2022~2023学年度第二学期高二年级4月份月考
物理
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第一至三章。
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．下表中给出的是做机械振动的物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动周期．则下列选项中正确的是（ ）
项目
甲 零 正向最大 零 负向最大 零
乙 零 负向最大 零 正向最大 零
丙 正向最大 零 负向最大 零 正向最大
丁 负向最大 零 正向最大 零 负向最大
A．若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v B．若乙表示位移x，则甲表示相应的速度v
C．若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v D．若丁表示位移x，则丙表示相应的速度v
2．沿x轴正方向传播的一列横波时刻的波形如图所示，其波速为200m/s，下列说法正确的是（ ）
A．从时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置
B．从时刻开始,经质点a通过的路程为
C．从时刻开始，经质点a沿x轴正方向传播了2m
D．若该波传播过程中遇到宽约3m的障碍物，能发生明显的衍射现象
3．一只小船质量为M，船上人的质量为m．船原来以速度行驶，当船上的人以相对地面的水平速度与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，物体振动到最高点时，弹簧正好为原长．则在振动过程中（ ）
A．物体的最大动能应等于
B．弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变
C．弹簧的最大弹性势能等于
D．物体在最低点时的弹力大小应小于
5．“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆．假设万户及其所携设备（火箭、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C．喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为
D．在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒
6．我国长征3号甲火箭在起飞阶段，通过发动机喷射气体而获得的反冲力约为火箭总重量的2倍左右．设某次发射时，火箭的总质量为m，火箭发动机喷出的燃气的横截面积为S，燃气的密度为，重力加速度为g．极短时间内喷出的燃气的质量和火箭质量相比可以忽略，则喷出的燃气的速度大小约为（ ）
A． B． C． D．
7．一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则（ ）
A．由Q振源产生的波先到达弹簧振子处
B．两列波可能形成干涉
C．由Q振源产生的波的波速较接近4m/s
D．绳上不会出现振动位移大小为2A的点
8．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，时的波形如图（a）所示，处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
图（a） 图（b）
A． B． C． D．
9．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（ ）
A．只有A、C振动周期相等 B．C的振幅比B的振幅小
C．C的振幅比B的振幅大 D．A、B、C的振动周期相等
10．如图所示，带有四分之一光滑圆弧轨道的物块A和滑块B、C均静止在光滑水平地面上，物块A的末端与水平地面相切．一滑块D从物块A的圆弧轨道的最高点由静止释放，滑块D滑到水平地面后与滑块B碰撞并粘在一起向前运动，再与滑块C碰撞又与C粘在一起向前运动．已知物块A和三个滑块的质量均为m，物块A的圆弧轨道半径为R，重力加速度大小为g．滑块B、C、D均可视为质点，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块D在圆弧轨道上滑动的过程中对物块A做的功为0
B．与滑块B碰撞前瞬间，滑块D的速度大小为
C．滑块D与滑块B碰撞过程中损失的机械能为
D．滑块B与滑块C碰撞后的速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11．（8分）用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验．
（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的________（填字母）．
A．长约1m的细线 B．长约1m的橡皮绳
C．直径约2cm的均匀铁球 D．直径约2cm的均匀木球
（2）用秒表测量单摆的周期．当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1，单摆每经过最低点计一次数，当数到n时停表，秒表的示数为t，该单摆的周期是________．
（3）某同学测量出多组周期T、摆线长l的数值后，画出图线如图所示，此图线斜率为k，纵轴上截距为a，则重力加速度为________，小球半径为________．
（4）测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________．
A．开始摆动时振幅较小
B．小球的质量m较大
C．开始计时时，过早按下秒表
D．测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为次全振动的时间
12．（8分）在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律．
（1）实验中必须要求的条件是________（填选项前的字母）．
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复．空气阻力忽略不计．接下来要完成的必要步骤是________（填选项前的字母）．
A．测量两个小球的质量、
B．测量入射小球开始释放时的高度h
C．测量抛出点距地面高度H
D．分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为________；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为________．（用上一问中测量的量表示）
三、计算题（本题共3小题，共计38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．（10分）如图所示，竖直放置的轻弹簧劲度系数为k，下端固定在水平面上，上端与质量为m可视为质点的小球相连，开始时弹簧处于原长．现将小球从弹簧上端由静止开始释放，在竖直方向上做简谐运动，其周期为．已知重力加速度为g，不计弹簧质量和一切阻力，取竖直向下为正，开始运动时刻为0时刻，求：
（1）小球处于平衡位置时弹簧的形变量及简谐运动的振幅A；
（2）小球简谐运动位移随时间变化的表达式；
（3）小球运动到最低点时弹簧的弹力．
14．（10分）一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点（且a更靠近坐标原点），如图甲所示，时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m．求：
甲 乙
（1）处在平衡位置的b质点从开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；
（2）该简谐横波的波长和波速．
15．（18分）如图所示，用轻弹簧连接的两小物块A、B静置在光滑水平面上，小物块B左侧有一竖直挡板．一条不可伸长的轻质细线一端系一小球P，另一端悬于小物块C正上方O点．今将小球拉至悬线与水平位置成角且细线恰好伸直，由静止释放，小球到达最低点时与小物块C碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，碰后小物块C向左运动与小物块A发生弹性碰撞．已知A、B、C、P的质量分别是,,,绳长，弹簧始终在弹性限度内，小物块A、B、C、P均视为质点，重力加速度大小g取．求：
（1）小球运动到最低点与小物块碰前的速度大小；
（2）小球运动到最低点与小物块碰前对轻质细绳的拉力大小；
（3）小物块B离开墙壁前、后弹簧的最大弹性势能；
（4）小物块B离开墙壁后的最大速度．
2022~2023学年度第二学期高二年级4月份月考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．A 2．D 3．D 4．C
5．B 6．C 7．C 8．AB
9．CD 10．BC
11．（1）AC（2分）（2）（2分）（3）（2分）（1分）（4）C（1分）
解析：（1）实验中摆线的长度应保持不变，而橡皮筋的长度会发生变化，所以选项A正确、B错误．摆球应选质量大、体积小的物体，所以选项C正确、D错误．故选AC．
（2）摆球的摆动次为,所以周期为．
（3）设摆球的半径为r，根据单摆的周期公式,得,
所以有,得；小球半径为．
（4）只要摆角符合要求，振幅对周期没有影响，选项A错误；小球的质量m大小对周期没有影响，选项B错误；开始计时时，过早按下秒表，测得的周期偏大，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏小，选项C正确；测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为次全振动的时间，测得的周期偏小，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏大，选项D错误．
12．（1）B（2分）（2）ADE（2分）（3）（2分）（2分）
解析：（1）本实验要求入射球碰撞前的速度保持相同，斜槽轨道并不需要光滑，故A错误；斜槽轨道末端的切线必须水平，保证小球可以做平抛运动，故B正确；入射球和被碰球需要发生正碰，但并不要求质量相等，故C错误．
（2）本实验验证动量守恒定律，即验证,根据平抛运动规律有,,联立得,则x与v成正比,故当成立时即可验证动量守恒定律．因此需要用天平测量两个小球的质量、，分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON．
（3）根据以上分析可知，验证动量守恒的验证式是．若碰撞是弹性碰撞，根据能量守恒有,代入可得．
13．解：（1）小球处于平衡位置时，弹簧形变量（2分）
小球做简谐运动的振幅（1分）
（2）规定竖直向下为正方向，由题可知，开始时刻小球的位移为负向最大，则（2分）
又（1分）
解得（1分）
（3）由简谐运动的对称性可知，最低点小球的加速度，方向向上（1分）
由牛顿第二定律得（1分）
解得（1分）
14．解：（1）由题意知a点振动了（1分）
则a质点通过的路程为（1分）
（2）若波沿x轴正方向传播有,（2分）
联立得（1分）
（1分）
若波沿x轴负方向传播有,（2分）
联立得（1分）
（1分）
15．解：（1）因开始时轻质细线与水平方向的夹角为，则小球P自由下落R时，轻绳刚好再次伸直，设此时P的速度为，根据自由落体运动规律，可得（1分）
轻质细线伸直后瞬间小球P速度为（1分）
小球P与小物块C碰前瞬间，设小球P的速度大小为，从轻质细线刚好再次伸直到小球P运动到最低点的过程中，由动能定理得（1分）
联立解得小球P运动到最低点与小物块碰前的速度大小（1分）
（2）设小球运动到最低点与小物块碰前对轻质细绳拉力大小为
根据牛顿第二定律可知：（1分）
解得（1分）
根据牛顿第三定律可知：小球运动到最低点时对轻质细线拉力大小为35N（1分）
（3）小球与小物块进行弹性碰撞，质量又相等，二者交换速度，
C与A碰前速度为,根据弹性碰撞可知，以C的初速度方向为正方向
（1分）
（1分）
碰后速度为,（1分）
物块B离开墙壁前，弹性势能最大（1分）
物块B离开墙壁后，当AB共速时弹性势能最大
,（1分）
（2分）
（4）物块B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，弹簧原长时，B速度最大
（1分）
（1分）
物块B离开墙壁后的最大速度（2分）
