2021-2022学年山东省邹城市第二中学高二上学期12月月考物理试题（Word版）

山东省邹城市第二中学2021-2022学年高二上学期12月月考物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题

1．关于物体的动量和冲量，下列说法不正确的是（　　）

A．物体所受合外力的冲量越大，它的动量也越大

B．物体所受合外力的冲量不为零，它的动量一定要改变

C．物体的动量增量的方向，就是它所受合外力的冲量的方向

D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快

2．一枚在空中飞行的火箭在某时刻的速度为，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块（如图所示），其中质量为的后部分箭体以速率沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则质量为前部分箭体速率为（　　）

A． B． C． D．

3．如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通电源后，让小车A做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点的距离标在图上。若小车A的质量为0.4kg，小车B的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰后两小车的总动量是（　　）

A．   B．   C． D．

4．如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O'点钉一个光滑钉子，使OO'= ，将单摆拉至A处由静止释放，小球将在A、B、C间来回摆动，若摆动中摆线与竖直方向的夹角小于5°，则此单摆的周期为（　　）

A．                         B．

C． D．

5．如图所示，滑块P套在固定的光滑横杆上，小球Q通过轻质细绳与滑块相连，将小球从图示位置释放，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒

B．滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒

C．滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒

D．滑块和小球组成的系统动量不守恒，机械能不守恒

6．2020年东京奥运会上，中国小将全红婵在10米跳台上惊艳了跳水界，既展示了奥运精神，也维护了我们国家跳水队“梦之队”的荣誉。在该赛事的某次比赛中，全程可以简化为：全红婵在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后在水中做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．全红婵在空中运动阶段，其动量变化量大于重力的冲量

B．全红婵从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量

C．全红婵从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量

D．全红婵从开始下落到速度减为零的过程中，其合外力的冲量等于零

7．一辆总质量M（含人和沙包）的雪橇在水平光滑冰面上以速度v匀速行驶。雪橇上的人每次以相同的速度3v（对地速度）向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包。抛出第一个沙包后，车速减为原来的。下列说法正确的是（　　）

A．每次抛出沙包前后，人的动量守恒

B．雪橇有可能与拋出的沙包发生碰撞

C．雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M：m=12：1

D．拋出第四个沙包后雪橇会后退

8．如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　）

A．在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒

B．小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度

C．小球从滑人轨道至圆弧轨道的最低点时，车的位移大小为

D．小球从滑人轨道至圆弧轨道的最低点时，小球的位移大小为

二、多选题

9．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（　　）

A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振

B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 Hz

C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D．一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个

10．对物理概念和物理规律的正确理解是学好物理的关键，下列表述正确的是（　　）

A．一个机械能守恒的系统动量一定守恒

B．一个动量守恒的系统机械能可能不守恒

C．一个物体在某过程中动能不变，那么这个过程中动量也不变

D．一个物体在某过程中动量不变，那么这个过程中动能也不变

11．如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量，B的质量.滑块B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自由伸长状态。现使滑块A以速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限度），直至分开。则（    ）

A．物块A的加速度一直在减小，物块B的加速度一直在增大

B．作用过程中弹簧的最大弹性势能

C．滑块A的最小动能为，滑块B的最大动能为

D．若滑块A的质量，B的质量，滑块A的最小动能为，滑块B的最大动能为

12．如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A，B质量均为，在水平恒力作用下以速度做匀速运动。在时轻绳断开，A在作用下继续前进，则下列说法正确的是（　　）

A．至时间内，A、B的总动量守恒

B．至时间内，A、B的总动量守恒

C．时，A的动量为

D．时，A的动量为

第II卷（非选择题）

三、实验题

13．为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。

①用天平测出两小球的质量（分别为和，且）；

②按图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球从斜糟顶端P处由静止释放，记下小球在竖直挡板上的撞击位置O；

③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球在碰撞前后均能撞击固定竖直挡板；

④先不放小球，让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球撞击竖直挡板的位置；

⑤将小球放在斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，与发生碰撞，分别记下小球和撞击竖直挡板的位置；

⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为、、。

根据该实验小组的测量，回答下列问题：

（1）小球与发生碰撞后，撞击的是图中的_______点，撞击的是图中的_______点（填字时A、B、C）。

（2）只要满足关系式___________（用、、、、表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测得，则___________。

14．用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。

（1）组装单摆时，应在下列器材中选用___________（选填选项前的字母）；

A．长度为20 cm左右的细线

B．长度为1 m左右的细线

C．直径为1cm的钢球

D．直径为1 cm的塑料球

（2）实验中为测量单摆的周期，将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5º），然后释放摆球，从摆球运动到___________处（选填“平衡位置”或“释放位置”）开始计时；

（3）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=___________（用L、n、t表示）；

（4）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理，

请计算出第3组实验中的g=___________ m/s2（π=3.14，结果保留三位有效数字）；

（5）用多组实验数据作出T2-L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是___________（选填选项前的字母）；　

A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值

B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次

C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L

四、解答题

15．弹簧振子以点为平衡位置在、两点间做简谐运动，、之间的距离为。某时刻，振子从、间的点以速度向点运动，经振子速度第一次变为，再经过振子速度第二次变为，求：

（1）弹簧振子振动的振幅和周期；

（2）振子在点时相对平衡位置的位移大小。

16．有一弹簧振子在水平方向上的C、D之间做简谐运动，已知C、D间的距离为20cm，振子在3s内完成了15次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t＝0），经过周期振子有正向最大加速度。

（1）写出振子的振动方程。

（2）在图中做出该振子的位移—时间图像；

17．如图甲所示，一质量M=4 kg的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和动摩擦因数μ=0.2的水平粗糙轨道CD组成，BC与CD相切于C， 圆弧轨道BC的半径R=2.75 m，圆弧所对圆心角θ=37°。一质量m=1 kg的小物块从某一高度处的A点以υ0的速度水平抛出，恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道，A、B两点间的水平距离x=1.2 m，小物块最后没有从小车上掉落。取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，忽略空气阻力。求:

（1）小物块的初速度υ0；

（2）水平轨道CD的最小长度。

18．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为0.8kg的小车C，车上固定一处于自然长度的轻质弹簧，弹簧左端此时正好位于小车表面P点上方，小车表面P点左边粗糙，右边光滑，且P点与小车左端距离。小车左端还放置一可看成质点的小滑块B，其质量为1.2kg，整个装置处于静止状态。现有长为的细线系着一个质量为0.4kg的小球A悬挂于O点，将小球拉至与竖直方向成角的位置从静止开始释放，小球摆到最低点时，刚好能与小滑块B相碰（相碰时间极短），相碰后小球A反弹的速度大小为碰撞前的一半。已知滑块B于车表面P点左侧的动摩擦因数，重力加速度g取。问：

（1）A、B碰后滑块B的速度大小为多少？

（2）弹簧具有的最大弹性势能为多少？

（3）通过计算判断滑块B会不会从小车左端滑落，如果不会，则滑块B最终相对C静止在C表面上的何处？

2021-2022学年度高中物理12份月考试卷

参考答案

1．A

2．D

火箭在爆炸分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，由动量守恒定律可得

解得故选D。

3．A

碰撞后两车做匀速直线运动，相邻两点迹间的距离应该相等，故应该使用DE段计算碰后速度

碰后两小车的总动量故选A。

4．C

根据单摆的周期公式

可得此单摆的周期为故选C。

5．C

6．D

A．全红婵在空中运动阶段，只受重力作用，根据动量定理可知，其动量变化量等于重力的冲量，选项A错误；

B．全红婵从刚进入水中到速度减为零的过程中，根据动量定理

其重力的冲量小于水的作用力的冲量，选项B错误；

C．全红婵从开始下落到速度减为零的过程中，根据动量定理可知，其动量的改变量等于水的作用力的冲量与重力的冲量的矢量之和，选项C错误；

D．全红婵从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的变化量为零，则合外力的冲量等于零，选项D正确。故选D。

7．D

A．每次抛出沙包前后，雪橇、和抛出的沙包总动量守恒，故A错误；

B．抛出沙包后，雪橇的速度不会超过v，不可能再与抛出的沙包发生碰撞，故B错误；

C．规定雪橇的初速度方向为正方向，对抛出第一个沙包前后，根据动量守恒定律有

得故C错误；

D．抛出第四个沙包后雪橇速度为，由全过程动量守恒得

将代入得故D正确。故选D。

8．D

A．小球与小车组成的系统仅在水平方向不受外力，即只是水平方向系统动量守恒，故A错误；

B．因为系统水平方向总动量保持为零，则小球由B点离开小车时小车速度为零，小球竖直上跑，由机械能守恒定律知小球从小车的B点冲出后，能上升到刚释放时的高度，故B错误；

CD．由人船模型结论可得：车的位移

小球的位移故D正确，C错误。故选D。

9．BCD

A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；

B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；

C．由共振的定义可知，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，C正确；

D．根据共振图像可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，D正确。故选BCD。

10．BD

A．只有重力（或弹簧的弹力）做功的系统机械能守恒，合外力为零的系统动量守恒，如物体自由下落，机械能守恒，但动量不守恒，故一个机械能守恒的系统动量不一定守恒，A错误；

B．一个动量守恒的系统机械能可能不守恒，如完全非弹性碰撞动量守恒，机械能减少，B正确；

C．物体的动能、动量的表达式为，

一个物体在某过程中质量、速度大小不变，但速度方向改变，该物体动能不变，但动量改变，C错误；

D．一个物体在某过程中动量不变，即质量、速度不变，那么这个过程中动能也不变，D正确。故选BD

11．BD

A．弹簧的弹力先增大后减小，两个物块受到的合外力都等于弹簧的弹力，则两个物块的加速度都先增大后减小，故A错误；

B．当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A和B的速度相同。选取向右为正方向，根据动量守恒定律

解得

根据机械能守恒定律，知弹簧的最大弹性势能等于滑块A、B损失的动能，为：

解得故B正确；

C．当A、B分离时，滑块B的速度最大，由动量守恒和能量守恒定律得      

由以上两式得       

所以滑块A的最小动能为

滑块B的最大动能为故C错误。

D．若滑块A的质量，B的质量，同理可得，当A、B分离时，A、B的速度分别为    

滑块A的最小动能为

滑块B的最大动能为故D正确。故选BD。

12．ACD

A．设A、B受到的滑动摩擦力都为f，断开前两物体做匀速直线运动，根据平衡条件得

设B经过时间t速度为零，对B由动量定理得

解得

由此可知，在剪断细线前，两木块在水平地面上向右做匀速直线运动，以AB为系统，绳子的属于系统的内力，系统所受合力为零；在剪断细线后，在B停止运动以前，两物体受到的摩擦力不变，两木块组成的系统的合力仍为零，则系统的总动量守恒，故在至的时间内A、B的总动量守恒，故A正确；

B．在后，B停止运动，A做匀加速直线运动，故两木块组成的系统的合力不为零，故A、B的总动量不守恒，故B错误；

C．当时，对A由动量定理得

代入，解得故C正确；

D．当时，对A由动量定理得

代入，解得故D正确。故选ACD。

13．C    A        3   

（1）[1][2]小球离开斜槽后做平抛运动，设斜槽末端到竖直挡板的水平距离为d，小球打到竖直挡板的运动时间为

小球做平抛运动的初速度v越大，小球做平抛运动的时间t越小，小球在竖直方向的位移

越小，由图示可知，A是碰撞后被碰球的落点位置，B是碰撞前入射球的落点位置，C是碰撞后入射球的落点位置；

（2）[3][4]小球做平抛运动的时间为

小球做平抛运动的初速度为

碰撞前后入射球做平抛运动的初速度为

碰撞后被碰球的初速度为

碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

整理得

若测得

可得碰撞后被碰小球下落时间、碰撞前入射小球下落的时间、碰撞后入射小球下落的时间之比为，则它们做平抛运动的初速度大小为，即

代入

解得

14．BC    平衡位置        9.76    AC   

(1)[1] AB．为了便于观察和计时，所以选择长度为1m左右的细线，故A错误，B正确；

CD．为了减小空气阻力的影响，应选择密度较大的钢球，故C正确，D错误。

故选BC。

(2)[2]平衡位置时小球速度较大，计时误差小，所以应从平衡位置开始计时。

(3)[3]由题可知，单摆的周期为

由单摆周期公式

解得，重力加速度

(4)[4]根据表中数据计算

(5)[5]A．由单摆周期公式

解得

T2-L图像的斜率

图线c的斜率比b的大，所以图线c对应的g值小于图线b对应的g值，故A正确；

B．误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故B错误；

CD．图线a说明当T为零时L不为零，所测摆长偏大，原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，故C正确，D错误。

故选AC。

15．（1），；（2）

（1）由题意可知，振幅为A=15cm

根据弹簧振子简谐运动的对称性可得

解得

（2）从平衡位置开始计时，则

角速度为

则

根据题意，可知从O到P运动的时间t=0.3s，则振子在点时相对平衡位置的位移大小

16．（1）cm；（2）

（1）振幅A＝10cm，周期T＝0.2s，

设振动方程为

当t＝0时，y＝0，则得或

当经过周期振子有正向最大加速度，y为负值，所以

所以振动方程为cm

（2）振子在周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移，其位移—时间图像如图所示。

17．（1）4 m/s；（2）7.2 m

（1）由平抛运动的规律得

tan θ=　

x=v0t　

解得v0=4 m/s　

（2）物块进入圆弧轨道在B点时的速度vB=5 m/s　

由机械能守恒定律得mgR(1-cos 37°)+m=　

物块在小车上CD段滑动过程中，由动量守恒定律得 mvC=(M+m)v　

由功能关系得fL=-(M+m)v2　

解得CD的最小长度L=7.2 m

18．（1）1m/s；是弹性碰撞；（2）0.06J；（3）不会滑落，相对静止于P点左侧0.05m处

（1）小球下摆过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得

解得

小球与木块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

解得

（2）弹簧弹性势能最大时木块与小车速度相等，木块与小车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

解得

由能量守恒定律得

解得

（3）由能量关系    

滑块B最终相对C静止在C表面上P点左侧0.05m处