【物理】河北省沧州市运东四县联考2024-2025学年高二下学期3月月考试题（解析版）

这是一份【物理】河北省沧州市运东四县联考2024-2025学年高二下学期3月月考试题（解析版），共17页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围∶人教版选择性必修第一册前三章。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 如图所示是杭州的美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（ ）
A. 用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象
B. 湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象
C. 要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小
D. 游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
【答案】C
【解析】A．用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误；
B．湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的衍射现象，故B错误；
C．要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，故C正确；
D．由多普勒效应可知，游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故D错误。
故选C。
2. 某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该物体做简谐运动，周期是
B. 时刻，该物体的位置坐标为
C. 该物体在任意内的路程都是
D. 该物体运动过程中速度变化频率为
【答案】C
【解析】A．根据简谐运动表达式可知，该简谐运动，故周期
故A错误；
B．将代入方程，得物体的位置坐标为
故B错误；
C．题意知1s是半个周期，故任意内的路程均为2倍振幅大小，根据题意可知振幅为10cm，故任意内的路程均为20cm，故C正确；
D．简谐运动频率为
故该物体运动过程中速度变化频率为0.5Hz，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移-时间图像，M、N是图像上的两个点，且M、N两点到平衡位置的距离相等，下列说法正确的是（ ）
A. 单摆做阻尼振动的过程中周期变小
B. 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能
C. 摆球在M点时做减速运动
D. 摆球在N点时正在升高
【答案】B
【解析】A．单摆的周期，周期与振幅于关，单摆做阻尼振动的周期不变，振幅减小，故A错误；
B．M、N两点对应位置高度相同，故从M到N重力做功为0，由于单摆做阻尼振动，可知摆球需克服阻力做功，由动能定理可知摆球在M点时的动能大于在N点时的动能，故B正确；
C．由图可知摆球在M点时正在靠近平衡位置，速度在增大，即摆球在M点时做加速运动，故C错误；
D．摆球在N点时正在靠近平衡位置，高度在降低，即摆球在N点时正在下落，故D错误。
故选B。
4. 如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂。某次撞击前撞杠的速度为5m/s，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为3m/s。已知撞杠撞钟的时间为0.2s，撞杠的质量为100kg。则撞杠对钟撞击力大小为（ ）
A. 800NB. 1000NC. 1500ND. 4000N
【答案】D
【解析】撞杠撞击钟的过程，对撞杠，由动量定理得
其中初速度
末速度
撞击时间
联立解得
根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N。
故选D。
5. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该横波沿x轴负方向传播
B. 质点N该时刻向y轴负方向运动
C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长
【答案】B
【解析】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，A错误，B正确；
C．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，C错误；
D．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，D错误。
故选B。
6. 篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，接球时两手随球迅速收缩至胸前。这样做的目的是
A. 增加作用时间，减小球对手的冲量
B. 增加作用时间，减小球对手的冲击力
C. 减小作用时间，减小球的动量变化量
D. 减小作用时间，增加球的动量变化量
【答案】B
【解析】篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，球的动量变化量一定，接球时两手随球迅速收缩至胸前，作用时间变长，根据动量定理知，手对球的作用力减小，即减小球对手的冲击力，B正确ACD错误；
故选B。
7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动，当时，波源第3次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于的质点Q刚要起振，P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm，下列说法正确的是（ ）
A. 波源的起振方向沿y轴负方向
B. 波的波长为3.6m
C. 波的振幅为
D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm
【答案】C
【解析】A．波沿轴正方向传播，根据时的波形，波刚好传到点，此时点起振方向沿轴正方向，则波源的起振方向沿轴正方向，故A错误；
B．波的传播速度
当时，波源第3次到达正向最大位移处，有
解得
故波长
故B错误；
C．设该波的振幅为A，已知质点在至时间内（即时间为）通过的路程为5cm，则
故波的振幅
故C正确；
D．由波的图像可知，质点在时位于平衡位置向下运动，推知质点在至内从平衡位置运动到波谷，则质点在至时间内从波谷运动到平衡位置，通过的路程为一个振幅
故D错误。
故选C。
8. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，近似取π2=10，则（ ）
A. 此单摆的固有周期为0.5s
B. 此单摆的摆长为1m
C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大
D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动
【答案】BD
【解析】A．当驱动力频率和单摆的固有频率相等时，发生共振，振幅最大，则此单摆的固有周期为

故A错误；
B．根据单摆周期公式知此单摆的摆长为1m。故B正确；
C．根据单摆周期公式知若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小。故C错误；
D．若摆长增大，单摆的固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动。故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，在光滑水平面上放置一半径为R的光滑半圆轨道，A、B点与圆心等高，C点是圆弧最低点。现让小球从A点静止释放，已知小球及半圆轨道的质量均为m，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A. 小球不能到达半圆轨道上的B点
B. 半圆轨道向左运动的最远距离为R
C. 小球的最大速度的大小为
D. 小球的最大速度的大小为
【答案】BD
【解析】A．小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，故A错误；
B．当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的距离最远，设小球水平位移为x，半圆轨道水平位移为y
由动量守恒定律得
由几何关系有
解得
故B正确；
CD．当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度为v1，半圆轨道的速度为v2，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，光滑水平面上有一根轻质弹簧，弹簧两端分别连接小物块P和小物块N，处于静止状态。一足够长且倾角为θ的光滑斜面体固定在地面上，斜面底端与地面平滑连接。小物块M与斜面底端的距离为L，小物块M由静止开始释放，在水平地面上与N发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知小物块M、N、P的质量均为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 小物块M与小物块N碰撞前的速度为
B. 小物块M与小物块N碰撞后瞬间的速度为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 弹簧恢复原长时，小物块P的速度为
【答案】ACD
【解析】A．小物块M由静止释放到碰撞前，根据动能定理有
解得小物块M与小物块N碰撞前的速度为
故A正确；
B．小物块M与小物块N碰撞前后动量守恒，机械能守恒，则
解得小物块M与小物块N碰撞后瞬间M的速度为
N的速度为
故B错误；
C．弹被压缩到最短时，此时N、P两物块的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据
解得弹簧的最大弹性势能为
故C正确；
D．弹簧恢复原长时，同理由小物块N与小物块P作用前后动量守恒，机械能守恒，可得小物块N与小物块P交换速度，故此时物块P的速度为，故D正确。
故选ACD。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”，在轨道下方硬的水平地面上铺上白纸，白纸上放复写纸，小球落地时会在白纸上留下印迹。小球a、b的大小相等，质量分别为、，小球a每一次从斜槽上同一点由静止释放，斜槽轨道末端未放小球b时，小球a的落地点是B点。斜槽轨道末端放小球b时，小球a、b的落地点分别是A点和C点。斜槽轨道末端的正下方是O点，纸上O点到A、B、C各点的距离分别为OA、OB、OC。
（1）本实验必须满足的条件是______。
A. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端切线是水平的
C. 小球a的质量要大于小球b的质量
D. 碰撞的瞬间，小球a与小球b的球心连线与轨道末端的切线平行
（2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是______。
（3）测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图乙给出了小球a多次落点的印迹。由图可得OB的长为______cm。
【答案】（1）BCD （2） （3）8.55（8.53~8.57）
【解析】（1）A．由于小球a每次都从同一高度由静止释放，小球克服阻力做功相同，则小球到斜槽底端速度大小相等，可知，斜槽轨道的斜面不必是光滑的，故A错误；
B．为了确保小球飞出后才是做平抛运动，斜槽轨道末端的切线一定是水平的，故B正确；
C．为了保证两球碰后都向右运动，不发生反弹，小球a的质量要大于小球b的质量，故C正确；
D．为了使小球发生对心正碰，使碰撞前后速度能沿水平方向，需要使得小球a与小球b的体积应当相同，故D正确。
故选BCD。
（2）若两球碰撞过程动量守恒，则有
小球做平抛运动则有，，，
解得
（3）为了减小误差，用尽量小的圆把各落点位置圈起来，圆心就表示落点的平均位置，刻度尺的0刻度到圆心的距离即为球a的水平位移，则有
12. 某同学用单摆测定重力加速度。
（1）该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d，则该单摆的摆长为______；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t，该单摆的周期为______
（2）该同学发现他测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是______（从下面选项选择）
A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间
C.开始计时，秒表过早按下
D.测摆线长时摆线拉得过紧
（3）若实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像。则：

①实验得到的图像应是如图中的______（选填a、b、c）；
②小球的直径是______cm；
③实验测得当地重力加速度大小是______（取两位小数）
【答案】（1） （2）BD##DB （3）c 1.2 9.86
【解析】（1）[1]由题知，单摆的摆长为
[2]单摆的周期为
（2）[3]根据
可得
A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，测得的重力加速度偏小，故A错误；
B．把n次摆动的时间误记为次摆动的时间，测得的周期偏小，则测得的重力加速度偏大，故B正确；
C．开始计时，秒表过早按下，测得的周期偏大，则测得的重力加速度偏小，故C错误；
D．测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，则测得的重力速度偏大，故D正确。
故选BD。
（3）[4]根据
且
可得
故选c。
[5]由图可知，纵轴截距为
则
[6]图线斜率为
解得
三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 两木块A、B质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：
（1）木块A的最大加速度值；
（2）B给地面的最大压力值。
【答案】（1）3g；（2）6mg
【解析】（1）由于A做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力
对A物体，根据牛顿第二定律可得
木块A的最大加速度
（2）由对称性可知在最低点的加速度向上
对A受力分析由
对B受力分析由
由牛顿第三定律得
14. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t＝0时刻波的图像如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求：
（1）这列波的波长和波的传播速度大小；
（2）质点M在1.2s内，走过的路程。
【答案】（1）1.2m，5m/s；（2）4m
【解析】（1）根据数学知识得
由题知
则波长为
波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为
则波速为
（2）波沿x轴负方向传播，周期为
质点M振动的时间
则质点M在1.2s内走过的路程为
15. 如图所示，质量为3kg且足够长的长木板B静止在光滑的水平面上，长木板的右端有一厚度不计的挡板，长木板上表面光滑。质量为1kg的小物块A静止在长木板上，此时小物块A与长木板右端挡板的距离为2m，现给小物块A施加一个大小为4N、方向水平向右的恒力，小物块A与挡板的碰撞为弹性碰撞，碰撞的时间忽略不计，求：
（1）小物块A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小；
（2）第一次碰撞后到第二次碰撞前，小物块A与挡板的最远距离；
（3）第二次碰撞与第三次碰撞之间的时间间隔。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设物块第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，对物块，由动能定理
解得
（2）设第一次碰撞后物块的速度大小为，木板B的速度大小为，物块和木板B系统动量守恒
物块和木板B系统能量守恒
解得
，（负号表示方向向左）
第一次碰撞后木板B做匀速直线运动物块A先向左做匀减速运动后向右做匀加速运动；当A、B速度相等时，两者相距最远；物块A加速的加速度大小
从第一次碰撞后到两者相距最远所用时间
则第一次碰后到第二次碰撞前，物块与挡板最远距离
（3）第一次碰后到第二次碰的时间间隔为，物块A与木板B的位移相等，则有
解得
物块速度
第二次碰撞过程，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
，
设从第二次碰撞到第三次碰撞的时间间隔为，物块A与木板B的位移相等，则有
解得