河北省石家庄市河北辛集中学2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题

这是一份河北省石家庄市河北辛集中学2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．关于机械波的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．机械波的传播速度即波源的振动速度
B．机械波中各质点的振动方向总是与机械波的传播方向垂直
C．机械波不仅能传递能量，参与振动的质点也以波速随波迁移
D．机械波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关
2．下图是我们在学习平抛运动中做过的实验，A、B是两个完全相同的钢球。若忽略空气阻力，当小锤完成敲击后，下列对两小球的判断错误的是（ ）
A．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的动能增量相同
B．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的重力冲量相同
C．两个钢球落地时的重力功率不相同
D．两个钢球落地时的动量不相同
3．如图所示为受迫振动的演示装置，在一根根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法不正确的是（ ）
A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相同
B．如果驱动摆的摆长为L，则其他单摆的振动周期都等于2π
C．如果驱动摆的摆长为L，振幅为A，若某个单摆的摆长大于L，振幅也大于A
D．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大
4．一根粗细均匀的木棒下端绕几圈铁丝，木棒就可以竖直浮在杯内水中，如图所示。将木棒轻轻向下压一小段距离后由静止释放，此后木棒的运动可视为简谐运动。从释放开始计时，经过t时间木棒第二次达到最大速度，则下列判断正确的是（ ）
A．木棒振动的频率为t
B．减小木棒振动的幅度，木棒振动的频率将变大
C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力相同
D．从释放开始计时，经过t时间，木棒振动的加速度与速度方向相反
5．蹦床运动中，体重为60kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．t=0.15s时运动员的机械能最大
B．t=0.30s时运动员的速度大小为20m/s
C．t=1.30s时运动员距蹦床的高度为5m
D．0-0.30s内，运动员对蹦床的平均作用力大小为4000N
6．如图甲中有一条均匀的绳，O、A、B、C…依次是绳上一系列等间隔的点。现有一列简谐横波沿此绳向右传播，时，波刚好到达质点O，时，波刚好到达质点C，并形成如图乙所示的波形。在下列四幅图中能够正确表示时的波形（其中一部分）的是（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为2m的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．运动过程中，A、B、C组成的系统动量守恒
B．C球摆到最低点时，物块B的速度为
C．C球第一次摆到最低点过程中，木块A、B向左移动的距离为
D．当A、B、C运动状态稳定后，细线与杆所成夹角最大为
8．如图所示是小球和轻质弹簧组成的弹簧振子在水平方向上做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧振子的振动周期为
B．时刻，小球的位移为
C．和两时刻，小球的位移相同，速度相同
D．内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减小，系统的机械能减小
9．光滑的水平面上叠放着质量分别为2kg和1kg的两木块M、N，木块M与一劲度系数为的水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块间的动摩擦因数为0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使这两个木块一起振动（不发生相对滑动），取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，则振动的最大振幅为（ ）
A．1.5cmB．3cmC．4.5cmD．9cm
10．一列简谐横波沿x轴传播，t=0.4s时刻的波形如图1所示，P、Q是波传播路径上的两个质点，图2是质点Q的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播
B．质点P和质点Q的振动方向有时相同，有时相反
C．波的传播速度为1m/s
D．质点P的振动方程为
二、多选题
11．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能
B．单摆后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能
C．单摆振幅减小，频率也随之减小
D．单摆振幅虽然减小，但其频率不变
12．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，相邻两质点间距为0.4m，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t=0时刻质点1开始竖直向上运动，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，此时质点1发生的位移为10cm。下列判断正确的是（ ）
A．这列波的波长为6.4m
B．t=1s时质点6的加速度方向向下
C．从计时开始到t=1.5s时质点6运动的路程为20cm
D．t =2s时质点20正处于平衡位置且运动方向向上
13．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。试想航天员用同一装置对同一单摆分别在地球和月球上做受迫振动实验，得到如图所示的共振曲线，共振频率为、。将月球视为密度均匀、半径为r的球体，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，不考虑星球自转的影响。下列说法正确的是（ ）
A．该单摆在月球上的共振频率为
B．月球表面的重力加速度
C．月球的质量
D．月球的密度
14．如图甲所示，一列水波由A 向B 传播，A、B两质点的平衡位置相距3m ，A 质点的振动图像如图乙中的实线所示，B质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（ ）
A．10 s内 A 质点通过的路程一定为 20cm
B．t=18.5s 时，B 质点的位移为 cm
C．该波的波长可能为0.8 m
D．该波的波速可能为1.8 m/s
三、实验题
15．实验小组用如图甲所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为，且。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上点静止释放，平均落点为；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点。
(1)关于该实验的要求，说法正确的是__________。
A．斜槽末端必须是水平的B．斜槽轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端的高度D．放上小球B后，A球必须仍从点释放
(2)图中点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中，测出的长度分别为，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为 （用题中给定的物理量表示）。
(3)图乙中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点，测出长度分别为，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为 （用题中给定的物理量表示）。
16．某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。
(1)第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。
①从图乙可知，摆球的直径为 。
②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将 。（选填偏大、偏小、不变）
(2)第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式 。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样 （选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。
(3)在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
四、解答题
17．如图，小球在半径为的光滑球面上的、之间来回运动。若，试证明小球的运动是简谐运动，并求出其振动的频率。
18．如图所示为一款电磁炮的发射实验示意图。足够长的光滑固定水平加速平台可以给炮弹提供恒定的功率P。一长为l的木板静止在光滑水平地面上，木板的左端靠近加速平台（木板和加速平台等高），木板左端放有小木块。按下加速按钮，炮弹从起点由静止开始加速，经过一段加速时间放开按钮，则加速过程结束。炮弹打中木块后瞬间留在木块中。已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ，炮弹、木块、木板质量均为m，重力加速度大小为g。求：
（1）炮弹打中木块后瞬间，炮弹与木块的共同速度与加速时间的关系；
（2）加速时间多长，可以使木板获得的速度最大。
19．如图所示，倾角为θ、长度有限的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部，上端压一个质量为m的小物块a，a与弹簧间不拴接，开始时a处于静止状态。现有另一个质量为2m的小物块b从斜面上距离a为l处由静止释放，与a发生正碰后立即粘在一起成为组合体c（两物块均可视为质点）。已知弹簧的弹性势能与其形变量x的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度（已知所有简谐运动都满足，其中x表示简谐运动的位移，A表示简谐运动的振幅）。求：
（1）物块b与a碰后粘为组合体c的过程中损失的机械能；
（2）弹簧的最大压缩量；
（3）为保证组合体c能够做完整的简谐运动，物块b释放时与a的最大距离。
参考答案
1．D【详解】A．机械波的传播速度与波源的振动速度是两个不同的概念，两者不相同，选项A错误；
B．横波中各质点的振动方向总是与机械波的传播方向垂直，纵波中各质点的振动方向与机械波的传播方向平行，选项B错误；
C．机械波能传递能量，但是参与振动的质点不会随波迁移，选项C错误；
D．机械波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，选项D正确。故选D。
2．C【详解】A．从敲击后到两个钢球落地，根据动能定理可得
由于两球质量相同，下落高度相同，所以两个钢球的动能增量相同，故A正确，不满足题意要求；
B．从敲击后到两个钢球落地，竖直方向有
可知两个钢球下落时间相等，根据
可知两个钢球的重力冲量相同，故B正确，不满足题意要求；
C．根据
可知两个钢球落地时的重力功率相同，故C错误，满足题意要求；
D．由于落地时，A球具有一定的水平分速度，所以两个钢球落地时的速度大小不相等，方向不相同，则两个钢球落地时的动量不相同，故D正确，不满足题意要求。故选C。
3．C【详解】A．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同，根据
可得，加速度
位移相同，故加速度一定相同，故A正确。
B．如果驱动摆的摆长为L，根据单摆周期公式
而其他单摆都做受迫振动，故其振动周期都等于驱动摆的周期，故B正确。
C．当受迫振动的单摆的固有周期等于驱动摆的周期时，受迫振动的振幅最大，某个单摆的摆长大，但振幅不一定也大，故C错误;
D．同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，则只有摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共振，故D正确。本题选不正确的，故选C。
4．D【详解】A．设木棒振动的周期为，从释放开始计时，经过时间木棒第二次达到最大速度，则
解得振动的频率为故A错误；
B．减小木棒振动的幅度，木棒振动的频率不变，故B错误；
D．从撤去压力开始计时，经过时间，木棒在平衡位置上方正在向上运动，此时加速度向下，速度向上，故D正确；
C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力大小相等，方向相反，故C错误。故选D。
5．C【详解】A．根据牛顿第三定律结合题图可知t=0.15s时，蹦床对运动员的弹力最大，蹦床的形变量最大，机械能最小，故A错误；
BC．根据题图可知运动员从t=0.30s离开蹦床到t=2.30s再次落到蹦床上经历的时间为2s，根据竖直上抛运动的对称性可知，运动员上升时间为1s，则在t=1.30s时，运动员恰好运动到最大高度处，t=0.30s时运动员的速度大小为
m故C正确，B错误；
D．同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10m/s，以竖直向上为正方向，根据动量定理
其中代入数据可得N
根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N，故D错误。
故选C。
6．A【详解】简谐横波沿横轴正向传播，＞0.3s，分析有
则周期，，此时刻的波形刚好传播到H，根据波刚传播到C点可知，质点向上振动，故A正确。
故选A。
7．C【详解】A．运动过程中，A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，可知选项A错误；
B．C球摆到最低点时由动量守恒和能量关系，
解得物块B的速度为选项B错误；
C． C球第一次摆到最低点过程中，根据，
可得木块A、B向左移动的距离为选项C正确；
D．当C到达最低点再向右摆动时，A做减速运动，此后AB分离，由于因系统有部分机械能传给了B，则当A、B、C运动状态稳定后，小球C不会摆到原来的高度，即细线与杆所成夹角最大不会达到，选项D错误。故选C。
8．B【详解】A．由图可知即故A错误；
B．小球的振动方程为
所以时刻，小球的位移为故B正确；
C．由图可知，和两时刻，小球的位移相同，速度大小相等但方向相反，即速度不同，故C错误；
D．内，小球向平衡位置运动，动能增加，弹簧的弹性势能减小，系统的机械能不变，故D错误。
故选B。
9．D【详解】两个木块组成的系统一起做简谐运动时，两者之间存在相对运动趋势，产生静摩擦力，木块M对N的静摩擦力提供N的回复力，当两木块之间的静摩擦力达到最大时，系统的振幅A达到最大，根据牛顿第二定律，对N有：对整体有：联立解得振动的最大振幅为：故选D。
10．D【详解】A．由图2可知，时刻，质点在平衡位置沿轴负方向运动，根据“同侧法”可知，波沿轴正方向传播，故A错误；
B．由于质点、的平衡位置相距半个波长，因此这两个质点的振动总是相反，故B错误；
C．波的传播速度为故C错误；
D．时刻，质点在平衡位置沿轴负方向振动，因此其振动方程为
故D正确。故选D。
11．AD【详解】A．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，可知单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能，故A正确；
B．单摆从最高点向下摆动时，动能增加，可知单摆后一时刻的动能不一定小于前一时刻的动能，故B错误；
CD．单摆的周期和频率与振幅无关，单摆振幅虽然减小，但其频率不变，故C错误，D正确。故选AD。
12．BC【详解】A．依题意，经过0.5s质点1第一次到达最高点，质点6开始运动，可知质点1到质点6的距离为四分之一波长，即故A错误；
B．依题意，根据简谐振动的特点可知，t=1s时质点1第一次回到平衡位置，此时质点6恰好第一次到达最高点，其加速度方向向下。故B正确；
C．依题意，质点6是从0.5s时刻开始振动的，从计时开始到t=1.5s时共振动了1.0s从平衡位置开始振动到最高点再从最高点回到平衡位置，所以运动的路程为两倍的振幅，即s=2A=20cm故C正确；
D．依题意，t =2s时(恰好为一个振动周期)该振动传播到质点21，易知此时质点20已经离开平衡位置向最高点运动了。故D错误。故选BC。
13．BD【详解】AB．根据单摆周期公式可得可得
由于月球的重力加速度小于地球的重力加速度，所以该单摆在月球上的共振频率为；设月球表面的重力加速度为，则有，
可得月球表面的重力加速度为故A错误，B正确；
CD．物体在月球表面上，有解得月球质量为
根据可得月球的密度为故C错误，D正确。故选BD。
14．AC【详解】A．由图知，周期为则A 质点通过的路程故A正确；
B．由题知
由图可知，B 质点的位移为 cm，故B错误；
C．A、B两质点的平衡位置相距3m ，由图可知
当时故C正确；
D．由可得代入，可知n不为整数，故D错误。故选AC。
15．(1)AD(2)(3)
【详解】（1）A．为了保证小球抛出的初速度处于水平方向，斜槽末端必须是水平的，故A正确；
BD．为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，每次入射小球必须从同一位置点静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故B错误，D正确；
C．两小球做平抛运动，下落高度相同，所用时间相同，可以用平抛运动的水平位移代替抛出时的初速度，所以不需要测出斜槽末端的高度，故C错误。
故选AD。
（2）小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，设为，碰撞前小球A的速度为
碰撞后小球A、小球B的速度分别为，
两球碰撞前后的总动量守恒有
整理可得
（3）设OB的距离为，小球做平抛运动，碰撞前小球A有；
碰撞后小球A有
碰撞后小球B有
两球碰撞前后的总动量守恒有整理得
16．(1) 5.980 偏大(2) 不影响(3)偏大
【详解】（1）①[1]从图乙可知，摆球的直径为
②[2]实验中，单摆的周期为
该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据解得
可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。
（2）[1]根据解得
结合图像，可得解得
[2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。
（3）以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图
由牛顿第二定律得
在竖直方向，由平衡条件得解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度
偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。
17．见解析，
【详解】设小球质量为m，小球相对平衡位置的位移为x，小球受力如图
小球的重力沿切线方向的分力是小球沿圆弧振动的回复力，则有F回=mgsinθ
由于，则θ很小，小球位移的大小与θ角所对的弧长及θ角所对的弦都近似相等，因而有
且位移方向与回复力方向相反，所以回复力为
所以小球的运动可以视为简谐运动。
小球振动周期为则小球振动的频率为
18．（1）；（2）
【详解】解：（1）加速过程，由动能定理得
子弹打入木块过程，由动量守恒定律的解得
（2）当木块滑到木板右端时恰好和木板共速情况下，木板获得的速度最大，有
联立得
19．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物块b下滑过程，根据动能定理有
物块b与a碰撞过程，根据动量守恒定律有
物块b与a碰后粘为组合体c的过程中损失的机械能解得
（2）a静止时，根据平衡条件有
组合体处于平衡位置时，根据平衡条件有
令振幅为，组合体向下运动到振幅位置过程有
则弹簧最大的压缩量为解得
（3）为保证组合体c能够做完整的简谐运动，则组合体的最大振幅为
此时，令物块b释放时与a的最大距离为，结合上述，物块b下滑过程，根据动能定理有
物块b与a碰撞过程，根据动量守恒定律有
组合体c能够做完整的简谐运动，则有解得