前后动量守恒，则有 联立解得 化简得 13. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中。 （1）用最小刻度为的刻度尺测量摆线长，如图甲所示，单摆的摆线长为___________；用游标卡尺测量摆球的直径，如图乙所示，则球的直径为___________； （2）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像，如图丙所示。若用表示摆长，则重力加速度的表达式为___________。 （3）在进行实验数据处理时，甲、乙两位同学把摆线长和小球直径之和作为摆长。甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值；乙同学做出图像后求出斜率，然后算出重力加速度，两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲___________，乙___________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 【答案】 ①. 99.12##99.13##99.14##99.15#99.16##99.17##99.18 ②. 2.075 ③. ④. 偏大 ⑤. 无影响 【解析】 【详解】（1）[1]刻度尺的最小刻度为，则由图读出，单摆的摆线长为。 [2]用游标卡尺测量摆球的直径，读数为 （2）[3]单摆的周期公式 由图丙 则重力加速度的表达式为 （3）[4]甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值，由 ， 可知，结果偏大。 [5]乙同学做出图像后求出斜率，然后算出重力加速度，由 ， 斜率不变，结果无影响。 14. 一列正弦波在时刻的波形图如图中实线所示，在（，T为波的周期，T未知）时刻的波形图如图中虚线所示。求： （1）该波可能的传播速度大小v； （2）若从0时刻起，图中质点R比Q先回到平衡位置，写出P点的振动方程。 【答案】（1）或；（2） 【解析】 【详解】（1）当波沿x轴负方向传播时 由于取解得， 当波沿x轴正方向传播时 由于取解得 波速 （2）由图可知质点R比Q先回到平衡位置，可知R向下振动波沿x轴负方向传播 则0时刻P点向上振动则P点振动方程 15. 如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，，，系统静止时弹簧伸长，未超出弹性限度。若剪断A、B间的细绳，则A在竖直方向做简谐运动，，求： （1）A球的振幅； （2）A球最大加速度的大小； （3）已知弹簧振子的周期公式为（表示振子的质量，表示弹簧的劲度系数），沿竖直向上的方向建立坐标系，从剪断细绳开始计时，则A球的振动方程（即振子位移与时间的关系式）。 【答案】（1）12.5cm （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 系统静止时弹簧伸长，根据胡克定律有 解得 剪断A、B间的细绳，则A在竖直方向做简谐运动，A处于平衡位置时弹簧仍然处于拉伸状态，则有 解得 则A球的振幅 【小问2详解】 结合上述，根据简谐运动的对称性可知，细绳刚刚剪断时A的加速度最大，根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 A简谐运动的周期 结合上述解得 沿竖直向上的方向建立坐标系，从剪断细绳开始计时，则A球的振动方程 结合上述解得 16. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点。一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。将细线拉直到水平位置，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动。已知细线长L=1.25 m，小球质量m=0.20 kg，物块、小车质量均为M=0.30 kg，小车上的水平轨道长s=1.0 m，圆弧轨道半径R=0.15 m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2 。求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前，小球所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小和碰撞过程中小球对物块的冲量大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 【答案】（1）6N （2），1.2N·s （3）0.25≤μ<0.4 【解析】 【小问1详解】 小球下摆过程，根据动能定理有 解得 碰撞前，对小球进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 T=6N 【小问2详解】 小球与物块发生弹性碰撞，则有 ， 解得物块碰后的速度 碰撞过程，对物块进行分析，根据动量定理有 解得 【小问3详解】 对物块与小车，当两者达到共同速度时，根据动量守恒定律有 解得 若物块恰好能够到达圆弧轨道最低点，根据能量守恒定律有 解得 若物块恰能够到达圆弧轨道最高点，根据能量守恒定律有 解得 综上所述，μ的取值范围 0.25≤μ<0.4 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $