精品解析：甘肃省金昌市永昌县第一高级中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷

永昌县第一高级中学2024-2025-2第一次月考试卷 高二物理 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示，带有光滑四分之一圆弧轨道的物体静止在光滑的水平面上，将一小球（视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 小球下滑过程中，小球的机械能守恒 B. 小球下滑过程中，小球和物体组成的系统机械能守恒 C. 小球下滑过程中，小球和物体组成的系统动量守恒 D. 小球下滑过程中，圆弧轨道对小球的弹力不做功 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．小球在下滑过程中，圆弧轨道向左运动，动能增大，重力势能不变，机械能增大，故小球对圆弧轨道做正功，因为水平面光滑，对小球和物体组成的系统而言，没有外力做功，故系统机械能守恒，则轨道对小球的弹力做负功，所以小球的机械能不守恒。故AD错误，B正确。 C．小球下滑过程中，小球和物体组成的系统水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故C错误。 故选B。 2. 如图所示为一向右传播的绳波，A、B、C为绳上的三点，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻质点A、C的振动方向相同 B. 图示时刻质点B的振动速率最大 C. 图示时刻质点A的振动速率正在增大 D. 经过一段时间质点A将会移动到质点C所在的位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．绳波为横波，波向右传播，根据平移法可知，质点A、C的振动方向相反，A项错误； B．质点B的位移最大，振动速率最小，B项错误； C．质点A正在向平衡位置运动，振动速率增大，C项正确； D．波的传播过程中，质点不随波迁移，D项错误。 故选C。 3. 一个物体静止在光滑的水平面上，对物体施加的外力沿水平方向，外力大小变化如图所示。设在0到T时间内外力对物体做功为W，则在T到2T时间内外力对物体做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设时和时物体的速度分别为和，则内和内由动量定理得 两式联立，求得 在0到T时间内外力对物体做功为W，则 则在T到2T时间内外力对物体做的功为 所以 故选C。 4. 如图所示，一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点，在玻璃砖中分成a、b两束单色光，其出射点分别为B、C，已知A、D为玻璃砖的直径。则（　　） A. a的波长大于b的波长 B. b的频率小于a的频率 C. 在玻璃中，a的波速大于b的波速 D. a从A到B的时间大于b从A到C的时间 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据折射定律结合图像可知，a光折射率较大，则光的频率大，根据 可知光波长短，故A错误，B正确； C．根据可知在玻璃中，a的波速小于b的波速，故C错误； D．设入射角为i，折射角为，光的传播时间 而， 解得，故时间相等，故D错误。 故选B。 5. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，小球可稳定振动，其振动频率为2Hz。现使圆盘匀速转动，转速为240r/min，经过一段时间后，小球振动达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. 当小球振动稳定时，振动周期为2s B. 小球的运动是受迫振动 C. 若要使小球的振幅增大，应增大圆盘的转速 D. 小球的振幅与圆盘的转速无关 【答案】B 【解析】 【详解】A．当小球振动稳定时，转速为,振动周期为 故A错误； B．圆盘转动时带动弹簧，小球在弹力的作用下振动，做受迫振动，故B正确； CD．圆盘原来的转动频率为 当圆盘转动的频率降低为2Hz时，小球达到共振，则小球振动幅度最大；当圆盘转动的频率大于2Hz，圆盘转动越快，小球振动幅度越小；当圆盘转动的频率小于2Hz，圆盘转动越快，小球振动幅度越大，故小球的振幅与圆盘的转速有关，故CD错误。 故选B。 6. 如图甲、乙所示，同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动，已知摆球的最大高度相同。则两次运动相比较，简谐运动中摆球的（　　） A. 运动的周期小 B. 运动的周期大 C. 二者周期相等 D. 无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】设单摆的摆长为，最大夹角为，根据单摆周期公式 根据合力充当向心力 解得 所以 故选B。 7. 如图甲所示，弹簧振子以点O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. 振子的振动周期是1.6s，振幅12cm B. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同 C. 0.2s到0.6s，振子运动的路程为12cm D. 该弹簧振子的位移与时间表达式为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，振子的周期为1.6s，振幅为12cm，故A正确； B．t=0.4s和t=1.2s时，振子分别位于正向最大位移处和负向最大位移处，加速度大小相同，但方向相反，故B错误； C．0.2s到0.6s，振动时间为0.4s，即四分之一周期，振子运动的路程小于12cm，故C错误； D．弹簧振子的位移与时间表达式为 故D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，图中表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为10cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为2m/s和4m。如图甲和图乙所示，C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 两图C、D两点都保持静止不动 B. 两图示时刻A、B两质点竖直高度差是40cm C. 从此时刻起经0.5s，B质点通过的路程为20cm D. 两图示时刻C点均正处在平衡位置且向上运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据两列相干水波的叠加情况，可知D点是振动减弱点，但甲图C点是振动加强点，图乙中C点振动减弱，故A错误； B．加强点振幅会得到加强，在A点波峰与波峰相遇，A点高度20cm，在B点波谷与波谷相遇，B点深度为20cm，A、B两点的竖直高度差为40cm，故B正确； C．B点振动加强，振幅20cm，从图示时刻起经0.5s即四分之一个周期后，B点通过的路程为20cm，故C正确； D．图示时刻图甲中C点正处在平衡位置且向下运动，图乙中C点振动减弱，始终在平衡位置，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，是一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，质点P、Q的平衡位置坐标分别为x=1 m和x=4 m，质点Q的振动方程y=10sin（10πt） cm。则下列分析正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 从t=0.10 s时刻起，质点Q比P先回到平衡位置 C. t=0.10 s时刻时，质点P沿y轴正方向运动 D. 从t=0.10 s到0.20 s内，质点Q沿x轴方向运动4 m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据质点Q的振动方程可知，周期 根据质点Q的振动方程对应的波形可知，t=0.10s时刻，质点Q沿y轴负方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确； BC．t=0.10s时，质点Q沿y轴负方向运动，质点Q再次回到平衡位置至少经历时间为半个周期，根据同侧法可知，t=0.10s时刻，质点P沿y轴正方向运动，质点P再次回到平衡位置至少经历的时间小于半个周期，即从t=0.10s时刻起，质点P比Q先回到平衡位置，故B错误，C正确； D．质点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移，即从t=0.10s到0.20s内，质点Q并没有沿x轴方向运动，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（　　） A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M=2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成的系统损失的机械能为4J 【答案】AB 【解析】 【详解】B．从题图乙可以看出，A先做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度为 v=1m/s 取向右为正方向，根据动量守恒定律得 mv0=（m＋M）v 解得 M=m=2kg 故B正确； A．由图像可知，木板B匀加速运动的加速度为 =1m/s2 对B，根据牛顿第二定律得 μmg=Ma 解得动摩擦因数为 μ=0.1 故A正确； C．由图像可知前1s内B的位移为 xB=×1×1m=0.5m A的位移为 xA=×1m=1.5m 所以木板最小长度为 L=xA-xB=1m 故C错误； D．A、B组成的系统损失的机械能为 ΔE=v2=2J 故D错误。 故选AB。 三、实验题（本题共2小题，共18分。请按题目要求作答） 11. 如图，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。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量__________（填选项前的符号），间接地解决这个问题 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是__________。（填选项前的符号） A.用天平测量两个小球的质量、 B.测量小球开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________[用（2）中测量的量表示]； 若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________[用（2）中测量的量表示]。 【答案】 ①. C ②. ADE##AED##DAE##DEA##EAD##EDA ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据平抛运动规律有 ， 解得 因抛出点到地面的高度H相同，故小球碰撞前后的速度与小球做平抛运动的水平位移x成正比，可以通过仅测量小球做平抛运动的水平位移x间接解决这个问题。 故选C。 （2）[2]碰撞过程中由动量守恒定律可得 同时乘以时间t，有 即 故接下来要完成的必要步骤是，用天平测量两个小球的质量、，分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。 故选ADE。 （3）[3]由（2）分析可知，在实验误差允许的范围内，若碰撞过程中动量守恒，其关系式应为 [4]若碰撞是弹性碰撞，应该满足的关系为 因为平抛运动的初速度为 所以，整理得 12. 某实验小组利用图甲所示的双线摆来测量当地的重力加速度，已知图甲中细线长度均为L=100.00cm，与水平方向夹角均为θ=53°（sin53°=0.8）。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______。 A．摆线上端直接绕在水平杆上即可 B．为便于观察摆球的运动，摆球应选择质量和体积都大些的球 C．为便于测量振动周期，应使摆球从摆角较大的位置释放 D．测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间 （2）小组成员先用游标卡尺测得摆球的直径如图乙所示，则该摆球的直径d=_________cm，双线摆的摆长l=_________cm；他们再将摆球沿垂直纸面向外拉开一个较小角度后释放，用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6s，则双线摆的振动周期T=_______s。 （3）实验中，他们同时改变两根细线的长度，测出多组双线摆的细线长l和对应振动周期T，作出图像如图丙所示，A、B为图像上的两点。根据图像可求得当地重力加速度g=_____m/s2（π2取9.87，计算结果保留三位有效数字）。 【答案】 ①. D ②. 2.170 ③. 81.085 ④. 1.82 ⑤. 9.75 【解析】 【详解】（1）[1] A．摆线上端直接绕在水平杆上，这样摆球在摆动时，摆线的长度会产生变化，实验误差会增大，因此摆线的上端应固定在悬点上，故A错误； B．为减小实验误差，摆球应选择质量大些和体积小些的球，故B错误； C．为便于测量振动周期，应使摆球从摆角较小的位置释放，以减小实验误差，故C错误； D．测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间，故D正确。 故选D。 （2）[2]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知该摆球的直径为 [3]由几何关系可得双线摆的摆长为 [4]用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6s，则双线摆的振动周期为 （3）[5]由题意可知，单摆的摆长准确值为，由单摆的周期公式可得 整理可得 则图像的斜率为 解得重力加速度为 13. 把一个质量为0.2kg的小球放在高度为5.0m的直杆的顶端。一颗质量为0.01kg的子弹以500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为20m。g取10m/s2。则： （1）小球落地时的速度为多少？ （2）子弹落地处离杆的距离为多少？ （3）子弹射穿小球过程中系统损失的机械能为多少？ 【答案】（1），方向与水平方向夹角正切值为 （2）100m （3）1160J 【解析】 【小问1详解】 小球被击穿后做平抛运动，落地时间为 小球平抛的初速度 小球落地时的速度为 方向与水平方向夹角正切值为 【小问2详解】 设向右为正方向，则子弹穿过小球过程由动量守恒定律 解得 则子弹落地处离杆的距离 【小问3详解】 子弹射穿小球过程中系统损失的机械能 14. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s、波源的振幅均为2cm。 图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 质点M的平衡位置处于x=0.5m处。 （1）求两列波相遇的时刻。 （2）求1.5s内质点 M运动的路程。 【答案】（1）0.75s （2）12cm 【解析】 【小问1详解】 两列波在x=0.5m处相遇，则相遇的时刻 【小问2详解】 由题意 两列波在0.75s同时传播到质点M处，振动加强，则经过0.75s通过的路程 s2=3=12cm M点通过的总路程12cm。 15. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2。 （1）求单摆的振动周期。 （2）求单摆的摆长。 （3）求摆球的质量。 【答案】（1） （2）0.4m （3）0.05kg 【解析】 【小问1详解】 由图可知，单摆的振动周期 【小问2详解】 根据单摆周期公式 可知摆长 【小问3详解】 在A点细线拉力最小，有Fmin=mgcosθ 在B点细线拉力最大，有 从A到B由机械能守恒定律 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永昌县第一高级中学2024-2025-2第一次月考试卷 高二物理 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图所示，带有光滑四分之一圆弧轨道的物体静止在光滑的水平面上，将一小球（视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 小球下滑过程中，小球的机械能守恒 B. 小球下滑过程中，小球和物体组成的系统机械能守恒 C. 小球下滑过程中，小球和物体组成的系统动量守恒 D. 小球下滑过程中，圆弧轨道对小球的弹力不做功 2. 如图所示为一向右传播的绳波，A、B、C为绳上的三点，下列说法正确的是（　　） A. 图示时刻质点A、C的振动方向相同 B. 图示时刻质点B的振动速率最大 C. 图示时刻质点A的振动速率正在增大 D. 经过一段时间质点A将会移动到质点C所在的位置 3. 一个物体静止在光滑的水平面上，对物体施加的外力沿水平方向，外力大小变化如图所示。设在0到T时间内外力对物体做功为W，则在T到2T时间内外力对物体做的功为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点，在玻璃砖中分成a、b两束单色光，其出射点分别为B、C，已知A、D为玻璃砖的直径。则（　　） A. a的波长大于b的波长 B. b的频率小于a的频率 C. 在玻璃中，a的波速大于b的波速 D. a从A到B的时间大于b从A到C的时间 5. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，小球可稳定振动，其振动频率为2Hz。现使圆盘匀速转动，转速为240r/min，经过一段时间后，小球振动达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. 当小球振动稳定时，振动周期为2s B. 小球的运动是受迫振动 C. 若要使小球的振幅增大，应增大圆盘的转速 D. 小球的振幅与圆盘的转速无关 6. 如图甲、乙所示，同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动，已知摆球的最大高度相同。则两次运动相比较，简谐运动中摆球的（　　） A. 运动的周期小 B. 运动的周期大 C. 二者周期相等 D. 无法判断 7. 如图甲所示，弹簧振子以点O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. 振子的振动周期是1.6s，振幅12cm B. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同 C. 0.2s到0.6s，振子运动的路程为12cm D. 该弹簧振子的位移与时间表达式为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，图中表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为10cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为2m/s和4m。如图甲和图乙所示，C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　） A. 两图C、D两点都保持静止不动 B. 两图示时刻A、B两质点竖直高度差是40cm C. 从此时刻起经0.5s，B质点通过的路程为20cm D. 两图示时刻C点均正处在平衡位置且向上运动 9. 如图所示，是一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图，质点P、Q的平衡位置坐标分别为x=1 m和x=4 m，质点Q的振动方程y=10sin（10πt） cm。则下列分析正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 从t=0.10 s时刻起，质点Q比P先回到平衡位置 C. t=0.10 s时刻时，质点P沿y轴正方向运动 D. 从t=0.10 s到0.20 s内，质点Q沿x轴方向运动4 m 10. 如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（　　） A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M=2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成的系统损失的机械能为4J 三、实验题（本题共2小题，共18分。请按题目要求作答） 11. 如图，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。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量__________（填选项前的符号），间接地解决这个问题 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 （2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP，然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是__________。（填选项前的符号） A.用天平测量两个小球的质量、 B.测量小球开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________[用（2）中测量的量表示]； 若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________[用（2）中测量的量表示]。 12. 某实验小组利用图甲所示的双线摆来测量当地的重力加速度，已知图甲中细线长度均为L=100.00cm，与水平方向夹角均为θ=53°（sin53°=0.8）。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______。 A．摆线上端直接绕在水平杆上即可 B．为便于观察摆球的运动，摆球应选择质量和体积都大些的球 C．为便于测量振动周期，应使摆球从摆角较大的位置释放 D．测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间 （2）小组成员先用游标卡尺测得摆球的直径如图乙所示，则该摆球的直径d=_________cm，双线摆的摆长l=_________cm；他们再将摆球沿垂直纸面向外拉开一个较小角度后释放，用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6s，则双线摆的振动周期T=_______s。 （3）实验中，他们同时改变两根细线的长度，测出多组双线摆的细线长l和对应振动周期T，作出图像如图丙所示，A、B为图像上的两点。根据图像可求得当地重力加速度g=_____m/s2（π2取9.87，计算结果保留三位有效数字）。 13. 把一个质量为0.2kg的小球放在高度为5.0m的直杆的顶端。一颗质量为0.01kg的子弹以500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为20m。g取10m/s2。则： （1）小球落地时的速度为多少？ （2）子弹落地处离杆的距离为多少？ （3）子弹射穿小球过程中系统损失的机械能为多少？ 14. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s、波源的振幅均为2cm。 图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 质点M的平衡位置处于x=0.5m处。 （1）求两列波相遇的时刻。 （2）求1.5s内质点 M运动的路程。 15. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2。 （1）求单摆的振动周期。 （2）求单摆的摆长。 （3）求摆球的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $