石河子第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)

这是一份石河子第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、如图所示，质量相同的A、B两物体，静止在平板小车C上，A与C之间的动摩擦因数为，B与C之间的动摩擦因数为。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，下列说法正确的是( )
A.A、B组成的系统动量守恒B.A、B组成的系统机械能守恒
C.A、B、C组成的系统动量守恒D.A、B、C组成的系统机械能守恒
2、关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A.位移减小时，速度增大，加速度也增大
B.位移方向总跟加速度方向相反，但跟速度方向相同
C.物体远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同
D.物体通过平衡位置时，回复力为零，故处于平衡状态
3、央视网消息，2019年8月15日，俄罗斯“乌拉尔航空”公司一架空客A—321客机在起飞后不久遭遇多只飞鸟撞击，导致两台发动机起火引擎失灵，迫降在离机场不远处的一片玉米地里.假设客机撞鸟时飞行速度大约为1080km/h，小鸟的质量约为0.5kg，撞机时间约为0.01s，估算飞机受到的撞击力为( )
A.540NB.54000NC.15000N
4、如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为L，O点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），则小球摆动的周期是( )
A.B.C.D.
5、一质点做简谐振动的振动方程是cm，则( )
A.在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同
B.在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度
C.在0.035s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向
D.在0.04s时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向
6、一束水流以水平射到竖直的墙上，水流的横截面积，则水流对墙壁的压力为（设水和墙壁碰撞后沿墙壁流下，水的密度为）( )
A.5NB.10NC.15ND.20N
7、A、B两球沿同一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移—时间（）图象，图中a、b分别为A、B两球碰撞前的图线，c为碰撞后两球共同运动的图线、若A球的质量，则由图可知下列结论正确的是( )
A.A、B两球碰撞前的总动量为
B.碰撞过程A对B的冲量为
C.碰撞前后A的动量变化量为
D.碰撞过程A、B两球组成的系统损失的机械能为9J
8、在光滑水平地面上静止放置着由轻弹簧连接的物块A和B，开始时弹簧处于原长，一颗质量为m的子弹以水平初速度射入物块A并留在其中（子弹与物块相互作用时间极短，可忽略不计），已知物块A和B的质量均为m，则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为( )
A.B.C.D.
9、如图所示，光滑水平面的同一直线上放有n个质量均为m的小滑块，相邻滑块之间的距离为L，某个滑块均可看成质点。现给第一个滑块水平向右的初速度，滑块间相碰后均能粘在一起，则从第一个滑块开始运动到第个滑块与第n个滑块相碰时的总时间为( )
A.B.C.D.
10、弹簧振子做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过4s振子第一次经过P点，又经过了1s，振子第二次经过P点，则该简谐运动的周期为( )
A.5sB.8sC.14sD.18s
11、某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中，如图甲所示。现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷做简谐运动。以竖直向上为正方向作出木筷振动的图象，如图乙所示，不计水的阻力。则( )
A.木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力提供
B.从0.1s～0.2s过程中木筷的动量逐渐变大
C.木筷的位移时间关系式为
D.时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力
二、多选题
12、采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是( )
A.使喷出的气体速度更大
B.使喷出的气体温度更高
C.使喷出的气体质量更大
D.使喷出的气体密度更小
13、如图所示，甲和他的冰车总质量，甲推着质量的小木箱一起以速度向右滑行。乙和他的冰车总质量也为，乙以同样大小的速度迎面而来。为了避免相撞，甲将小木箱以速度v沿冰面推出，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，则小木箱的速度v可能为( )
A.B.C.D.
14、如图所示，质量为m的物体，从半径为R，质量为2m的光滑半圆槽的最上端由静止滑下，则下列说法中正确的是( )
A.若圆槽固定，m滑到最低点过程中合外力的冲量大小为
B.若地面光滑，m与圆槽在滑动过程中系统机械能和系统动量都守恒
C.若地面光滑，m可以滑到右侧等高位置，此时圆槽向左移动了
D.若地面光滑，m运动到最低点时对圆槽的压力为4mg
三、计算题
15、图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右运动为正方向，图乙是这个单摆的振动图象。
（1）单摆振动的周期是多大?
（2）开始时刻摆球在何位置?
（3）若当地的重力加速度为，则这个摆的摆长是多少?
16、在检测篮球的性能时，检测人员将篮球从高处自由下落，通过测量篮球自由下落的高度、反弹高度及下落和反弹的总时间等数据来测评篮球是否合格。在某次检测过程中，检测员将篮球最低点置于距离地面处开始自由下落，测出篮球从开始下落到第一次反弹至最高点所用的时间为，篮球最低点所能到达的最大高度降为。已知该篮球的质量为0.6kg。不计空气阻力。（）
（1）求篮球第一次反弹后即将离开地面时的动量大小和方向；
（2）求篮球第一次反弹过程中与地面接触的时间；
（3）篮球第一次与地面接触的过程中对地面的平均作用力大小。
17、算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔，乙与边框a相隔，算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取。
（1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；
（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。
18、如图，在足够大的光滑、绝缘水平面上有两小球A和B，质量分别为3m、m，其中A带电量为，B不带电，开始时A与B相距，空间加有水平向右匀强电场，场强大小为E，此时小球A由静止释放，小球A、B发生弹性正碰且A电荷量不会转移，A与B均可视为质点，重力加速度为g。
（1）求小球A与B第一次碰撞前的瞬间A的速度大小；
（2）求小球A与B第一次碰撞后的瞬间物块B的速度大小；
（3）求从初始时刻，到两小球发生第二次碰撞时，小球A电势能的减少量。
四、实验题
19、用如图所示的装置来验证动量守恒定律。质量为的钢球A用细线悬挂于O点，质量为的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L。使细线在A球释放前伸直且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推到与竖直线的夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D。保持α角不变，多次重复上述实验，白纸上记录了B球的多个落点。
（1）为了验证两球碰撞过程中动量守恒，应测量的物理量有、s和_______。（用字母表示）
（2）用测得的物理量表示碰撞前后A、B两球的动量：_______，_______；，_________。（重力加速度为g）
参考答案
1、答案：C
解析：A.因A、B与小车之间的动摩擦因数不相等，可知A、B组成的系统受合外力不为零，则系统动量不守恒，选项A错误；
B.A、B组成的系统要克服与小车之间的摩擦力做功，则机械能不守恒，选项B错误；
C.A、B、C组成的系统受合外力为零，则系统动量守恒，选项C正确；
D.因A、B与小车之间的摩擦力产生内能，则A、B、C组成的系统机械能不守恒，选项D错误。
故选C。
2、答案：C
解析：A.位移减小时，速度增大，加速度减小，故A错误；
BC.位移方向总跟加速度方向相反；当物体远离平衡位置时，位移方向与速度方向相同，当物体靠近平衡位置时，位移方向与速度方向相反，故B错误，C正确；
D.物体通过平衡位置时，回复力为零，但合外力不一定为零，所以不一定处于平衡状态，故D错误。
故选C。
3、答案：C
解析：本题为估算题，可以认为撞击前小鸟的速度为零，撞击后小鸟与飞机的速度相等，飞机速度为，撞击过程对小鸟分析，由动量定理得
解得
A.540N，与结论不相符，选项A错误；
B.54000N，与结论不相符，选项B错误；
C.15000N，与结论相符，选项C正确；
，与结论不相符，选项D错误；
4、答案：D
解析：一个摆动周期内，以L为摆长时，小球的运动时间为，以为摆长时，小球的运动时间为，则小球摆动的周期为，故D正确。
5、答案：B
解析：由振动方程可知，振幅，，初相位，即时，位于正最大位置；
A.在0至0.02s内，前0.01s，速度与加速度方向相同，后0.01s，速度与加速度方向相反，A错误；
B.在0.02s时，质点在负最大位移处，具有正向最大加速度，B正确；
C.在0.035s时，质点从平衡位置向最大位移运动，速度方向沿x轴正方向，加速度方向沿x轴负向，C错误；
D.在0.04s时，质点回到正最大位置，回复力最大，速度为零，无方向，D错误。
故选B。
6、答案：B
解析：ts时间内喷水质量为
水在时间ts内受到墙的冲量为
所以
故选B。
7、答案：B
解析：A.根据图象的斜率等于速度可知，碰前AB的速度分别为
A、B两球碰撞后的共同速度
以B碰前的速度为正方向，由动量守恒可得
解得
A、B两球碰撞前的总动量为

故A错误；
B.碰撞过程A对B的冲量为
故B正确；
C.碰撞前后A的动量变化量为
故C错误；
D.碰撞过程A、B两球组成的系统损失的机械能为
故D错误。
故选B。
8、答案：D
解析：子弹射入木块A中时的共同速度
弹簧被压缩到最短时
则弹簧的最大弹性势能

故选D。
9、答案：B
解析：由于每次相碰后滑块会粘在一起，根据动量守恒定律
可知第二个滑块开始运动的速度大小为
同理第三个滑块开始滑动的速度大小为
第（）个球开始滑动的速度大小为
因此运动的总时间为
故选B。
10、答案：D
解析：如图，假设弹簧振子在水平方向BC之间振动
若振子开始先向右振动，振子的振动周期为
若振子开始先向左振动，设振子的振动周期为，则
解得
故选D。
11、答案：D
解析：A.木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力以及重力提供，故A错误；
B.根据图象可知，从0.1s～0.2s过程中木筷向最大位移处运动，速度逐渐变小，则动量逐渐变小，故B错误；
C.根据图象可知
所以
木筷的位移时间关系式为
故C错误；
D.时，根据图象可知，斜率代表速度，从正向最大位移处向平衡位置运动，向负方向加速，加速度向下，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力，故D正确。
故选D。
12、答案：AC
解析：把喷气式飞机和喷出的气体看成系统，设原来的总质量为M，喷出的气体质量为m，速度是v，剩余的质量（）的速度是，规定飞机的速度方向为正方向，由系统动量守恒
解得
由上式可知：m越大，v越大，越大，故AC符合题意，BD不符合题意。
13、答案：CD
解析：设甲至少以速度v将箱子推出，推出箱子后甲的速度为，乙接在箱子后的速度为，取向右方向为正方向。甲将箱子沿冰面推给乙的过程，甲和箱子组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得
乙把箱子抓住的过程，乙与箱子组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得
如果甲、乙不相撞，则有
联立解得
故选CD。
14、答案：ACD
解析：A.若圆槽固定，m滑到最低点的过程，由动能定理得
得m滑到最低点的速度为
由动量定理有若圆槽固定，m滑到最低点过程中合外力的冲量大小为
故A正确；
B.若地面光滑，m与圆槽在滑动过程中只有重力做功，所以系统机械能，但系统所受合外力不为0，所以系统动量不守恒，但系统在水平方向所受的外力为0，所以系统在水平方向满足动量守恒。故B错误；
C.地面光滑时，物体滑至圆槽右侧等高位置物体相对于圆槽静止，由水平方向系统动量守恒可知此时物体和圆槽的速度为零，由系统机械能守恒可知m可以滑到右侧等高位置，此时圆槽向左移动了x，由动量守恒有
即
得
故C正确；
D.若地面光滑，m运动到最低点的过程中由动量守恒定律和机械能守恒定律有
，
得m运动到最低点的速度为
即m相对圆槽的速度为
由牛顿第二定律有m运动到最低点时对圆槽的压力为
得
故D正确。
选ACD。
15、答案：（1）0.8s（2）B点（3）0.16m
解析：（1）由题图乙知周期
（2）由题图乙知，0时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时刻摆球在B点。
（3）由
得
16、答案：（1），方向竖直向上（2）0.4s（3）22.5N
解析：（1）篮球第一次反弹后即将离开地面时的速度v满足
可得
离开地面时的动量
方向竖直向上；
（2）篮球第一次自由下落的时间满足
可得
篮球第一次反弹后上升的时间满足
可得
则可得篮球与地面接触的时间
（3）篮球第一次自由下落着地前的速度满足
可得
篮球与地面接触的过程中
可得
由牛顿第三定律可知篮球对地面的平均作用力大小为22.5N。
17、答案：（1）能（2）0.2s
解析：（1）由牛顿第二定律可得，甲乙滑动时均有
则甲乙滑动时的加速度大小均为
甲与乙碰前的速度，则
解得
甲乙碰撞时由动量守恒定律
解得碰后乙的速度
然后乙做减速运动，当速度减为零时则
可知乙恰好能滑到边框a；
（2）甲与乙碰前运动的时间
碰后甲运动的时间
则甲运动的总时间为
18、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）A加速运动，由动能定理得
解的
（2）设A与B发生碰撞后瞬间，A与B的速度大小分别为，，对于A、B碰撞过程，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立得
，
（2）若A、B发生第一次碰撞后到恰好发生第二次碰撞，运动时间为t，则A的位移大小为
根据牛顿第二定律可得
B的位移大小为
且
联立四式得
对小球A从初始到与B球第二次碰撞时，电场力做功
又
联立解得小球A电势能的减少
19、答案：（1）α、β、H、L（2）；，
解析：（1）小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得
小球A与小球B碰撞后继续运动，在A碰后到达最左端过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得
碰前小球B静止，碰撞后B球做平抛运动，水平方向
竖直方向
解得
若要验证动量守恒定律，需满足
即
应测量的物理量有、s和α、β、H、L。
（2）根据以上分析可知
，，