2021-2022学年河南省新乡市河南师范大学附属中学高二（下）3月月考物理试题含解析

这是一份2021-2022学年河南省新乡市河南师范大学附属中学高二（下）3月月考物理试题含解析
2021-2022学年河南师大附中下学期高二3月月考物理一、单选题（每题4分，共40分）1. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　）A. 小球在O位置时，动能最大，加速度最大B. 小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功C. 小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大D. 小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小【答案】C【解析】【详解】AC．振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，恢复力为零，加速度为零，在A、B位置时，速度为零，动能最小，势能最大，位移最大，恢复力最大，加速度最大，A错误，C正确；BD．由于恢复力指向平衡位置，所以振子从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即振动的能量保持不变，BD错误。故选C。2. 如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）A. a、b、c单摆的固有周期关系为Ta＝Tc＜TbB. b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C. 达到稳定时b摆的振幅最大D. 由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．由单摆周期公式因为知固有周期关系为A正确；BC．因为所以c摆共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅最小， C错误B正确；D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故Tb等于t0，D错误。故选AB。3. 如图所示，小球A的质量为，动量大小为，小球A在光滑水平面上向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为，方向水平向右，则（　　）A. 碰后小球B的动量大小为B. 碰后小球B的动量大小为C. 小球B的质量为D. 小球B的质量为【答案】A【解析】【详解】AB．规定向右为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有解得A正确，B错误；CD．由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故解得CD错误。故选A。4. 竖直向上发射一物体（不计空气阻力），在物体上升的某一时刻突然炸裂为a、b两块，质量较小的a块速度方向与物体原来的速度方向相反，则（　　）A. 炸裂后瞬间，a块的速度一定比原来物体的速度小B. 炸裂后瞬间，b块的速度方向一定与原来物体的速度方向相同C. 炸裂后瞬间，b块的速度一定比原来物体的速度小D. 炸裂过程中，b块的动量变化量大小一定小于a块的动量变化量大小【答案】B【解析】【分析】【详解】ABC.在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒，炸裂后瞬间a块的速度大小不能确定，以竖直向上为正方向，根据动量守恒定律有（ma＋mb）v0＝ma（－va）＋mbvb解得vb＝>v0b块的速度方向一定与原来物体的速度方向相同，故AC错误；B正确；D.由动量守恒可知，炸裂过程中，b块的动量变化量大小一定等于a块的动量变化量大小，故D错误。故选B。5. 如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A. t=0.8s，振子的速度方向向左B. t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小【答案】A【解析】【详解】A．由图可知时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左，A正确；B．振动周期，振幅，由图像函数可知，当时，振子在O点右侧处，B错误；C．由图像可知和，振子分别在B、A两点，加速度大小相同，方向相反，C错误；D．到的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大，D错误；故选A。6. 质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ）A. 0.6 m/s，向左 B. 3 m/s，向左C. 0.6 m/s，向右 D. 3 m/s，向右【答案】A【解析】【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有0＝-m甲v甲＋m乙v乙＋mv代入数据解得v＝-0.6 m/s负号说明小船的速度方向向左；故选A．7. 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法不正确的是（　　）A. 甲摆振幅比乙摆大，甲的摆长大于乙的摆长B. 甲摆的周期等于乙摆的周期C. 在时甲摆正经过平衡位置向x轴负方向运动D. 在时乙的速率大于甲的速率【答案】A【解析】【详解】AB.由图可知甲的振幅为10cm，乙的振幅为7cm，所以甲摆的振幅比乙摆大，再根据单摆周期公式由振动图像知甲和乙的周期相等均为2s，所以甲的摆长等于乙的摆长，故A错误，B正确；C．由振动图像知在时甲摆正经过平衡位置向x轴负方向运动，故C正确；D．由振动图像知在时甲离平衡位置最远，振动速度为零，而乙在平衡位置，速度最大，所以乙的速率大于甲的速率，故D错误。本题选错误的，故选A。8. 原来静止物体受合外力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（　　）A. 0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0时间内的动量变化相同B. 0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率不等C. t=2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零D. 2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零【答案】C【解析】【详解】AC．0~t0与t0~2t0时间内合外力对物体的冲量大小相同、方向相反，则外力在2t0时间内对物体的冲量为零，又根据动量定理可知0~t0与t0~2t0时间内物体动量变化量大小相等、方向相反，即0~2t0时间内物体动量的变化量为零，则t=2t0时物体的速度为零，故A错误，C正确；B．物体由静止开始做匀加速运动，在t0时刻速度达到最大，之后开始做匀减速运动，并在2t0时刻速度减为零，根据匀变速直线运动的特点可知0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率相等，故B错误；D．2t0时间内物体的位移不为零，根据动能定理可知外力对物体做功为零，故D错误。故选C。9. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）A. 动量守恒，机械能不守恒B. 动量不守恒，机械能守恒C. 动量守恒，机械能守恒D. 无法判定动量、机械能是否守恒【答案】A【解析】【分析】【详解】子弹水平射入置于光滑水平面上的木块，并留在其中的过程中系统所受外力之和为零，动量守恒；在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中除弹簧弹力做功外还有摩擦力做功，有内能产生，系统机械能不守恒。故选A。10. 如图所示，质量为m的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为m的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向进入轨道，则当小球再次从轨道的右端离开轨道后，将作（　　）A. 向左的平抛运动 B. 向右的平抛运动C. 自由落体运动 D. 无法确定【答案】C【解析】【详解】球和小车水平方向不受外力，系统动量守恒，设小球脱离小车时的速度为 ，故系统机械能也守恒，故联立解得故小球再次从轨道的右端离开轨道后，将作自由落体运动，故C正确，ABD错误。故选C。二、多选题（每题4分，少选2分，共24分）11. 在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧（不栓接），如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看成一个系统，下列说法中正确的是（　　）A. 两手同时放开后，系统总动量始终为零B. 先放开左手，后放开右手，总动量向左C. 先放开左手，再放开右手后，动量不守恒D. 无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零【答案】ABD【解析】【详解】A．两手同时放开，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，A正确；B．先放开左手，再放开右手，放开左手后系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，B正确；C．先放开左手，再放开右手后，两车与弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，C错误；D．无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，D正确。故选ABD。12. 关于共振的防止和利用，应做到（　　）A. 利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率B. 防止共振危害时，应尽量使驱动力频率接近或等于振动物体的固有频率C. 利用共振时，应使驱动力的频率大于或小于振动物体的固有频率D. 防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率【答案】AD【解析】【详解】AC．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以利用共振时，驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率，A正确，C错误；BD．受迫振动的频率等于驱动力的频率，防止共振危害时，应尽量使驱动力频率远离振动物体的固有频率，B错误，D正确。故选AD。13. 如图所示，弹簧振子在、之间做简谐运动。以平衡位置为原点，建立轴，以向右为轴正方向。若振子的位移方向为负，下列说法正确的是（　　）A. 振子的速度方向一定为负 B. 振子的加速度方向一定为正C. 振子一定在平衡位置的左侧 D. 振子的速度一定减小【答案】BC【解析】【详解】若振子的位移方向为负，则振子一定在平衡位置的左侧，振子的加速度方向一定为正，振子的速度方向可能沿正方向，且不断增大，故AD错误，BC正确。故选BC14. “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（　　）A. 绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B. 绳对人的拉力始终做负功，人的动能先增大后减小C. 绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D. 人在最低点时，绳对人的拉力大于人所受的重力【答案】ABD【解析】【分析】【详解】从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时）速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力．绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功．故选项ABD正确，选项C错误。故选ABD。15. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　）A. 运动的物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B. 如果物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变C. 物体的动量发生改变，则合外力一定对物体做了功D. 物体的动能发生改变，其动量一定发生改变【答案】AD【解析】【详解】A．动量具有瞬时性，任意时刻物体得动量方向，即为该时刻物体速度的方向，A正确；B．动量是矢量，只要速度方向发生改变，动量也发生变化，B错误；C．当物体速度的方向改变而大小未变时，动量也发生了改变，但合外力对物体没有做功，C错误；D．物体的动能发生改变，则其速度大小一定发生了改变，则动量一定改变，D正确。故选AD。16. 疫情期间，居家隔离时各种家庭游戏轮番上演，小明家举行餐桌“冰壶”比赛。如图所示，选取两个质量不同的易拉罐，把易拉罐B放在离餐桌左侧中心五分之一处，将易拉罐A从左侧桌边中心以某一初速度快速推出，两易拉罐沿纵向发生弹性碰撞，最终两易拉罐都恰好停在桌边。若已知餐桌长为L，易拉罐与桌面间的动摩擦因数为μ，以下说法正确的是（　　）A. 两个易拉罐质量之比B. 全过程两个易拉罐与桌面间因摩擦产生的内能之比C. 易拉罐A的初速度为D. 碰后两个易拉罐在桌面上运动的时间之比【答案】BC【解析】【详解】A．设易拉罐A与B碰撞前的速度为v1，碰撞后两易拉罐的速度分别为和，碰撞过程中易拉罐A和易拉罐B组成的系统动量守恒、能量守恒，有两易拉罐都恰好停在桌边，根据能量守恒有联立解得即故A错误；B．全过程易拉罐A与桌面间因摩擦产生的内能易拉罐B与桌面间因摩擦产生的内能则故B正确；C．设易拉罐A的初速度为，由速度位移公式解得解得故C正确；D．碰后易拉罐在桌面上运动的时间则碰后两个易拉罐在桌面上运动时间之比故D错误。故选BC。三、解答题17. 如图所示，木块质量m=0.4kg，它以速度v0=5m/s水平地滑上一辆长为L静止的平板小车，已知小车质量M=1.6kg，木块与小车间的动摩擦因数为μ=0.4，木块恰好没有滑离小车，地面光滑，g取10m/s2，求：（1）木块相对小车静止时小车的速度；（2）小车的长度L。【答案】（1）1m/s ；（2）2.5m【解析】【分析】【详解】（1）以木块和小车为研究对象，以木块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得mv0=（M+m）v代入数据解得v=1m/s（2）由能量守恒定律得μmgL=mv02-(M+m)v2解得L=2.5m18. 一质量为的烟花弹获得动能后，从地面处竖直升空，当烟花弹上升的速度为0时，弹中火药爆炸将烟花弹沿水平方向炸为两部分，质量之比为，两部分获得的动能之和也为。爆炸时间极短，重力加速度大小为，不计空气阻力和火药的质量，求：(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；(2)爆炸后烟花弹的两部分经过一段时间落到地面，求落地点间的距离。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)烟花的初动能竖直上抛过程所用时间联立可得。(2)爆炸瞬间，两部分的速度分别为v1，v2，水平方向由动量守恒可得mv1-mv2=0由能量守恒可得之后做平抛运动，竖直方向自由下落，下落时间与上升时间t相同，水平方向匀速运动，两部分的位移分别为落地点间距离为联立可解得。19. 如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着 A、B 两物块，mA=0.1kg, mB=0.5kg，弹簧伸长 15cm，若剪断 A、B 间的细绳，A 做简谐振动，g 取10m/s2，求：（1）物块 A 做简谐运动的振幅是多少；（2）物块 A 在最高点时弹簧的弹力。【答案】（1） A  12.5cm；（2） F’弹  4N ；方向竖直向下【解析】【详解】(1) 由两球静止时的力平衡条件，由kx=（mA+mB）g代入数据解得k=40N/m剪断A、B间细线后，A球通过平衡位置时弹簧的伸长量为则振幅为A=x-xA=15cm-2.5cm=12.5cm(2) 振动中A球的最大加速度为A球在最高点的加速度的方向向下，重力与弹簧的弹力一起提供加速度，所以F+mAg=mAamax代入数据得F=4N方向竖直向下.