重庆市2024_2025学年高二物理上学期10月月考试题含解析 (1)

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1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。
一、单项选择题（共7个小题，每题3分，共21分）
1. 关于动量和动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ）
A. 只要系统所受合外力为零，系统就一定动量守恒
B. 物体的动量不变，其动能可能变化
C. 只要系统所受外力做的功为零，系统就动量守恒
D. 只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】AC．只要系统所受合外力为零，系统就一定动量守恒，故A正确，C错误；
B．物体的动量不变，其动能一定不变，故B错误；
D．若系统内存在摩擦力，但系统所受合外力为零，系统动量就一定守恒，故D错误。
故选A。
2. 以下说法正确的是（ ）
A. 简谐运动的质点是做匀变速直线运动
B. 弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时速度总是相同
C. 驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振
D. 当存在摩擦和空气阻力时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期也减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．简谐运动的质点的加速度不断变化，做非匀变速直线运动，选项A错误；
B．弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时的速度大小总是相同，但是方向不一定相同，选项B错误；
C．驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振，选项C正确；
D．当摩擦力和空气阻力大小恒定时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期不变，选项D错误。
故选C。
3. 学习了反冲原理之后，同学们利用饮料瓶制作的“水火箭”。如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量为M（含水）的“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 水火箭的原理与体操运动员在着地时要屈腿的原理是一样的
B. 发射后，水火箭的速度大小为
C. 水火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
D. 水火箭上升到最大高度的过程中，重力的冲量为
【答案】B
【解析】
【详解】A．体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，故A错误；
B．由题意可得，由动量守恒定律可得
解得火箭获得的速度为
故B正确；
C．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故C错误；
D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，火箭在空中飞行的时间为
重力的冲量为
故D错误。
故选B。
4. 生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩。如图所示，质量为M的小船静止在水面上，质量为m的人在甲板上立定跳远的成绩为L，不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若人在甲板上散步时突然停下，船将继续后退
B. 人在立定跳远的过程中船保持静止
C. 人在立定跳远的过程中船后退的距离为
D. 人相对地面的成绩为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据反冲运动中人船模型可知，人在甲板上散步时突然停下，船将立即停下，人在立定跳远的过程中，船向相反方向运动，故AB错误；
C．设船的质量为M，后退位移为x，人的质量为m，人船相对运动位移为L，人和船组成的系统满足水平动量守恒，根据人船模型有
解得船后退的距离为
故C正确；
D．人相对地面的成绩为
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（ ）
A. 子弹A、B与木块组成的系统动量和机械能都守恒
B. 入射过程中子弹A受到的阻力与子弹B受到的阻力大小相等
C. 子弹A的动能一定比子弹B的动能小
D. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
【答案】B
【解析】
【详解】A．子弹A、B与木块组成的系统，所受合外力为零，系统动量守恒，由于两子弹射入木块的过程，克服阻力做功，系统机械能减少，即机械能不守恒，故A错误；
B．由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，即两子弹所受的阻力大小相等，故B正确；
C．根据动能定理得，对子弹A有
解得
对子弹B有
解得
由于
则有子弹入射时的初动能
故C错误；
D．子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析可知，两子弹在木块中运动的时间必定相等，否则木块就会运动，故D错误。
故选B。
6. 日常生活中常用高压水枪清洗汽车，某高压水枪喷口直径为D，喷出水流的流速为v，水柱垂直射向汽车表面后速度变为零。已知水的密度为。下列说法正确的是（ ）
A. 水柱对汽车的压强与水柱横截面积成正比。
B. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为
C. 水柱对汽车的平均冲力为
D. 若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】B．高压水枪单位时间喷出水的质量
故B错误；
C．设水柱对汽车的平均冲力为，垂直汽车表面方向，由动量定理得
时间内水柱的质量为
解得水柱对汽车的平均冲力为
故C错误；
D．根据
若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的4倍，故D正确。
A．水柱对汽车的压强
水柱对汽车的压强与水柱横截面积无关，故A错误；
故选D。
7. 如图光滑水平面上有a、b、c三个弹性小球，质量分别为2m、3m、m。小球a一端靠墙，并通过一根轻弹簧与小球b相连，此时弹簧处于原长。现给小球c一个向左的初速度v0，与小球b发生碰撞，整个碰撞过程中没有能量损失，弹簧始终处于弹性限度之内。以下说法正确的是（ ）
A. 整个过程中小球a、b、c和弹簧组成的系统动量守恒
B. 碰撞过程中弹性小球c的动量变化量大小为2mv0
C. 弹簧弹性势能最大值为
D. 弹簧第一次达到最长时，小球a的速度达到最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于墙壁对a球有弹力作用，整个过程中小球a、b、c和弹簧组成的系统动量不守恒，故A错误；
B．小球c与小球b碰撞，设小球b碰撞后速度为v1，小球c碰撞后速度为v2，由动量守恒和机械能守恒定律得
解得
，
所以
故小球c的动量变化量大小为，故B错误；
C．小球b向左运动速度为零时，弹簧弹性势能最大，则
故C正确；
D．小球b压缩弹簧，到弹簧恢复原长过程，小球b与弹簧组成的系统机械能守恒，小球b向右的速度大小为v1；当小球a、b向右运动，弹簧恢复原长时，小球a的速度最大，故D错误。
故选C。
二、多选题，共3个小题，每题5分，共15分。（每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分）
8. 下列关于单摆运动的说法中，正确的是（ ）
A. 在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快
B. 一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的回复力增大
C. 单摆的周期与摆球质量、振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关
D. 单摆做简谐运动时，在平衡位置处位移为零，加速度也为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A．将摆钟从山脚移到高山上时，摆钟所在位置的重力加速度g变小，根据
可知，摆钟振动的周期变大，走时变慢，A错误；
B．摆球做简谐运动，在摆角增大的过程中，摆球的位移增大，摆球受到的回复力增大，B正确；
C．根据单摆周期公式可知，单摆的周期与摆球质量、振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关，C正确；
D．单摆做简谐运动时，在平衡位置处位移为零，加速度不为零，有向心加速度，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和球）分别为，，两船沿同一直线相向运动，速度大小分别为、。为避免两船相撞，甲船上的人不断地将质量为的球水平抛向乙船，且被乙船上的人接住，不计水的阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若两船刚好不相撞，乙船接住球后，两船的速度大小为
B. 若甲只抛一个球，要避免相撞，球抛出时相对于地面的速度可能为
C. 若甲相对于地面以的速度抛出球，要避免相撞，则至少要抛出4个球
D. 若甲相对于地面以的速度抛出球，要避免相撞，则至少要抛出6个球
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．若甲船上的人将球抛出且被乙船上的人接住后，刚好可保证两船不致相撞，说明此时两船刚好速度相同，设为v，规定开始时甲船速度方向为正方向，根据动量守恒定律有
解得
，
故A正确，B错误；
CD．设从甲船抛出的球的总数n，根据动量守恒定律有
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一质量为m，足够长的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为M的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度向右开始运动。已知，木板右端与右侧固定墙面的距离足够长（木板与墙面碰撞前，已经与物块共速），物块与木板间的动摩擦因数为，所有碰撞均视为弹性碰撞，物块始终未滑离木板。下列说法正确的是（ ）
A. 物块与木板相对运动的过程中，两者的加速度大小相等
B. 木板第一次与墙面碰撞前瞬间的速度大小为
C. 木板第一次碰撞墙后向左运动的最大距离为
D. 木板从开始运动到第三次与墙面碰撞前瞬间，木块与木板间产生的热量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．物块与木板相对运动的过程中，两者的加速度大小不相等，选项A错误；
B．木板与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，木板第一次与墙面碰撞前，由动量守恒定律得
解得木板第一次与墙面碰撞前瞬间的速度大小为
故B正确；
C．木板第一次碰撞墙后向左运动到速度为零时，向左运动的距离最大
故最大距离为
故C正确；
D．木板与墙面第一次碰撞后到木板第二次碰撞墙面前，木板与物块已共速，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得木板第二次碰撞墙面前瞬间的速度大小
木板与墙面第二次碰撞后到木板第三次碰撞墙面前，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得木板第三次碰撞墙面前瞬间的速度大小
根据能量守恒，木板从开始运动到第三次与墙面碰撞前瞬间，木块与木板间产生的热量为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题，共2个题，共14分
11. 某同学用如图所示装置“验证动量守恒定律”，实验过程如下：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，现用两个小滑块压紧弹簧（不粘连）并用细线固定，已知当地的重力加速度为g。
实验中涉及下列操作步骤：
①用天平测量出两小滑块的质量m1和m2；
②烧断细线，两滑块沿桌面向相反方向弹出，弹簧恢复原长后，两滑块才从桌面滑落；
③测量桌面到地面的高度h；
④测量两滑块m1，m2抛出点到落地点的水平距离分别为x1和x2。
（1）上述步骤中不需要的是______（填入代表步骤的序号）。
（2）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为______。
（3）利用题中所给物理量的符号表示弹簧对两滑块做功之比W1:W2=______。
【答案】（1）③ （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
球离开桌面后做平抛运动，取左侧滑块的初速度方向为正方向，两球质量和平抛初速度分别为m1、m2，v1、v2，平抛运动的水平位移分别为x1、x2，平抛运动的时间为t，需要验证的方程为
则
所以不需要测量桌面到地面的高度h。
故选③。
【小问2详解】
由以上分析可知，若动量守恒定律成立，则应满足
【小问3详解】
弹簧对两滑块做功之比
12. 如图甲所示是一个物理兴趣小组设计的实验装置，能够测量当地的重力加速度并验证机械能守恒定律。先将力的传感器固定在天花板上，再用一条细线，一端系住一个小球，另一端系在传感器上，传感器可以显示出拉力的大小。
（1）在测量过程中，下列操作合理的是______；
A. 先测好摆长，再将单摆悬挂到力传感器上
B. 释放单摆时，摆角尽量大些，以便观察
C. 摆线应选用不可伸缩的轻质细绳
（2）实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径______mm。并正确测出悬线的长为L；
（3）将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角（未知但小于5°），由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，其拉力变化周期为，则当地的重力加速度______；（均用已知和测量物理量的符号表示）
（4）若考虑单摆振动时受到空气浮力的影响，振动周期______（填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】（1）C （2）9.7
（3）
（4）变大
【解析】
【小问1详解】
A．先将单摆悬挂到力传感器上，然后再测摆长，故A错误；
B．释放单摆时，摆角不能大于5°，否则就不是简谐振动，故B错误；
C．摆线应选用不可伸缩的轻质细绳，故C正确。
故选C。
【小问2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3详解】
单摆周期为，摆长为
根据单摆周期公式可得
解得当地的重力加速度为
【小问4详解】
由于浮力与摆球重力方向相反，摆球的质量没变，浮力对摆球的作用相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大。
四、计算题，共4个题，共48分
13. 如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像，根据图像：
（1）写出摆球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；
（2）若取当地的重力加速度为，取，求单摆的摆长。
【答案】（1）
（2）1m
【解析】
【小问1详解】
由图可知单摆振动周期，振幅
则摆球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式
【小问2详解】
根据单摆周期公式
可得
14. 将一质量为的小球以初动量从地面竖直上抛，在运动过程中小球受到的空气阻力与速率成正比。它从抛出到落地过程中动量随时间变化的图像如图所示，已知图像从0到段为曲线，到段为直线（、均为未知量）。已知当地重力加速度为，求：
（1）小球在运动过程中最大加速度为多大？
（2）小球从抛出到落地的总时间为多少？
【答案】（1）
（2）0.75s
【解析】
【小问1详解】
设在运动过程中小球受到的空气阻力与速率满足关系式
根据动量定理
可知图像的斜率表示合外力，由图可知时刻，图像斜率的绝对值最大，小球的加速度最大，设物体运动过程中的最大加速度为，有
其中
当时，物体合外力为零，此时有

解得
【小问2详解】
设从地面抛出到最高点的时间为，上升的高度为，设最高点到落地的时间为，从地面抛出到最高点由动量定理得
即
同理下降阶段

即
联立可得小球从抛出到落地的总时间为
15. 如图所示，圆筒C可以沿足够长的水平固定光滑杆左右滑动，圆筒下方用长度为l=2m的不可伸长的轻绳悬挂小物块B（可视为质点），开始时小物块B和圆筒C均静止，子弹A以100m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40m/s，已知子弹A、小物块B、圆筒C的质量分别为mA=0.1kg，mB=1.0kg，mC=0.5kg，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小物块B能上升的最大高度为多少？
（2）小物块B第一次返回最低点时轻绳中的张力有多大？
【答案】（1）0.6m
（2）28N
【解析】
小问1详解】
子弹A以100m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40m/s，此过程中A、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有
解得
B上升时，B与C组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，二者共速时，B上升到最大高度，则有
解得
小问2详解】
B返回到最低点时，与C组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，此时C的速度最大，则有
解得
，
由牛顿第二定律可知
解得
16. 一自上而下的传送装置可简化为如下模型。如图所示，水平光滑轨道OA上安装了一理想弹簧发射器，弹簧原长小于OA间距离，弹簧左端固定在O处，弹簧右端放置一小滑块P，使滑块向左压缩弹簧且不拴接，在轨道右侧有一顺时针转动的水平传送带，其左右端分别与轨道A点和细管道B点等高相切，水平固定粗糙平台CD与细管道最低点C等高相切，在水平地面上有一左端带挡板的木板，木板上表面与平台CD等高且木板与平台紧密接触。将滑块P由静止释放，P经过水平传送带和三个竖直的半圆形光滑细管道，与静止在CD平台末端的小滑块Q发生弹性碰撞，碰后P恰好能返回C点，Q滑上木板，然后Q与木板左端挡板发生弹性碰撞。已知管道半径均为，滑块P、木板质量分别为，释放滑块P时弹簧弹性势能的大小为，传送带长度为，传送带速度大小恒为，平台CD长度为，木板，滑块P与传送带间的动摩擦因数为，P与平台CD间的动摩擦因数为，滑块Q与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，滑块P、Q均可视为质点，所有碰撞时间极短。
（1）求滑块P到达B点时的速度大小；
（2）求滑块Q的质量；
（3）求滑块Q与木板间因摩擦而产生的热量。
【答案】（1）
（2）0.6kg （3）1.8J
【解析】
【小问1详解】
假设P在传送带上一直匀减速，则由动能定理
解得

说明P在到达B之前已与传送带共速，之后一起匀速到达B端。即
【小问2详解】
设P与Q碰撞前的速度大小为，碰后P的速度大小为的速度为，则P从B到D过程中由动能定理
解得
对P滑块从D到C根据动能定理

解得
根据动量守恒和机械能守恒可知

解得
解得
【小问3详解】
由（2）可得，Q碰后速度
进入长木板上表面，先判断长木板是否移动，Q对长木板摩擦力向左
地面对长木板最大静摩擦力
故长木板先不动，Q做匀减速运动，可得

解得
Q以速度与长木板弹性碰撞，可得
可得碰后Q的速度大小
长木板的速度大小为
Q向右减速
长木板向左减速
Q向右做减速运动直至速度减为零后再向左做加速运动直到两者共速，再一起减速，做出图像如图
可得
相对位移
解得
则滑块未滑离木板，滑块Q与木板间因摩擦产生的热量为