精品解析：河南省郑州市中牟县第一高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024——2025学年高二下学期第二次月考 物理试题 一、单项选择题（7小题，每题4分，共28分） 1. 关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　） A. 对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B. 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C. 形成纵波的质点，随波一起迁移 D. 形成纵波的质点不随波迁移 2. 一质点做简谐振动，从平衡位置运动到最远点需要周期，则从平衡位置走过该距离的一半所需时间为 A. 1/8周期 B. 1/6周期 C. 1/10周期 D. 1/12周期 3. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点振动频率4Hz B. 在10s内质点经过的路程是20cm C. 第4s末质点的速度是零 D. 和两时刻，质点位移大小相等、方向相同 4. 放在实验室里位置不变的单摆，若摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的一半，则单摆摆动的（　　） A. 振幅变小 B. 振幅变大 C. 频率变小 D. 频率变大 5. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A. 图a、b均显示了波的干涉现象 B. 图a、b均显示了波的衍射现象 C. 图a显示了波干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D. 图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 6. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象（ ） A. 处的质点 B. 处的质点 C. 处的质点 D. 处的质点 7. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是（　　） A. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒 C. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2 D. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=mgh 二、多项选择题（3小题，每题6分，共18分） 8. 两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（　　） A. a、b连线中点振动加强 B. a、b连线中点速度0 C. a、b、c、d 四点速度均为0 D. 再经过半个周期c、d 两点振动减弱 9. 如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（　　） A. 由于机械能守恒，可得摆角大小不变 B. A和C两点在同一水平面上 C. 周期 D. 周期 10. 如图所示，半径分别为R和的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球都恰好能通过各自圆轨道的最高点，已知a球的质量为m。则（　　） A. b球的质量 B. 两小球与弹簧分离时，动能相等 C. a球到达圆心等高处时，对轨道压力 D. 若，要求a、b都能通过各自圆轨道的最高点，弹簧释放前至少应具有的弹性势能为 三、实验题（3小题，共18分） 11. “用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示。关于该实验，有下列步骤： （1）测单摆周期时，为减小测量误差，应________。 A. 以平衡位置作为计时起点 B. 以最大位移处作为计时起点 C. 可以以任意位置作为计时起点 （2）测出摆线长L，小球直径d，及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________。（用L、d、n、t表示） （3）如图所示，用游标卡尺测得小球的直径为______ mm。 （4）某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T与L的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度________。（填“能”或“不能”） 12. 某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.回答下列问题: （1）在安装实验器材时斜槽的末端应_____ （2）小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_____mb,两球的半径应满足ra____rb (选填“＞”、“＜”或“=”). （3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示,这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的_______点和_____点． （4）在本实验中结合图,验证动量守恒的验证式是下列选项中的______． A.maOC=maOA+mbOB B. maOB=maOA+mbOC C. maOA=maOB+mbOC 四、解答题（3小题，共36分） 13. 每年8月至10月，是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。 （1）若质量为的花盆从高为的11层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，不计空气阻力，估算花盆对该居民的平均撞击力有多大； （2）某高层建筑顶部一广告牌的面积，台风最大风速为20m/s，已知空气密度，假设空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零，则该广告牌受到的最大风力为多大。 14. 如图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象。此时波中质点M的运动方向沿y轴正方向，且t2＝0.45 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求： （1）此波向什么方向传播？（回答“向左”或“向右”） （2）波速是多大？ （3）从t1＝0至t3＝1.1 s时间内波中质点N运动的路程和t3时刻的位移分别是多少？ 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024——2025学年高二下学期第二次月考 物理试题 一、单项选择题（7小题，每题4分，共28分） 1. 关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　） A. 对于横波和纵波，质点振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B. 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C. 形成纵波的质点，随波一起迁移 D. 形成纵波的质点不随波迁移 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故AB项错误； CD．介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故C项错误；D项正确； 故选D。 2. 一质点做简谐振动，从平衡位置运动到最远点需要周期，则从平衡位置走过该距离的一半所需时间为 A. 1/8周期 B. 1/6周期 C. 1/10周期 D. 1/12周期 【答案】D 【解析】 【详解】由简谐振动的表达式有，得，，D正确． 3. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点振动频率是4Hz B. 在10s内质点经过的路程是20cm C. 第4s末质点的速度是零 D. 在和两时刻，质点位移大小相等、方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知其质点振动的周期为4s，由频率与周期的关系有 故A项错误； B．由之前的分析可知，其周期为4s，所以10s为2.5个周期，由质点做简谐运动的规律可知，其一个周期内的路程为振幅的4倍，半个周期内的路程为两倍的振幅。由题图可知其振幅为2cm。所以其10s内的路程为 故B项正确； C．由振动图像可知，其4s时质点在平衡位置，即此时其质点速度最大不为零，故C项错误； D．由振动图像可知，其在时处于正向最大位移处，在时处于负向最大位移处，两时刻质点的位移其大小相等，方向相反，故D项错误。 故选B。 4. 放在实验室里位置不变的单摆，若摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的一半，则单摆摆动的（　　） A 振幅变小 B. 振幅变大 C. 频率变小 D. 频率变大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．设摆球上升最大高度h，则 解得 所以上升高度与质量无关，速度变小，高度变小，所以偏离平衡位置的最大距离变小，振幅变小，故A正确，B错误； CD．根据单摆周期公式，所以摆长不变，周期不变，频率就不变，故CD错误。 故选A。 5. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A. 图a、b均显示了波的干涉现象 B. 图a、b均显示了波的衍射现象 C. 图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D. 图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：图a中显示了一列波经过小孔的现象，是波的衍射，图b显示了两列波相遇的现象，是波的干涉现象，故D正确，其余错误． 考点：波的衍射、干涉现象 6. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象（ ） A. 处的质点 B. 处的质点 C. 处的质点 D. 处的质点 【答案】A 【解析】 【详解】图乙中时质点经平衡位置向轴负方向运动，图甲中上，时刻，只有处质点、处质点以及和经过平衡位置。简谐横波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，处质点经平衡位置向轴负方向运动，与图乙中时刻质点的状态相同。 故选A。 7. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是（　　） A. 在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒 B. 在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒 C. 物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2 D. 物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=mgh 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，A正确，不符合题意； B．滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，B正确，不符合题意； C．设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 联立解得 物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块离开弹簧时速度大小与物块接触弹簧前的速度大小相等，则 C正确，不符合题意； D．物块与弹簧相互作用过程系统机械能守恒，物块速度为零时，弹簧的弹性势能最大，由机械能守恒定律可知，最大弹性势能为 D错误，符合题意。 故选D。 二、多项选择题（3小题，每题6分，共18分） 8. 两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（　　） A. a、b连线中点振动加强 B. a、b连线中点速度为0 C. a、b、c、d 四点速度均为0 D. 再经过半个周期c、d 两点振动减弱 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABC．a是两个波谷相遇，振动加强，但此时速度为0； b是两个波峰相遇，振动加强，但此时速度为0； a、b两点是振动加强区，所以a、b连线中点振动加强，此时是平衡位置，速度不为0； c和d 两点是波峰和波谷相遇点，c、d两点振动始终减弱，振幅为0，即质点静止，故AC正确B错误； D．再经过半个周期c、d两点仍是振动减弱，故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（　　） A 由于机械能守恒，可得摆角大小不变 B. A和C两点在同一水平面上 C. 周期 D. 周期 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故A、C两点在同一水平面上，但是小球经过B点时，单摆的摆长发生变化，摆角发生变化，，故A错误，B正确； CD．设小球从A到B的时间为 小球从B到C的时间为 则周期为 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，半径分别为R和的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球都恰好能通过各自圆轨道的最高点，已知a球的质量为m。则（　　） A. b球的质量 B. 两小球与弹簧分离时，动能相等 C. a球到达圆心等高处时，对轨道压力为 D. 若，要求a、b都能通过各自圆轨道的最高点，弹簧释放前至少应具有的弹性势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设小球离开弹簧后的速度大小为，球恰好能通过圆轨道的最高点，设在最高点速度为，则有 解得 选取最低点所在的水平面为零势能面，根据机械能守恒定律得 解得 同理可得b球离开弹簧后的速度大小为 取向左为正方向，根据动量守恒定律可得 可得b球的质量为 故A错误； B．两小球与弹簧分离时，动量大小相等，根据动能与动量关系 由于两小球的质量不相等，可知两小球与弹簧分离时，动能不相等，故B错误； C．a球到达圆心等高处时，速度为，由动能定理可得 轨道对a球的支持力为F，由牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律可知，a小球对轨道压力为，故C错误； D．若，取向左为正方向，由动量守恒定理得 则分离时两小球速度相等，若要求a、b都能通过各自的最高点，只需要a球能够通过，b球也能通过，由前面分析可知，a刚好通过最高点时，分离时速度为 则弹簧释放前至少应具有的弹性势能为 故D正确。 故选D。 三、实验题（3小题，共18分） 11. “用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示。关于该实验，有下列步骤： （1）测单摆周期时，为减小测量误差，应________。 A. 以平衡位置作为计时起点 B. 以最大位移处作为计时起点 C. 可以以任意位置作为计时起点 （2）测出摆线长L，小球直径d，及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________。（用L、d、n、t表示） （3）如图所示，用游标卡尺测得小球的直径为______ mm。 （4）某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T与L的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度________。（填“能”或“不能”） 【答案】（1）A （2） （3）20.3 （4）能 【解析】 【小问1详解】 测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，经过相等距离所用时间较短，引起的时间误差较小，故A正确。 故选A。 【小问2详解】 单摆完成n次全振动所用的时间t，则周期为 根据单摆周期公式可得 联立可得重力加速度为 【小问3详解】 10分度游标卡尺的精确值为，由图可知小球的直径为 【小问4详解】 根据单摆周期公式可得 可得 所以作出图像，得到图像的斜率，则有 可得当地的重力加速度为 所以该同学能能求得当地的重力加速度。 12. 某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.回答下列问题: （1）在安装实验器材时斜槽的末端应_____ （2）小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma_____mb,两球的半径应满足ra____rb (选填“＞”、“＜”或“=”). （3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示,这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的_______点和_____点． （4）在本实验中结合图,验证动量守恒的验证式是下列选项中的______． A.maOC=maOA+mbOB B. maOB=maOA+mbOC C. maOA=maOB+mbOC 【答案】 ①. (1)保持水平; ②. (2)＞ ③. = ④. (3)A ⑤. C ⑥. (4)B 【解析】 【详解】（1）小球离开轨道后做平抛运动，在安装实验器材时斜槽的末端应保持水平，才能使小球做平抛运动． （2）为防止碰撞过程入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量ma大于mb，即ma＞mb．为保证两个小球的碰撞是对心碰撞，两个小球的半径要相等； （3）由图1所示装置可知，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，b球在前，a球在后，两球都做平抛运动，由图示可知，未放被碰小球时小球a的落地点为B点，碰撞后a、b的落地点分别为A、C点． （4）小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则有：mav0=mavA+mbvB， 两边同时乘以时间t得：mav0t=mavAt+mbvBt， 得：maOB=maOA+mbOC，故选B． 点睛：本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、刻度尺读数、动量守恒表达式，解题时需要知道实验原理，对刻度尺读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直；求出需要实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键． 四、解答题（3小题，共36分） 13. 每年8月至10月，是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。 （1）若质量为的花盆从高为的11层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，不计空气阻力，估算花盆对该居民的平均撞击力有多大； （2）某高层建筑顶部一广告牌的面积，台风最大风速为20m/s，已知空气密度，假设空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零，则该广告牌受到的最大风力为多大。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）花盆下落高度h=28.8m，根据自由落体运动规律 解得 花盆与居民头顶碰撞的过程，选竖直向上为正方向，由动量定理得 F=106N 由牛顿第三定律，头顶受到平均撞击力大小 （2）设非常短时间内吹到广告牌上的空气质量为m 对时间内吹到广告牌上的空气，由动量定理得 代入数据解得 由牛顿第三定律，广告牌受到的最大风力大小 14. 如图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象。此时波中质点M的运动方向沿y轴正方向，且t2＝0.45 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求： （1）此波向什么方向传播？（回答“向左”或“向右”） （2）波速是多大？ （3）从t1＝0至t3＝1.1 s时间内波中质点N运动的路程和t3时刻的位移分别是多少？ 【答案】（1）波向右传播；（2）2 m/s；（3）-2.5 cm 【解析】 【分析】 【详解】（1）由M点此时的运动方向向上，得出此波向右传播。 （2）在t2＝0.45 s时，质点M恰好第3次到达正最大位移处，则有 解得周期为 由波的图象可以看出波长为 则波速为 （3）在t1＝0至t3＝1.1s这段时间，波中质点N经过了个周期，所以走过的路程为 t3时刻的位移为-2.5 cm。 15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上，现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求： （1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 【答案】（1）2m/s；（2）3J；（3）2m 【解析】 【详解】（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有 解得 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB)v2 解得 （2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，则 由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB+mC)v3 解得 由机械能守恒定律有 解得 （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有 (mA+mB) v2=(mA+mB)v4+mCv5 解得 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $