河南省洛阳市2024-2025学年高二下学期2月月考 (1)物理试卷（解析版）

这是一份河南省洛阳市2024-2025学年高二下学期2月月考 (1)物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，斜面体固定在水平地面上，滑块和弹簧组成弹簧振子，滑块在光滑斜面上的A、B两点之间做往复运动，O为平衡位置，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
B. 滑块运动到O点时，弹簧的弹力为0
C. 滑块由A向O运动过程中，弹簧弹性势能一直在减小
D. 滑块由O向B运动过程中，滑块的机械能一直在增大
【答案】C
【解析】A．滑块运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力3个力的作用，回复力是效果力，并非滑块受到的力，故A错误；
B．滑块运动到O点时，所受合力为0，则弹簧的弹力等于重力沿斜面向下的分力，不为0，故B错误；
C．滑块由A向O运动过程中，弹簧的形变量减小，弹性势能一直在减小，故C正确；
D．滑块由O向B运动过程中，如果到达B点时，弹簧仍处于伸长状态，则弹力一直做正功，滑块的机械能一直在增大；如果到达B点时，弹簧处于压缩状态，则弹力先做正功后做负功，滑块的机械能先增大后减小，故D错误。
故选C。
2. 图甲为“魔幻飞碟变形球”，用脚将其踩扁，松开脚一段时间后球会弹起。其简化模型如图乙，两物块A、B拴接在轻弹簧两端。通过物块A向下压缩弹簧至某一位置后由静止释放，则物块B会被弹起离开地面，空气阻力和弹簧的质量忽略不计。下列说法正确的是（ ）

A. 松开脚，B离开地面前，A、B以及弹簧组成的系统机械能不守恒
B. 松开脚，B离开地面后，A、B以及弹簧组成的系统动量守恒
C. 松开脚，B离开地面之前，地面对B弹力的冲量大于A动量的变化量
D. 从B离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，A的动量变化量小于B的动量变化量
【答案】C
【解析】A．松开脚后，A、B及弹簧组成的系统只有系统内部弹力做功，则系统机械能守恒，故A错误；
B．B离开地面以后，A、B及弹簧组成的系统在竖直方向合力不为0，所以动量不守恒，故B错误；
C．B离开地面之前，对系统A、B及弹簧组成的系统在竖直方向使用动量定理，选取竖直向上为正方向，可得
显然地面对B的冲量，故C正确；
D．从B离开地面到弹簧第一次恢复原长过程中，对A在竖直方向使用动量定理有
对B有
可得A的动量变化量大于B的动量变化量，故D错误。
故选C。
3. 如图，质量为m的A球与质量为2m的B球在光滑的水平面上，现让A球以速度v向右运动与静止的B球发生正碰，取向右为正方向。则碰后A球的速度不可能为（ ）
A. B. C. 0D.
【答案】B
【解析】D．若两球碰后共速，根据动量守恒有
解得
故D可能，不符合题意；
A．若两球的碰撞是弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有
，
解得
故A可能，不符合题意；
B．根据动量守恒有
令，代入得
则碰后的总动能
比碰前的动能大，故B不可能，符合题意；
C．根据动量守恒有
令，代入得
则碰后的总动能
比碰前的动能小，故C可能，不符合题意。
本题选不可能的，故选B。
4. 如图所示，静止放置在光滑水平地面上的表面光滑的等腰直角斜面体的质量为3m，直角边长为L，将质量为m 的滑块（视为质点）从斜面体顶端由静止释放，滑块沿斜面下滑的过程中，滑块的加速度大小为a1，斜面体的加速度大小为a2，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 从滑块刚下滑到滑块滑至斜面底端时，斜面体的位移大小为
B. a1的水平分量与a2之比为
C. 滑块对斜面体的作用力方向与地面对斜面体的作用力方向相反
D. a1的竖直分量等于g
【答案】B
【解析】A．因为滑块与斜面体组成的系统在水平方向上无外力，所以系统在水平方向上动量守恒，在水平方向有
两边同乘以t，有
可得
又有
联立解得斜面体的位移大小为
故A错误；
B．设滑块与斜面体之间的弹力大小为，则滑块的加速度水平分量为
斜面体的加速度为
则a1的水平分量与a2之比为，故B正确；
C．滑块对斜面体作用力方向垂直斜面向下，地面对斜面体的作用力方向竖直向上，故C错误；
D．以滑块为对象，竖直方向根据牛顿第二定律可得
可得
故D错误。
故选B。
5. 如图所示，表面光滑的四分之一圆弧形轨道静止在光滑水平面上。小球以一定的初速度从A点滑上轨道底端，并从B点离开轨道顶端。若轨道和小球的质量相等，则在小球和轨道相互作用的过程中（ ）
A. 小球和轨道组成的系统动量守恒
B. 小球从B点离开轨道时做竖直上抛运动
C. 小球对轨道先做正功后做负功
D. 小球能够回到A点且之后做自由落体运动
【答案】D
【解析】A. 对小球和轨道组成的系统，水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒，在竖直方向，系统所受合外力不为零，故小球与轨道组成系统动量不守恒，故A错误；
B. 小球从B点离开轨道时相对轨道做竖直上抛运动，此时在水平方向与轨道速度相同，一起向左运动，故小球从B点离开轨道时做斜上抛运动，故B错误；
C．小球对轨道的压力始终垂直轨道向下，这个力的方向与轨道的运动方向夹角为锐角，故小球对轨道的压力一直做正功，故C错误；
D. 对小球与轨道系统，在小球从A点出发再次回到A点的过程中，系统水平方向动量守恒
又机械能守恒得
解得
由于轨道和小球的质量相等，故小球回到A点时的速度，恰好做自由落体运动，故D正确。
故选D。
6. 如图，水平绝缘面上的badc线框，处在磁感应强度B=1.0T方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆PQ在水平外力F作用下在粗糙的平行金属导轨上以速度v=2m/s向右匀速滑动，两导轨间距离l=1.0m，定值电阻，金属杆的电阻，导轨电阻忽略不计，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（ ）
A. 通过R的感应电流的方向由d到a
B. 金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为3V
C. 金属杆PQ受到的安培力大小为0.5N
D. 外力F做功的数值等于电路产生的焦耳热
【答案】C
【解析】A．金属杆PQ向右运动切割磁感线，根据右手定则可知，通过R的感应电流的方向由a到d，故A错误；
BC．金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为
回路的电流为
则金属杆PQ受到的安培力大小为
故B错误，C正确；
D．金属棒做匀速运动，由于轨道粗糙，金属棒受到摩擦力作用，根据能量守恒可知，外力F做功的数值等于电路产生的焦耳热与因摩擦产生的热量之和，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，质量为m的盒子放在光滑的水平面上，盒子内部长度L=1 m，盒内正中间放有一质量M=3m的物块（可视为质点），物块与盒子内部的动摩擦因数为0.03。从某一时刻起，给物块一个水平向右、大小为4 m/s的初速度v0，已知物体与盒子发生弹性碰撞，g=10 m/s2，那么该物块与盒子前、后壁发生碰撞的次数为（ ）
A. 5B. 6C. 7D. 8
【答案】C
【解析】由动量守恒可得
Mv0=（M+m）v
到物块停止
系统机械能的损失为
M-(M+m)v2=μMg x
解得
x=m≈6.67 m
故物块与盒子发生7次碰撞。
故选C。
8. 如图，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cm，下列说法正确的是（ ）
A. 振子运动周期是0.2s
B. 时，振子位于M点
C. s时，振子具有最大速度
D. 从运动过程中，振子的加速度减小，振子的动能增加
【答案】ACD
【解析】A．因，可知振子的运动周期是
故A正确；
B．由，可知时，，即振子位于N点，故B错误；
C．由可知s时，，此时振子在O点，振子速度最大，故C正确；
D．从M→O，形变量减小，振子加速度减小，弹力做正功，振子的动能增加，故D正确。
故选ACD。
9. 如图甲所示质量为m的B木板放在水平面上，质量为2m的物块A通过一轻弹簧与其连接。给A一竖直方向上的初速度，当A运动到最高点时，B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，A的位移随时间变化规律如图乙，已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 物块A做简谐运动，回复力由弹簧提供
B. 物体A在运动中最大加速度为
C. 物体B在t1时刻对地面的压力大小为2mg
D. 物体A的振动方程为
【答案】BD
【解析】A．物块A做简谐运动，回复力由弹簧的弹力和重力的合力来提供，故A错误；
B．当A运动到最高点时，B与水平面间的作用力刚好为零，则有
解得
故B正确；
C．时刻物块A在平衡位置，此时弹簧处于压缩状态，弹力为
对物体B受力分析有
则可得
由牛顿第三定律得物体B在时刻对地面的压力大小为，故C错误；
D．由图乙可知振幅为10cm，周期为1.0s，圆频率为
规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为
则振子的振动方程为
故D正确。
故选BD。
10. 质量分别为m甲和m乙的甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是，；甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙的动量变为，则m甲，m乙的关系可能是（ ）
A. m甲＝m乙B. 2m甲＝m乙
C. 5m甲＝2m乙D. 4m甲＝m乙
【答案】BC
【解析】ABCD．根据动量守恒定律得
解得
碰撞过程系统的总动能不增加，则有
代入数据解得
碰撞后甲的速度不大于乙的速度，则有
代入数据解得
综上有
所以，只有和可能，AD错误BC正确。
故选BC。
11. 如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块，从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=5m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（ ）
A. 全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L
B. 全过程小车相对地面的位移大小为
C. 小车在运动过程中速度的最大值为
D. 、L、R三者之间的关系为
【答案】CD
【解析】AB．滑块与小车组成的系统水平方向动量守恒，由人船模型特点有
由上两式解得
，
全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为， 全过程小车相对地面的位移大小为，所以AB错误；
C．滑块滑到圆弧轨道最低点时，小车速度最大，滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有
由上两式解得
小车在运动过程中速度的最大值为，故C正确；
D．滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，全程由能量守恒定律则有
解得
故D正确。
故选CD。
12. 如图甲所示，光滑水平面上两物块、用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，以水平向左的初速度开始运动，初速度为0， 、运动的图像如图乙所示。已知的质量为时间内的位移为时二者发生碰撞并粘在一起，则（ ）
A. B的质量为
B. 橡皮绳的最大弹性势能为
C. 橡皮绳的原长为
D. 二者发生碰撞并粘在一起后的速度为
【答案】AD
【解析】A．由图乙及动量守恒定律得
解得
故A正确；
B．时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒有
解得橡皮绳的最大弹性势能为
故B错误；
C．由图分析可知时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，阶段物块向右匀速运动，物块向左匀速运动，直至相碰，由于系统动量和能量守恒有
解得二者的速度大小为
、
则设橡皮绳原长为，由运动关系可知橡皮绳的原长为
故C错误；
D．由动量守恒定律得
解得二者发生碰撞并粘在一起后的速度
故D正确。
故选AD。
二、实验题（每空3分，共9分）
13. 杨同学设计了如图所示一个简易实验来验证动量守恒定律，将一个弹射装置固定在长水平板上，弹射器的弹簧原长时右端在点。物块A和物块B的质量分别为和，两者与长水平板间的动摩擦因数相同且较小。先不放物块B，用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放，物块A运动到长水平板上的P点后停下。在长水平板上点右侧某处标记点O，将物块B放置在O点后，再次用物块A压缩弹簧右端至Q点后由静止释放，两物块发生对心正碰，最终分别停在M点和N点。多次重复实验，确定P、M、N的平均位置，得到OP、OM、ON的长度分别为、、，、、的长度分别为、、。两物块体积较小，重力加速度为g。
（1）在实验时，物块A和物块B的质量应符合________（填“”“”或“”）。
（2）杨同学需要验证的关系式为________（从、、、、、、、当中选择你认为必需的物理量表示）。
（3）将O点的标记位置适当________（填“左移”或“右移”），可以进一步减小实验的误差。
【答案】（1） （2） （3）左移
【解析】（1）为保证物块A碰撞物块B后一定不反弹，物块A和物块B的质量应符合；
（2）物块A从点到点，根据动能定理得
得碰撞前物块A到点时速度的大小
同理可得，碰撞后物块A和物块B的速度分别为
，
若动量守恒定律成立，则应满足
即
（3）将O点的标记位置适当左移，碰撞的初速度较大，碰后减速的位移较大，有利于减小测量的偶然误差。
三、解答题（14题12分，15题19分，共31分）
14. 如图所示，光滑水平面上放有一个弹簧振子，已知振子滑块的质量m=0.1kg，弹簧劲度系数为k=62.5N/m，将振子滑块从平衡位置O向左移4cm，由静止释放后在B、C间运动，设系统在B处时具有的弹性势能为0.05J，问：
（1）滑块的加速度的最大值am为多少？
（2）求滑块最大速度vm；
（3）滑块完成5次全振动时走过的路程s。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）在B点加速度最大，由
可得
（2）系统的机械能守恒
得
（3）滑块完成5次全振动时走过的路程
15. 如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点，取重力加速度。求：
（1）脱离弹簧时A、B的速度大小和；
（2）物块与桌面间的动摩擦因数μ；
（3）整个过程中，弹簧释放的弹性势能。
【答案】（1）1m/s，1m/s；（2）0.2；（3）0.12J
【解析】（1）对A物块由平抛运动知识得
代入数据解得，脱离弹簧时A的速度大小为
AB物块质量相等，同时受到大小相等方向相反的弹簧弹力及大小相等方向相反的摩擦力，则AB物块整体动量守恒，则
解得脱离弹簧时B的速度大小为
（2）对物块B由动能定理
代入数据解得，物块与桌面的动摩擦因数为
（3）弹簧的弹性势能转化为AB物块的动能及这个过程中克服摩擦力所做的功，即
其中
，
解得整个过程中，弹簧释放的弹性势能