天津市蓟州区2022-2023高二下学期3月月考物理试题（含解析）考试试卷

蓟州区2022-2023学年高二下学期3月月考物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题 每题5分
1．一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体喷出时速度大小为v1，则喷出气体后航天器的速度大小v2为（ ）
A． B． C． D．
2．下列关于机械振动的有关说法不正确的是（　　）
A．简谐运动的回复力是按效果命名的力
B．振动图像描述的是振动质点的轨迹
C．受迫振动的频率等于驱动力的频率
D．当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时，振幅最大
3．如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将 ( )
A．车先向左运动后又静止 B．一直向左运动
C．保持静止 D．一直向右运动
4．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
5．“蹦极”是一项刺激的极限运动，一个重为F0的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处跳下，测得弹性绳的弹力F的大小随时间t的变化图像如图所示。若将蹦极过程视为在竖直方向上的运动，且空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）
A．t1~t2时间内运动员处于超重状态
B．t3时刻运动员的速度最大
C．t1~t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小相等
D．t1~t5时间内运动员的机械能先减小后增大
6．有一摆长为L的单摆，其悬点正下方某处有一小钉，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M运动到左边最高点N的频闪照片如图所示（悬点与小钉未被摄入）。P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为（　　）
A． B． C． D．无法确定
二、多选题 每题5分选不全得3分
7．如图所示为弹簧振子P在0~4s内的振动图象，从t＝0开始（　　）
A．再过1s，该振子的位移是正方向最大
B．再过1s，该振子的速度方向沿正方向
C．再过1s，该振子的加速度方向沿正方向
D．再过1s，该振子的加速度最大
8．如图，传送带保持的速度顺时针运行。现将一质量的小物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数，、的间距为，取重力加速度。小物体从点运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小物体动量的增加量为
B．传送带对小物体的冲量为
C．小物体和传送带间因摩擦而产生的热量为
D．传送带由于运送小物体多消耗的电能为
9．如图所示，是固定于竖直平面内的光滑圆轨道，圆心O在S的正上方，与P点在同一水平线上。在O和P两点处各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b由静止沿圆弧轨道下滑。以下说法正确的是（　　）
A．在S点的动量相同
B．在S点的动量不相同
C．由静止到S点的过程重力的冲量相同
D．由静止到S点的过程合外力的冲量大小相等
第II卷（非选择题）
三、实验题每空3分
10．“用单摆测量重力加速度的大小”实验中：
（1）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图1所示，则d=___________mm。
（2）释放摆球，摆动稳定后，从最低点开始计时，此后摆球每次经过最低点依次计数，当数到第60次时停表。此时秒表如图2所示，其读数为___________s，该单摆的周期为T=___________s。
（3）若测量值小于真实值，可能原因是___________。
A．少计了摆球经过最低点的次数
B．开始计时，启动秒表滞后
C．测量悬点到小球顶点的距离作为摆长
D．测量摆线长和球的直径之和作为摆长
11．某学习小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。操作如下：
①将钢球a用轻质细线悬挂于O点，测得摆线长为L。
②将钢球b放在离地面高度为H的支柱上。
③将a球拉至悬线与竖直线夹角为α处，由静止释放后摆到最低点时恰与b球发生弹性碰撞，碰撞后a球把轻质指示针（图中未画出）推移到与竖直线夹角为β处，b球水平抛出后落到地面上，测出b球的水平位移s，当地重力加速度为g。
（1）要使如图所示的实验能完成：b球的质量应_________a球的质量（填“大于”、“小于”或“等于”）；测得小球的直径如上图所示，小球直径_________mm。
（2）碰后b球的速度_________（用s、g、H表示）；
（3）多次实验，学习小组发现该碰撞过程中不仅动量守恒，机械能也守恒。若已知，作出的关系图线，则该直线斜率的理论值应为_________。
解答题（12题15分，13题16分）
12．如图所示，一弧形轨道与足够长的水平轨道平滑连接，水平轨道上静止一小球B，从弧形轨道上距离水平轨道高h处由静止释放一质量为m的小球A，A球沿轨道下滑后与B球发生弹性正碰，碰后A球被弹回，A球重新下滑到水平轨道后，与B球间的距离保持不变。所有接触面均光滑，重力加速度为g，求：
（1）B球的质量和碰撞结束时A球的速度大小；
（2）碰撞结束时A对B的冲量。
13．质量为mB＝2kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为mA＝6kg的物块A停在B的左端，质量为mC＝2kg的小球C用长为L＝0.8m的轻绳悬挂在固定点O。现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与A发生正碰，碰撞作用时间很短，C、A碰后，小球C向左反弹，反弹的速度大小为vC′＝2m/s，已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取g＝10m/s2。求：
（1）小球C与物块A碰撞前的速度vC大小；
（2）C和A碰后，A获得的速度vA大小；
（3）为使物块A不滑离木板B，木板B长度x至少多长？
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．A
【详解】设航天器的速度为正方向，根据动量守恒定律得：，解得：，BCD错误A正确
2．B
【详解】A．简谐运动的回复力是按效果命名的力，故A正确，不符合题意；
B．振动图像描述的是振动质点在不同时刻的位移，而不是其实际的运动轨迹，故B错误，符合题意；
C．物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故C正确，不符合题意；
D．当驱动力的频率等于受迫振动系统的固有频率时，发生共振，振幅达到最大，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向动量守恒．小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因系统动量守恒，小车要向左运动．当撞到橡皮泥时，小球和小车合为一体，速度相同，因开始时系统动量为零，则最后小车和小球都会静止，故选A.
4．C
【详解】AB．两球碰撞后A的速度不可能大于B的速度，故A、B均错误；
C．两球碰撞过程，系统不受外力，系统总动量守恒，根据能量守恒定律，碰撞后系统总动能应该小于或者等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为22 J，C选项碰后总动能为16.75 J，符合题意，故C正确；
D．D选项满足碰撞过程系统总动量守恒，但是碰后总动能为46.75 J，超出原有的总动能，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．t1～t2时间内弹力小于重力，运动员处于失重状态，A错误；
B．t3时刻绳的弹力最大，运动员位于最低点，速度等于零，B错误；
C．0～t1时间内绳的弹力等于零，运动员做自由落体运动，t1时刻绳恰好伸直，设此时运动员的速度为v，t3时刻绳的弹力最大，运动员位于最低点，速度等于零，t1~t3时间内根据动量定理得
t1~t3时间内运动员受到的弹力冲量和重力冲量大小不相等，C错误；
D．t1~t3时间内运动员向下运动，绳的弹力对运动员做负功，运动员的机械能减小；在t3~t5时间段运动运向上运动，弹力对运动员做正功，运动员的机械能增大，所以t1~t5时间内运动员的机械能先减小后增大，D正确。
故选D。
6．C
【详解】设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆长为L时单摆摆动的周期为
摆长为'时单摆摆动的周期为
所以
T1∶T2=2∶1
又因为
故可得
所以小钉与悬点间的距离为
故选C。
7．AD
【详解】A．由图知，周期T=4s，当再过1s时，则其位移是正方向最大，故A正确；
BCD．再过1s时，该质点位于正向最大位移处，速度为零，加速度为
为负方向最大，故BC错误，D正确；
故选AD。
8．ACD
【详解】A．物体与传送带相对滑动时，由牛顿第二定律可知
解得
设物体加速后速度达到传送带速度所需的时间为，根据可得
此过程中，物体的位移大小
则物块最后以的速度，匀速到点，小物体动量的增加量为
故A正确；
B．由A分析可知，根据可知，物块匀速运动的时间为
对物块，根据平衡条件可知，传送带对物块的支持力
根据可知，小物体从点运动到点的过程中，传送带对物块的支持力的冲量为
方向竖直向上，传送带对物块的摩擦力的冲量为
方向水平向右，则传送带对小物体的冲量为
故B错误；
C．物体加速后速度达到传送带速度时，传送带的位移为
小物体和传送带间因摩擦而产生的热量为
故C正确；
D．传送带由于运送小物体多消耗的电能为传送带克服摩擦力做功，即
故D正确。
故选ACD。
9．BD
【详解】AB．根据机械能守恒定律知，在S点的速度大小相等，方向不同，根据
知，动量的大小相等，但是方向不同，故A错误，B正确；
C．由机械能守恒定律知，在相同的高度时，两物块的速度大小相等，即速率相等。由于a的路程小于b的路程，故
即a比b先到达S点，可知由静止到S点的过程重力的冲量不同，故C错误；
D．合外力的冲量等于动量的变化量，两物块由静止到S点的过程，动量变化量的大小相等，则合外力冲量的大小相等，故D正确。
故选BD。
10． 18.4 67.5 2.25 AC（少选得2分）
【详解】(1)[1]由图读出
(2)[2] 秒表如图所示，其读数为
[3]单摆的周期为
(3)[4]根据单摆周期公式
其中，摆长
得
由上式可知若测量值小于真实值，可能的原因是少计了摆球经过最低点的次数、把悬点到小球顶点的距离作为摆长，或者提前启动秒表，故AC正确，BD错误。
故选AC。
11． 小于 9.204与9206之间
【详解】（1）[1] 实验中为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故b球的质量应小于a球的质量。
[2] 使用螺旋测微器测得小球的直径如上图所示，螺旋测微器读数规则：测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)，所以小球直径为
（2）[3] 碰后b球做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
由以上各式解得碰后b球的速度
（3）[4] 多次实验，学习小组发现该碰撞过程中不仅动量守恒，机械能也守恒，则满足
化简可得
若已知，设，则，根据动能定理可得a球拉至悬线与竖直线夹角为α处释放小球，当小球运动到最低点与b球碰撞前有
同理a球与b球碰撞后，运动至与竖直线夹角为β处，根据动能定理可得
综合以上各式化简可得
作出的关系图线，则该直线斜率的理论值应为
12．（1），；（2），方向水平向右
【详解】（1）A沿弧形轨道下滑到水平轨道的过程中，机械能守恒，有
3分
A与B碰撞的过程，取向右为正，根据动量守恒定律可得
3分
根据能量关系可得
3分
据题意有
1分
解得
1分，
1分
（2）对B根据动量定理可得A对B的冲量大小为
3分
方向水平向右。
13．（1）vC＝4m/s，;（2）vA＝2m/s；（3）0.25m
【详解】（1）C下摆过程，根据动能定理有：
3分
代入数据解得：碰前C的速度
vC＝4m/s 1分
（2）C与A碰撞过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
3分
解得碰后A的速度
vA＝2m/s 1分
（3）A恰好滑至木板B右端并与其共速时，所求B的长度最小．
物块A与木板B相互作用过程中，系统的动量守恒，规定向右为正方向由动量守恒定律得
3分
代入数据解得
v＝1.5m/s 1分
由能量守恒定律得
3分
代入数据解得
x＝0.25m 1分