精品解析：安徽省六安市独山中学2024-2025学年高二下学期2月月考物理试题

独山中学2024-2025学年度第二学期高二物理二月月考试卷 一、单选题（每小题4分，共32） 1. 汽车安全性能是如今衡量汽车品质的重要标志，安全气囊是否爆开、安全带是否发挥作用、挡风玻璃是否破碎等都是汽车碰撞实验中技术人员需要查看的数据。如图所示，在某次汽车正面碰撞测试中，汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg，使用安全带时，假人用时0.8s停下；不使用安全带时，假人与前方碰撞，用时0.2s停下。以下说法正确的是（ ） A. 碰撞过程中，汽车和假人的总动量守恒 B. 不使用安全带时，假人动量变化量较大 C. 使用安全带时，假人受到的平均作用力约为1250N D. 不使用安全带时，假人受到的平均作用力约为2500N 2. 甲、乙两滑块的质量分别为2m和m，它们以相同的速率v在光滑水平面上相向运动并发生碰撞。若碰撞后两滑块黏合在一起，则碰撞过程中系统损失的机械能为（ ） A. B. C. D. 3. 同一地点有甲、乙两个单摆，摆球质量之比，甲摆动5次时，乙恰好摆动3次，它们都在作简谐运动。可以判断这两个单摆摆长之比为（ ） A. 9∶25 B. 25∶9 C. 3∶5 D. 5∶3 4. 斜面体A上表面光滑，倾角、质量M、底边长为L，静止放置在光滑水平面上，将一可视为质点、质量为m的滑块B从斜面的顶端无初速度释放，经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度大小为g，则（ ） A. 斜面A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 滑块B下滑时间过程中，B的重力冲量为 D. 滑块B滑到斜面底端时，B向右滑动的水平距离为 5. 如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人，原来车和人都静止。当人从左向右行走时，先加速、后减速，到车右端后停止，该过程中（　　） A. 人的动量始终等于车的动量 B. 人和车组成的系统机械能先增大后减小 C. 人和车的动量方向相同 D. 人停止行走时，车的速度一定不为零 6. 如图所示，动量分别为的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为。下列说法不正确的是（　　） A. 间距离为10 cm B. 振子的运动周期是0.2s C. 时，振子位于N点 D. 时，振子具有最大速度 8. 甲、乙为竖直悬挂的两个弹簧振子，且悬挂振子的弹簧劲度系数相同，已知两球质量之比是4：1，振动图像如图所示。则下列说法不正确的是（　　） A. 甲、乙两弹簧振子的振动频率之比是 B. 甲、乙两弹簧振子在10s内质点经过的路程之比是 C. 甲、乙两弹簧振子最大回复力之比是 D. 甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是2 二、多选题（每小题5分，共10分） 9. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54r/min。为了使筛子的振幅增大，则以下措施可行的是（ ） A. 增大电压，提高偏心轮转速 B. 降低电压，降低偏心轮转速 C. 增加筛子质量，增大筛子的固有周期 D. 减小筛子质量，减小筛子的固有周期 10. 在足够长的光滑倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个小球分别以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，两小球相遇时发生了完全非弹性碰撞，它们运动的图像如图所示。已知小球甲的质量为1kg，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是（　　） A. 小球乙的质量为2kg B. 两小球碰撞过程中的机械能损失为25J C. 轨道斜面倾角满足 D. 两小球回到出发点时的速度大小为 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，甲同学用如图所示的装置进行了如下的操作： ①将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离并固定，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹P； ③把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球撞到木板并在白纸上留下痕迹M和N； ④用天平测出a、b两个小球的质量分别为和，用刻度尺测量白纸上O点到M、P、N三点的距离分别为、和。根据上述实验，请回答下列问题： （1）为减小实验误差，选择入射球、被碰球时，应该使______（选填“大于”“等于”或“小于”）； （2）若小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结论______（选填“会”或“不会”）产生影响； （3）用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为______（用、、、、表示） （4）乙同学用下图所示的实验装置验证两小球碰撞过程中动量是否守恒。图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为、、。只要满足关系式__________（用、、、、表示）就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。 12. 某同学利用图1所示装置进行“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）该同学用游标卡尺测量摆球直径时的示数如图2所示，其示数为_______cm； （2）下列关于本实验的操作说法中，错误的是（　　）； A. 摆线要选择细些且伸缩性小些的 B. 摆球尽量选择质量大些且体积小些的 C. 应控制摆球在竖直面内摆动 D. 应从摆球经过最高点开始计时 （3）下列情形中，会使重力加速度的测量值比当地的实际值偏小的是（　　）； A. 摆球质量过大 B. 摆动中，摆线上端松动 C. 计时开始时，未及时按下秒表 D. 误将50次全振动记录为49次 （4）该同学改变摆长L，测出周期T，得到多组数据后，作出的L-T图线如图3所示，按取9.86计算，则根据图线可求得当地的重力加速度g=_______m/s2； 四、解答题（每小题14分，共42分） 13. 如图所示，质量为的滑块静止于光滑的水平面上，一质量为的小球以的速率碰到滑块后又以的速率被弹回，试求滑块获得的速度。 14. 倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成了竖直平面内的光滑轨道ABCD，如图甲所示。AB和BCD相切于B点，C、D为圆轨道的最低点和最高点，O为圆心，OB与OC夹角为小滑块从轨道ABC上离C点竖直高度为h的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过C点时对轨道的压力为F，多次改变高度得到如图乙所示的压力F与高度h的关系图像（该图线纵轴截距为2N），已知，，重力加速度求： （1）滑块的质量和圆轨道的半径； （2）若要求滑块在圆轨道上运动时，能够通过D点，求h应满足的条件。 15. 如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角．小滑块(可看作质点)A的质量为mA=1kg，小滑块B的质量为mB=0.5kg，其左端连接一轻质弹簧．若滑块A在斜面上受到F=2N，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面匀速下滑。现撤去F，让滑块A从距斜面底端L=2.4m处，由静止开始下滑．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： （1）滑块A与斜面间的动摩擦因数； （2）撤去F后，滑块A到达斜面底端时的速度大小； （3）滑块A与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 独山中学2024-2025学年度第二学期高二物理二月月考试卷 一、单选题（每小题4分，共32） 1. 汽车安全性能是如今衡量汽车品质的重要标志，安全气囊是否爆开、安全带是否发挥作用、挡风玻璃是否破碎等都是汽车碰撞实验中技术人员需要查看的数据。如图所示，在某次汽车正面碰撞测试中，汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的质量为50kg，使用安全带时，假人用时0.8s停下；不使用安全带时，假人与前方碰撞，用时0.2s停下。以下说法正确的是（ ） A. 碰撞过程中，汽车和假人的总动量守恒 B. 不使用安全带时，假人动量变化量较大 C. 使用安全带时，假人受到的平均作用力约为1250N D. 不使用安全带时，假人受到的平均作用力约为2500N 【答案】C 【解析】 【详解】A．发生碰撞过程，汽车和假人总动量在减小，因此总动量不守恒，A错误； B．无论是否使用安全带，假人动量变化量相同，B错误； C．根据动量定理可得 C正确； D．根据动量定理可得 D错误； 故选C。 2. 甲、乙两滑块的质量分别为2m和m，它们以相同的速率v在光滑水平面上相向运动并发生碰撞。若碰撞后两滑块黏合在一起，则碰撞过程中系统损失的机械能为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】碰撞前后动量守恒，则 解得 碰撞过程中系统损失的机械能为 故选A。 3. 同一地点有甲、乙两个单摆，摆球质量之比，甲摆动5次时，乙恰好摆动3次，它们都在作简谐运动。可以判断这两个单摆摆长之比为（ ） A. 9∶25 B. 25∶9 C. 3∶5 D. 5∶3 【答案】A 【解析】 【详解】相同时间内，甲摆动5次，乙摆动3次，说明甲乙摆动周期之比为 根据单摆周期公式可知 可得这两个单摆摆长之比 故选A。 4. 斜面体A上表面光滑，倾角、质量M、底边长为L，静止放置在光滑水平面上，将一可视为质点、质量为m的滑块B从斜面的顶端无初速度释放，经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度大小为g，则（ ） A. 斜面A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 滑块B下滑时间过程中，B的重力冲量为 D. 滑块B滑到斜面底端时，B向右滑动的水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B组成的系统水平方向的合力为零，A、B组成的系统水平方向动量守恒，滑块B从斜面的顶端无初速度释放，滑块B将向右运动，斜面A将向左运动，斜面A对滑块B的支持力与滑块B速度的夹角大于，斜面A对滑块B的支持力做负功，故A错误； B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统合外力不为零，A、B组成的系统动量不守恒，故B错误； C．滑块B下滑时间过程中，B的重力冲量为 故C错误； D．A、B组成的系统水平方向动量守恒 则 即 根据几何关系有 可得B向右滑动的水平距离为 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人，原来车和人都静止。当人从左向右行走时，先加速、后减速，到车右端后停止，该过程中（　　） A. 人的动量始终等于车的动量 B. 人和车组成的系统机械能先增大后减小 C. 人和车的动量方向相同 D. 人停止行走时，车的速度一定不为零 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．人和车组成的系统所受合外力为0，则系统总动量守恒，始终等于0，所以人的动量与车的动量大小相等，方向相反，人停止行走时，车速一定为零，故ACD错误； B．人从左向右行走时，先加速、后减速，所以系统的机械能先增大后减小，故B正确。 故选B。 6. 如图所示，动量分别为的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由题意可知，无论小球反弹或者不反弹，小球A的动量一定减小，即动量变化，选项AC错误； B．当时，由动量守恒，得 化简得 即 且碰后系统的总动能不增加，选项B正确； D．当时，对系统虽然满足动量守恒，但是碰后系统的动能增加，不可能实现，选项D错误。 故选B。 7. 如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为。下列说法不正确的是（　　） A. 间距离为10 cm B. 振子的运动周期是0.2s C. 时，振子位于N点 D. 时，振子具有最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由振子的振动方程可知振子的振幅为5cm，则间距离为10 cm，故A正确； B．根据振子的振动方程可知振子的周期 故B正确； CD．将代入振动方程可得 振子位于正向位移最大处，即N点，此时振子速度为零，故C正确，D错误。 本题选不正确项，故选D。 8. 甲、乙为竖直悬挂的两个弹簧振子，且悬挂振子的弹簧劲度系数相同，已知两球质量之比是4：1，振动图像如图所示。则下列说法不正确的是（　　） A. 甲、乙两弹簧振子的振动频率之比是 B. 甲、乙两弹簧振子在10s内质点经过的路程之比是 C. 甲、乙两弹簧振子最大回复力之比是 D. 甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是2 【答案】A 【解析】 【详解】从图中直接可以看出甲的振幅为，乙的振幅，甲的周期，乙的周期。 A．甲、乙两弹簧振子的振动周期之比为，根据，两者的频率之比为，故A错误； B．甲振动了个周期，路程为 乙振动了个周期，路程为 故路程之比为，故B正确； CD．根据胡克定律可知，甲、乙的最大回复力之比为：，又因为两球质量之比是：，根据牛顿第二定律可知，甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是：，故CD正确。 本题选择不正确的，故选A。 二、多选题（每小题5分，共10分） 9. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。现在，在某电压下偏心轮的转速是54r/min。为了使筛子的振幅增大，则以下措施可行的是（ ） A. 增大电压，提高偏心轮转速 B. 降低电压，降低偏心轮转速 C. 增加筛子质量，增大筛子的固有周期 D. 减小筛子质量，减小筛子的固有周期 【答案】BD 【解析】 【详解】当偏心轮的转速为54r/min时，其转动频率为 由共振曲线可知，为了使筛子的振幅增大，可以降低电压，降低偏心轮转速，即降低转动频率，使其更接近0.8Hz；或者减小筛子质量，减小筛子的固有周期，即增大筛子的固有频率，使其固有频率更接近0.9Hz。 故选BD。 10. 在足够长的光滑倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个小球分别以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，两小球相遇时发生了完全非弹性碰撞，它们运动的图像如图所示。已知小球甲的质量为1kg，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是（　　） A. 小球乙的质量为2kg B. 两小球碰撞过程中的机械能损失为25J C. 轨道斜面倾角满足 D. 两小球回到出发点时的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图像可知，甲、乙两小球碰撞为完全非弹性碰撞，两小球碰撞过程中满足动量守恒，则有 其中 ，， 解得 故A错误； B．两小球碰撞过程中的机械能损失为 故B正确； C．由图像可知，甲、乙两小球碰撞后一起运动的加速度大小为 斜面光滑，根据牛顿第二定律可得 联立解得 ， 故C错误； D．根据图像与横轴围成的面积表示位移，以乙研究，可知碰撞位置与出发点的距离为 由图像可知，碰后甲、乙一起沿轨道向下做初速度为零的匀加速直线运动，根据 解得两小球回到出发点时的速度为 故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 为了验证“两小球碰撞过程中的动量守恒”，甲同学用如图所示的装置进行了如下的操作： ①将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离并固定，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹P； ③把小球b静止放在斜槽轨道的水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两小球撞到木板并在白纸上留下痕迹M和N； ④用天平测出a、b两个小球的质量分别为和，用刻度尺测量白纸上O点到M、P、N三点的距离分别为、和。根据上述实验，请回答下列问题： （1）为减小实验误差，选择入射球、被碰球时，应该使______（选填“大于”“等于”或“小于”）； （2）若小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结论______（选填“会”或“不会”）产生影响； （3）用本实验中所测得的物理量来验证两小球碰撞过程中动量守恒，其表达式为______（用、、、、表示） （4）乙同学用下图所示的实验装置验证两小球碰撞过程中动量是否守恒。图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为、、。只要满足关系式__________（用、、、、表示）就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。 【答案】 ①. 大于 ②. 不会 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]为了避免碰撞过程发生反弹，选择入射球、被碰球时，应该使大于。 （2）[2]由于小球a每次均从同一位置静止释放，因此每次克服摩擦阻力做功相同，每次飞出斜槽末端的速度大小不变，可知小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结论不会产生影响。 （3）[3]根据平抛运动规律有 ， 解得 碰后小球a的速度大，根据实验操作可知小球平抛运动水平分位移相等，小球a运动时间短，则小球a竖直分位移小，则小球a碰撞前后的速度分别为 ， 小球b碰撞后的速度 根据动量守恒有 则有 （4）[4]该实验中令斜面夹角为，根据平抛运动规律有 ， 解得 可知，小球平抛初速度越大，在斜面上的落点越远，则P为小球a碰前的落点，M点为小球a碰后的落点球，N点为小球b碰后的落点球，根据上式有 ，， 根据动量守恒有 则有 12. 某同学利用图1所示装置进行“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）该同学用游标卡尺测量摆球直径时的示数如图2所示，其示数为_______cm； （2）下列关于本实验的操作说法中，错误的是（　　）； A. 摆线要选择细些且伸缩性小些的 B. 摆球尽量选择质量大些且体积小些的 C. 应控制摆球在竖直面内摆动 D. 应从摆球经过最高点开始计时 （3）下列情形中，会使重力加速度的测量值比当地的实际值偏小的是（　　）； A. 摆球质量过大 B. 摆动中，摆线上端松动 C. 计时开始时，未及时按下秒表 D. 误将50次全振动记录为49次 （4）该同学改变摆长L，测出周期T，得到多组数据后，作出的L-T图线如图3所示，按取9.86计算，则根据图线可求得当地的重力加速度g=_______m/s2； 【答案】（1）0.25 （2）D （3）BD （4）9.86 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规则，可知，小球的直径为。 【小问2详解】 A．为了减小实验误差，摆线要选择细些且伸缩性小些的，A不符合题意； B．为了减小实验误差，摆球尽量选择质量大些且体积小些的，B不符合题意； C．为了减小实验误差，应控制摆球在竖直面内摆动，C不符合题意； D．为了减小实验误差，应从摆球经过最低点开始计时，D符合题意。 故选D。 【小问3详解】 根据单摆的周期公式，即 可得重力加速度为。 A．当摆球质量过大，其它准确的情况下，不影响重力加速度的大小，A错误； B．摆动中，摆线上端松动，导致摆长增大，周期变大 ，g测量值偏小，B正确； C．计时开始时，未及时按下秒表，导致周期变小，测量值大于实际值，C错误； D．误将50次全振动记录为49次，导致周期变大，测量值小于实际值，D正确。 故选BD。 【小问4详解】 根据单摆的周期公式，即 可得 由数学知识可知，L-T图线的斜率为 代入数据，可得 四、解答题（每小题14分，共42分） 13. 如图所示，质量为的滑块静止于光滑的水平面上，一质量为的小球以的速率碰到滑块后又以的速率被弹回，试求滑块获得的速度。 【答案】，方向与小球初速度方向一致 【解析】 【详解】对小球和滑块组成的系统，在水平方向上不受外力，竖直方向上所受合力为零，系统动量守恒，规定初速度的方向为正方向，由动量守恒定律有 代入数据解得 方向与小球初速度方向一致。 14. 倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成了竖直平面内的光滑轨道ABCD，如图甲所示。AB和BCD相切于B点，C、D为圆轨道的最低点和最高点，O为圆心，OB与OC夹角为小滑块从轨道ABC上离C点竖直高度为h的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过C点时对轨道的压力为F，多次改变高度得到如图乙所示的压力F与高度h的关系图像（该图线纵轴截距为2N），已知，，重力加速度求： （1）滑块的质量和圆轨道的半径； （2）若要求滑块在圆轨道上运动时，能够通过D点，求h应满足的条件。 【答案】（1），；（2）见解析 【解析】 【详解】（1）当时，由图象截距可知 得 由图象可知，当时，对轨道的压力 解得 （2）通过最高点的临界条件只有重力提供重力，由 解得 由动能定理 解得 则h应满足的条件大于等于1m。 15. 如图，粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角．小滑块(可看作质点)A的质量为mA=1kg，小滑块B的质量为mB=0.5kg，其左端连接一轻质弹簧．若滑块A在斜面上受到F=2N，方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能沿斜面匀速下滑。现撤去F，让滑块A从距斜面底端L=2.4m处，由静止开始下滑．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： （1）滑块A与斜面间的动摩擦因数； （2）撤去F后，滑块A到达斜面底端时的速度大小； （3）滑块A与弹簧接触后的运动过程中弹簧最大弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块沿着斜面匀速下滑时受力如图1所示 由平衡条件有 解得 【小问2详解】 滑块沿斜面加速下滑时受力如图2所示 设滑块A滑到斜面底端时速度为，根据动能定理 代入数据解得 【小问3详解】 以A、B和弹簧整体为研究对象，设它们共同的速度为v，规定向右为正方向，根据动量守恒定律 根据能量守恒有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $