2021-2022年北京市北师大附属实验学校高二（上）12月物理试题（解析版）

1、 北师大附属实验中学2021-2022学年度第一学期高二年级物理月考试卷行政班 教学班 姓名 学号 成绩试卷说明：1本次考试时间60分钟，满分100分；2本试卷共7页，共三道大题，15道小题，答题纸共4页；3请将全部答案答在答题纸上。4答题时不得使用任何涂改工具。第卷（共40分）一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题意。每小题4分，共40分。）1. 一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是( )A B. C. D. 【答案】A【解析】

2、【详解】某一时刻作计时起点（），经周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故A正确，BCD错误2. 如图1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2所示，下列说法正确的是（ ）A. t = 0.8s时，振子的速度方向向右B. t = 0.2s时，振子在O点右侧6cm处C. t = 0.4s和t = 1.2s时，振子的加速度等大反向D. t = 0.4s到t = 0.8s时间内，振子的速度逐渐减小【答案】C【解析】【详解】A由图象乙知，t = 0.8s时，图象的斜率为负，说明振子

3、的速度为负，即振子的速度方向向左，A错误；B在0一0.4s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以t = 0.2s时，振子不在O点右侧6cm处，B错误；Ct = 0.4s和t = 1.2s时，振子的位移完全相反，由振子的加速度等大反向，C正确；Dt = 0.4s到t = 0.8s的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，D错误。故选C。3. 如图所示为速度选择器示意图，为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A. 该粒子一定带正电B. 该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出C. 该粒子以速度2v

4、0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出D. 该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出【答案】D【解析】【详解】A因上下极板的极性不确定，则不能确定粒子的电性，选项A错误；B该粒子以速度v0从S2射入，只有洛伦兹力方向改变，而电场力方向不变，受力不平衡，因而不沿虚线运动，故B错误；C该粒子以速度2v0从S1射入，洛伦兹力变大，而电场力不变，则粒子不能沿虚线从S2射出，选项C错误；D根据可知则该粒子电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出，选项D正确。故选D。4. 有质量相同的三个小物体a、b、c。现将小物体a从高为h的光滑斜面的顶端由静止释放，同时小物体b、

5、c分别从与a等高的位置开始做自由落体运动和平抛运动，如图所示有关三个物体的运动情况，下列判断正确的是（ ）A. 三个物体同时落地B. 三个物体落地前瞬间的动能相同C. 重力对三个物体做功相同D. 重力对三个物体的冲量相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A由于物体a在斜面上下滑，它下滑的加速度a=gsin小于g，而物体b、c在竖直方向做自由落体运动，加速度为g，故物体在斜面上运动的位移又比自由落体的长，所以三个物体下落的时间不相等，所以三个物体不能同时落地，选项A错误；B小物体a、b、c分别从等高的位置开始下落，重力做功相等，由于开始下落时的初动能不相同，所以三个物体落地前瞬间的动能不都相同，

6、选项B错误；C重力对物体做功W=Gh，由于三个小物体的G和h均相同，故重力做功相同，选项C正确；D三个小物体a、b、c。受合力相等，由于作用时间不相等，故冲量I=Ft不相同，选项D错误。故选C。5. 如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（ ） A. 木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B. 木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C. 木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D. 木块A离开墙壁

7、后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒【答案】BC【解析】【详解】AB、撤去F后，木块A离开竖直墙前，竖直方向两物体所受的重力与水平面的支持力平衡，合力为零；而墙对A有向右的弹力，所以系统的合外力不为零，系统的动量不守恒这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒故A错误，B正确CD、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒故C正确、D错误故选BC6. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时

8、速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（）A. 小球的机械能减少了mg（H+h）B. 小球克服阻力做的功为mghC. 小球所受阻力的冲量大于D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量【答案】AC【解析】【详解】A小球在整个下落过程中，动能变化量为零，重力势能减少了mg（H+h），则小球的机械能减少了mg（H+h），故A项正确；B对小球下落的全过程运用动能定理得mg（H+h）-Wf=0则小球克服阻力做功Wf=mg（H+h）故B项错误；C小球落到地面时的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得解得知阻力的冲量大于，故C项正确；D对全过程分析运用动量定理知，动量

9、的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和；故D项错误。故选AC。7. 如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人向相反方向滑去已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg则下列判断正确的是（）A. 甲的速率与乙的速率之比为10：9B. 甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9：10C. 甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1：1D. 甲的动能与乙的动能之比为1：1【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.两人在光滑的冰面上，故他们受合力为零，当甲推乙时，二人的总动量守恒，故则选项A正确；B.二人的相互作用大小相等，方向相反，故甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为二人

10、质量的反比，即10：9，选项B错误；C.二人相互作用的时间相等，作用力又大小相等，故甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1:1，选项C正确；D.由动量守恒可知，甲、乙的动量相等，但是甲乙的动能不相等，选项D错误故选AC。8. 如图所示 “牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示关于此实验，下列说法中正确的是（ ）A. 上述实验过程

11、中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B. 上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C. 如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度D. 如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同【答案】D【解析】【详解】试题分析：上述实验过程中，小球5能够达到与小球1释放时相同的高度，说明系统机械能守恒，而且小球5离开平衡位置的速度和小球1摆动到平衡位置的速度相同，说

12、明碰撞过程动量守恒，但随后上摆过程动量不守恒，动量方向在变化，选项AB错根据前面的分析，碰撞过程为弹性碰撞那么同时向左拉起小球1、2、3到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，那么球3先以与球4发生弹性碰撞，此后球3的速度变为0，球4获得速度后与球5碰撞，球5获得速度，开始上摆，同理球2与球3碰撞，最后球4以速度上摆，同理球1与球2碰撞，最后球3以速度上摆，所以选项C错D对考点：动量守恒 弹性碰撞9. 如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸

13、上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中的y1、y2、x0、2x0、3x0为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为y1和y2的两个点若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则A. 该弹簧振子的振动周期为x0/vB. 该弹簧振子的振幅为y1- y2C. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零D. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块做功为零【答案】C【解析】【详解】A该弹簧振子的振动周期为，选项A错误；B该弹簧振子的振幅为，选项B错误；C因在PQ两点振子的速度为零，则动量为零，则在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块动量的变化为零，根据动量

14、定理可知，物块所受合力的冲量为零，选项C正确；D根据动能定理，在记录笔留下PQ段印迹的过程中，合力对物块做功为零，而合力功等于弹力功与重力功之和，重力功不为零，则弹力对物块做功不为零，选项D错误10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m1和m2的两物块相连，它们静止在光滑水平地面上现给物块m1一个瞬时冲量，使它获得水平向右的速度v0，从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示则下列判断正确的是A. t1时刻弹簧长度最短B. t2时刻弹簧恢复原长C. 在t1 t3时间内，弹簧处于压缩状态D. 在t2 t4时间内，弹簧处于拉长状态【答案】ABD【解析】【详解】获得瞬时冲量后，向

15、右压缩弹簧，做减速运动，而受到向右的弹力，做加速运动，当两者速度相同时，弹簧的长度最短，故时刻弹簧长度最短，处于压缩状态，之后继续减速，继续加速，当的速度达到最大，的速度达到反向最大时，加速度为零，弹簧的弹力为零，恢复到原长，故时刻弹簧恢复原长，由于此时仍有反向速度，所以弹簧继续变长，当两者速度再次相同时，弹簧达到最长，即弹簧最长，时刻的速度恢复初速度，即弹簧恢复原长，所以阶段弹簧处于压缩状态，阶段弹簧处于拉伸状态，故ABD正确第卷（共60分）二、填空题（本题共12分。答案写在答题纸上。）11. 如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，

16、O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛水平射程。然后把被碰小球静置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上S位置由静止释放，与小球相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。 图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_。下列器材选取或实验操作符合实验要求的是_。A.可选用半径不同的两小球 B.选用两球的质量应满足C.小球每次必须从斜轨同一位置释放 D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间在某次实验中，测量出两小球的质量分别为、，三个落点的平均位置与O点的距离分别为、。在实验误差允许范

17、围内，若满足关系式_，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示）验证动量守恒的实验也可以在如图3所示的水平气垫导轨上完成。实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连一起，实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。左侧光电门右侧光电门碰前碰后无在实验误差允许范围内，若满足关系式_，验证了碰撞前后两滑块组成系统动量守恒。（用测量的物理量表示）【答案】 . 55.50 . BC#CB . . 【解析】【分析】【详解】（1）1 确定B球落点平均位置的方法

18、：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置；碰撞后m2球的水平路程应取为55.50cm（2）2A为保证碰撞在同一条水平线上，所以两个小球的半径要相等，A错误；B为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大，B正确；C为保证小球每一次碰撞前的速度都相同，要求小球m1每次必须从斜轨同一位置静止释放，C正确；D小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间，D错误。故选BC。（3）3 要验证动量守恒定律定律，即验证小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得得可知，实验需要验证（4）4 若让两滑块分别从导轨

19、的左右两侧向中间运动，选取向右为正方向，则有设遮光片的宽度为d，则联立可得三论述、计算题（本题共4小题，共计48分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）12. 据统计人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况重物与地面的形变很小，可忽略不计g取10m/s2下表为一次实验过程中的相关数据重物(包括传感器)的质量m/kg8.5重物下落高度H/cm45重物反弹高度h

20、/cm20最大冲击力Fm/N850重物与地面接触时间t/s0.1（1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：a重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小；b在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍（2）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施，请你提供一种可行的方法并说明理由【答案】（1）a；b6倍；（2）见解析【解析】【详解】（1）a重物受到最大冲击力时加速度的大小为a由牛顿第二定律解得b重物在空中运动过程中，由动能定理重物与地面接触前瞬时的速度大小重物离开地面瞬时的速度大小重物与地面接触过程，重物受到

21、的平均作用力大小为F，设竖直向上为正方向由动量定理解得 F=510N 故因此重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍。（2）可以通过增加重物与地面接触时间来减小冲击力，由动量定理Ft=mv可知，接触时间增加了，冲击力F会减小。13. 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ab边与磁场边界平行。线框在向右的拉力作用下以速度v匀速进入磁场。从ab边刚进入磁场直至cd边刚要进入磁场的过程中，求：（1）金属线框中的感应电流I的大小和方向；（2）金属线框产生的焦耳热Q；（3）安培力的冲量大小I安。【答案】（1），电流方向沿a

22、dcba（或逆时针方向）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）ab边切割磁感线产生电动势 根据闭合电路欧姆定律 解得根据右手定则可判断，电流方向沿adcba（或逆时针方向） （2）根据焦耳定律其中 代入解得 （3）ab边受安培力 安培力的冲量大小 代入解得 14. 如图所示，水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m1= 0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h = 0.80m处下滑，并与放在水平木板左端的质量m2= 0.20kg的物块B相碰，相碰后物块B滑行x = 4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数 = 0.20，重力加速度g = 10m/s2，求：（1）物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；（2）物块B碰撞后瞬间的速度大小；（3）物块A与物块B碰撞时损失的机械能。【答案】（1）4m/s；（2）4m/s；（3）0.8J【解析】【详解】（1）设物块A滑到斜槽底端与物块B碰撞前瞬间速度大小为vA，由机械能守恒定律得解得（2）设物块A与物块B碰撞后的速度为，物块B碰撞后的速度为，由动能定理有解得（3）物块A与物块B碰撞的过程中根据动量守恒有m1vA = m1vA