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河南省创新发展联盟2023-2024学年高二下学期3月月考
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.关于机械波的说法正确的是（ ）
A.机械波可在真空中传播
B.利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速
C.质点的振幅越大，波长越长
D.声波从空气进入水中时，频率变大
2.如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧均穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，不计小球上的振针与纸带之间的摩擦阻力，纸带上留下如图乙所示的痕迹，a、b是痕迹上的两点。下列说法正确的是（ ）
A.t时间内小球运动的路程为vt
B.小球通过a点的速度大于通过b点的速度
C.小球机械能守恒
D.减小小球振动的振幅，其周期会变大
3.如图所示，甲质点在轴上做简谐运动，为其平衡位置，、为其所能到达的最远处。乙质点沿轴从点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知，甲、乙两质点分别经过、时速率相等，设甲质点从运动到的时间为，乙质点从运动到的时间为，则下式正确的是（ ）
A. B. C. D.
4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则下式可能正确的是（ ）
驱动力频率/Hz 40 50 60 70 80 90
受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A. B.
C. D.
5.图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），两波源振幅均为2cm，下列说法正确的是（ ）
A.再过半个周期，质点B振动加强
B.质点A在该时刻的位移大小为4cm，再过四分之一个周期，A的位移为0，且A的振动方向垂直水面向下
C.B、C水平方向连线的中点是减弱点
D.再过半个周期，质点D运动到A处
6.一个质量为0.1kg的物体从5m的空中由静止落下，其与水平地面撞击的时间为，撞后速度为0，不计空气阻力，取重力加速度大小，规定竖直向下为正方向，下列说法正确的是（ ）
A.物体刚与地面接触时重力的瞬时功率为20W
B.与地面撞击过程，物体的动量改变量为2kg·m／s
C.该物体对地面的平均冲击力大小为1000N
D.物体下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量大小为1N·s
7.如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0.5s时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A.该波的传播速率为6m／s
B.该波的传播方向沿x轴负方向
C.该波在传播过程中若遇到2m的障碍物，能发生明显衍射现象
D.经过5s时间，质点P沿波的传播方向运动5m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8.如图所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，把玻璃管向下缓慢按压距离A后放手，测得玻璃管振动周期为T，以放手时为计时起点，以竖直向上为正方向，忽略空气阻力，对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A.回复力等于玻璃管所受的浮力
B.在时间内，玻璃管加速度减小，速度增大
C.在时刻，玻璃管速度为零，加速度为正向最大
D.在时间内，玻璃管运动的位移为-A
9.位于x＝7m处的波源S完成两次振幅相同、频率不同的全振动，t＝0时刻波形如图所示，该波沿x轴负方向传播，此时波刚好传到x＝1m处的质点P处，0.3s后质点P第一次出现在波谷位置。则下列说法正确的是（ ）
A.此波的传播速度为10m／s
B.波源S的起振方向沿y轴负方向
C.质点P的振动周期始终是0.4s
D.t=0时刻开始，质点P振动的路程为10cm时，质点Q振动的路程是20cm
10.如图甲所示，质量分别为和的两物体用轻弹簧连接置于光滑水平面上，初始时两物体被锁定，弹簧处于压缩状态。t＝0时刻将B物体解除锁定，时刻解除A物体的锁定，此时B物体的速度为v，A、B两物体运动的a-t图像如图乙所示，其中和分别表示时间内和时间内B物体的a-t图像与坐标轴所围面积的大小，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.时间内A、B间距离先增大后减小
D.时间内A的速率先减小后增大
三、非选择题：共54分。
11.（6分）“张衡”学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，装置如图甲所示。
（1）在实验过程中，小组的同学给出以下建议，其中合理的是________。
A.在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定
B.摆线长就是悬点到小球顶点的距离
C.单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般摆角θ＜20°
D.测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（2）学习小组根据测量出的摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示，则当地重力加速度大小g＝________。
（3）学习小组在家里测重力加速度，找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示。该小组的同学在细线上做一个标记点C，保持C点以下的细线长度不变，通过改变O、C间细线长度以改变摆长。实验中，当O、C间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、，则当地重力加速度大小g＝________。
12.（9分）为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，不计空气阻力，按下述步骤做了实验。
①按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
②先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
③将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。
④用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下的小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为、、。
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平的原因是________。
（2）把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点是图中的________点；
（3）为了验证碰撞中的动量守恒，实验中还需要测量的物理量是________；
（4）若碰撞过程中动量守恒，则________成立。若该碰撞为弹性碰撞，则还有________成立。［用（3）中所测物理量及、、表示］
13.（11分）如图甲所示，一竖直弹簧振子做简谐运动，其位移一时间关系如图乙所示，。
（1）写出该简谐运动的表达式；
（2）求振子在t＝0.025s时离平衡位置的距离d。
14.（12分）如图所示，在xOy平面内有两个点波源、分别位于x轴上、处，它们在同一均匀介质中均从t＝0开始沿y轴正方向做简谐运动。波源的振动方程为，波源的振动方程为，质点P位于x轴上处，已知质点P在t＝0.1s时开始振动。
（1）求这两列波在介质中的波长；
（2）两列波在P点发生叠加后，通过计算判断P点是振动加强点还是振动减弱点；
（3）求在t＝0至t＝1.3s内质点P通过的路程。
15.（16分）如图所示，小球a系在细绳上，物块b静置于悬挂点O的正下方，将细绳拉开偏离竖直方向θ＝37°后由静止释放小球a，两物体发生弹性正碰，碰撞时间极短，已知绳长L＝1m，，取重力加速度大小，两物体都可看成质点，物块b与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.4，cos 37°＝0.8，cos5°＝0.996，。
（1）求小球a与物块b碰前瞬间的速度大小v；
（2）求碰后瞬间，小球a、物块b的速度大小、；
（3）小球做小角度摆动（）时的运动可看成简谐运动，试判断小球a碰后的运动是不是可看成简谐运动，如果是，求出小球a第一次摆到左端最高点时，物块b的位移大小x。
河南省创新发展联盟2023-2024学年高二下学期3月月考
物理参考答案
1.B【解析】机械波传播需要介质，选项A错误；利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速，选项B正确；质点的振幅与波长之间没必然联系，选项C错误；声波从空气进入水中时，频率不变，选项D错误。
2.B【解析】时间内纸带走过的路程为vt，选项A错误；小球做简谐运动，距离平衡位置越近，速度越大，则，选项B正确；小球和弹簧组成的系统机械能守恒，选项C错误；周期与振幅无关，选项D错误。
3.A【解析】已知，甲、乙两质点分别经过、时速率相等，结合题意甲、乙分别运动到、的v-t图像如图所示，可得，选项A正确。
4.C【解析】从如图所示的共振曲线可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小；与越接近，受迫振动的振幅越大，并可以从中看出接近，振幅的变化就越慢，比较各组数据知在60Hz～80Hz范围内，因此为可能范围，选项C正确。
5.B【解析】干涉图样是稳定存在的，此刻质点B、C是振动减弱的点，之后也始终处于振动减弱的状态，选项A错误；A是波峰与波峰相遇，此时位移为4cm，再过四分之一个周期，A从波峰向下振动到平衡位置，位移为0，选项B正确；由干涉图样知，A、D竖直连线是加强区，B、C连线中点应该在加强区，选项C错误；由题图可知，再过半个周期，质点D在正向最大位移处，不会随波迁移，选项D错误。
6.D【解析】由题可知，物体落地瞬间，其瞬时速度，则落地瞬间重力的瞬时功率，选项A错误；与地面撞击过程，物体的动量改变量为，选项B错误；对物体着地的过程用动量定理，有，，选项C错误；物体下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量大小为1N·s，选项D正确。
7.C【解析】由题图甲可知，λ＝4m，由题图乙可知，T＝1s，则，选项A错误；由题图乙知，0.5s时P在平衡位置，接下来会向y轴正方向运动，由上下坡法，知P在题图甲中必处于下坡位置，则该波的传播方向沿x轴正方向，选项B错误；由于该波的波长为4m，则该波在传播过程中若遇到2m的障碍物，能发生明显衍射现象，选项C正确；P只会在平衡位置上下移动，不会随波迁移，选项D错误。
8.BD【解析】玻璃管的回复力等于玻璃管所受的浮力与重力的合力，选项A错误；在时间内，玻璃管由最低点回到平衡位置，加速度减小，速度增大，选项B正确；在时刻玻璃管在最高点，速度为零，加速度为负向最大，选项C错误；在时间内，玻璃管由最高点回到平衡位置，运动的位移为-A，选项D正确。
9.AD【解析】波源的起振方向沿y轴正方向，选项B错误；0.3s后质点P第一次出现在波谷位置，可知，，故波速，选项A正确；不同频率的波引起质点振动周期不同，选项C错误；P完成二分之一次全振动时，Q完成一次全振动，选项D正确。
10.BC【解析】由题意可知，在时刻后A、B在水平方向上只受弹簧的弹力，弹簧对A、B的弹力大小始终相等，通过题图乙可知，时刻，A的加速度比B的加速度大，根据牛顿第二定律可知，，选项A错误；在时刻，弹簧处于原长状态且弹性势能为零，时间内弹簧的弹性势能全部转化为B的动能，，，时间内，弹簧弹力作用使得A加速，B减速，在时刻加速度为零，弹力为零，弹性势能为零。和时刻，A、B相当于发生弹性碰撞，由动量守恒有，由动能守恒有，解得，，则，选项B正确；时间内A的加速度先增大后减小，由于弹簧弹力提供加速度，弹簧弹力先增大后减小，则弹簧的伸长量先增大后减小，所以A、B间距离先增大后减小，且时刻弹簧最长，选项C正确；时间内，弹簧弹力对A物体一直是动力，与速度方向相同，则A的速率一直增大，选项D错误。
11.（1）A（2分）
（2）（2分）
（3）（2分）
【解析】（1）在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定，选项A正确，其他说法都不对。
（2）由单摆周期公式得；图线的斜率，得。
（3）由，可得。
12.（1）确保小球做平抛运动（1分）
（2）D（2分）
（3）小球a、小球b的质量、（2分）
（4）（2分） 或（2分）
【解析】（1）确保小球做平抛运动。
（2）不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，小球在斜面上的落点位置为E点，将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，小球a和b在斜面上的落点位置分别为D点和F点。
（3）要验证动量守恒，需要测量小球a、小球b的质量、。
（4）对小球a单独下滑后平抛的过程，用运动学的公式有，，综合上述两式得；同理可求得碰后瞬间a、b的速度分别为，；由动量守恒定律有，可得；由机械能守恒定律有，可得。
13.解：（1）设该简谐运动的表达式为（2分）
由题图可得A＝3cm，T＝0.2s（2分）
当t＝0时x＝3cm，可得（2分）
综上可得。（其他形式的答案正确均给分，2分）
（2）当t＝0.025s，x＝2.121cm（2分）
振子在t＝0.025s时离平衡位置的距离d＝2.121cm。（1分）
14.解：（1）由题意知ω＝5πrad／s（1分）
T＝0.4s（1分）
（1分）
则λ＝vT＝4m。（1分）
（2）P点到两波源的路程差（1分）
即路程差为波长整数倍，故P点是振动加强点。（1分）
（3）0～0.1s内，P不振动（1分）
0.1s～0.9s内，P只参与由波源产生的振动（1分）
故（1分）
0.9s～1.3s内，P同时参与由波源和产生的振动且振动加强（1分）
故（1分）
综上所述，在t＝0至t＝1.3s内质点P通过的路程。（1分）
15.解：（1）小球a下摆过程中机械能守恒（1分）
（1分）
解得v=2m/s。（1分）
（2）两物体发生弹性碰撞
（1分）
（1分）
解得，。（1分）
（3）小球a碰后，机械能守恒
（1分）
解得（1分）
（1分）
小球a碰后的运动可看成简谐运动
（1分）
t=0.25T（1分）
对物块b，由牛顿第二定律得
（1分）
假设物块b经时间t＇停了下来
（1分）
因为t＇＞t（1分）
（1分）
解得。（1分）

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