精品解析：山西省长治市第二中学校2021-2022学年高二（下）第一次月考物理试题（解析版）

2021—2022 学年第二学期高二第一次月考物理试题 【满分100 分，考试时间为90 分钟】 一、选择题（本题共12 个小题，每小题4 分，共48 分。第1-8 小题中给出的四个选项中，只 有一个选项正确；第9-12 小题有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分， 不选或有选错的得0 分。请将选择题答案填涂到答题卡对应栏内。） 1. 如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下，到达斜面 底端的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 两个物体重力的冲量大小相等 B. 两个物体合力的冲量相同 C. 刚到达底端时两个物体的动量相同 D. 到达斜面底端时两个物体的动能相等 【1 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．设斜面倾角为θ，物体下滑的加速度 根据 得 知运动的时间不等，根据 则两个物体重力的冲量大小不等，故A 错误； CD．根据动能定理 知到达底端时两个物体的动能相等，两物体速度大小相等，但是速度方向不同，所以到达底端时的动量不 同，故C 错误，D 正确； B．因为初动量都为零，末状态动量大小相等，但方向不同，根据动量定理知，合力的冲量大小相等，方 向不同，故两个物体合力的冲量不同，B 错误。 故选D。 2. 如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都 具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( ) A. 小木块和木箱最终都将静止 B. 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 【2 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动 量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管 中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．故B 正确，ACD 错 误． 3. 下列说法中不正确的是（ ） A. 显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大而减小 C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素 【3 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A ．布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，并不是液体分子瞬时运动的结果，而是受到 的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的导致的，所以它反映液体分子运动的无规则性，故A 不 符合题意； B．若r＜r0，分子间的相互作用力随着分子间距离的增大而减小，若r＞r0，分子间的相互作用力随着分子 间距离的增大先增大后减小，故B 符合题意； C．当分子间距从平衡位置增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离 的增大，先减小后增大，故C 不符合题意； D．分子之间存在间隙，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故D 不符 合题意。 故选B。 4. 2013 年12 月2 日1 时30 分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实 现月球软着陆和月面巡视勘察．嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭 圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则（ ） A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度 B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速 C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P 点的速度大于Q 点的速度 D. 嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小 【4 题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力得 可以解出月球的质量 由于不知道月球的半径，无法知道月球的体积，故无法计算月球的密度．故A 错误； B．嫦娥三号在环月段圆轨道上P 点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆 轨道，故B 错误； C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P 点向Q 点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故动能 增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P 点的动能小于Q 点的动能，故C 错误； D．嫦娥三号在动力下降阶段，高度下降，引力做正功，故引力势能减小，故D 正确。 故选D。 【点睛】本题要掌握卫星的变轨原理，嫦娥三号在环月段圆轨道上做圆周运动万有引力等于向心力，要进 入环月段椭圆轨道需要做近心运动，使得在P 点所受万有引力大于圆周运动向心力，因为同在P 点万有引 力不变，故嫦娥三号只有通过减速减小向心力而做近心运动进入椭圆轨道。 5. 有一宇宙飞船，它的正对面积S=2 m2，以v=3×103 m/s 的相对速度飞入一宇宙微粒区．此微粒区1 m3空 间中有一个微粒，每一个微粒的平均质量为m=2×10-7kg．设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞 船速度不变，飞船的牵引力应增加 A. 3.6×103 N B. 3.6 N C. 1.2×103 N D. 1.2 N 【5 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】在t 时间内与飞船碰撞并附着于飞船上微粒的总质量为 由动量定理得： 解得： 根据牛顿第三定律，微粒对飞船的作用力为3.6N，要是飞船速度不变，根据平衡条件，飞船的牵引力应增 加3.6N，故B 正确； 故选B 6. 质量为 的物体放在质量为 、倾角为 的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，物体 恰沿斜 面向下匀速运动，现用平行于斜面的力 拉物体 使其沿斜面向下加速运动， 始终静止，则下列说法 正确的是（ ） A. 相对地面有向左运动的趋势 B. 地面对 的支持力为 C. 地面对 的摩擦力大小为 D. 地面对 的摩擦力大小为零 【6 题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】没有外力作用时， 匀速下滑，系统处于平衡状态，整体研究，水平方向不受力，也没有分力， 所以 没有向左运动的趋势，地面对 的摩擦力大小为零，竖直方向地面对 的支持力为 ； 当 加上沿斜面的外力F 时， 受到 的压力和摩擦力没有发生变化，与之前受力没有发生变化， 相对地面仍然没有向左运动的趋势，地面对 的支持力仍然为 ，地面对 的摩擦力大小仍然 为零，故D 正确；ABC 错误。 故选D。 7. 光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α 的斜面体A，斜面体质量为M、底边长为L，如图所示．将 一质量为m、可视为质点的滑块B 从斜面的顶端由静止释放，滑块B 经过时间t 刚好滑到斜面底端．此过 程中斜面对滑块的支持力大小为FN，则下列说法中正确的是( ) A. FN=mgcos α B. 滑块下滑过程中支持力对B 的冲量大小为FNtcos α C. 滑块B 下滑的过程中A、B 组成的系统动量守恒 D. 此过程中斜面体向左滑动的距离为 L 【7 题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．当滑块B 相对于斜面加速下滑时，斜面A 水平向左加速运动，所以滑块B 相对于地面的加速 度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力 不等于 ，故A 错误； B．滑块B 下滑过程中支持力对B 的冲量大小为 ，故B 错误； C．由于滑块B 有竖直方向的分加速度，所以系统竖直方向合外力不为零，系统的动量不守恒，故C 错误； D．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设A、B 两者水平位移大小分别为 ，则 解得 故D 正确； 故选D。 8. 图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M 点，再经过N 点可以判定（ ） A. M 点的电势小于N 点的电势 B. 粒子在M 点的电势能小于N 点的电势能 C. 粒子在M 点的加速度大于在N 点的加速度 D. 粒子在M 点的速度小于在N 点的速度 【8 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据顺着电场线方向，电势降低，可知，M 点的电势大于N 点的电势，故A 错误； BD．粒子从M 到N 的过程中，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则粒子在M 点的电势能 大于在N 点的电势能，粒子在M 点的速度小于在N 点的速度，故B 错误，D 正确； C．根据电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密场强越大，则知M 点场强小于N 点的场强，由 F=qE 可知，粒子在M 点受到的电场力小于在N 点受到的电场力，则粒子在M 点的加速度小于在N 点的加速度， 故C 错误。 故选D。 9. 如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c 成一直线排列，静止在光滑水平面上。c 车上有一小孩跳 到b 车上，接着又立即从b 车跳到a 车上。小孩跳离c 车和b 车时对地的水平速度相同。他跳到a 车上相对 a 车保持静止，此后（ ） A. a、b 两车运动速率相等 B. a、c 两车运动速率相等 C. 三辆车的速率关系 D. a、c 两车运动方向相反 【9 题答案】 【答案】CD 【解析】 【详解】若人跳离b、c 车时速度为v，由动量守恒定律有 所以 即 并且vc与va方向相反。所以选项AB 错误，选项CD 正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 和 的两物块A、B 相连接，并静止在光滑的水平面上。 现使B 瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示， 从图象信息可得（ ） A. 在 时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态 B. 从到 时刻弹簧由压缩状态恢复到原长 C. 两物体的质量之比为 =1 2 ∶ D. 在 时刻A 与B 的动能之比为 【10 题答案】 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．图线与坐标轴围成的面积表示位移，在 时刻B 的位移大于A 的位移，此时弹簧处于拉伸 状态，在 时刻B 做加速运动，即受到向右的弹力，所以此时弹簧处于压缩状态，当B 的加速度为零时，弹簧弹力为零，所以 时刻B 受到的弹力为零，即弹簧恢复原长，故从 到 时刻弹簧 由压缩状态恢复到原长，在A 错误，B 正确； C．由于过程中两者和弹簧组成的系统动量守恒，故从0~ 过程中有 解得 故 C 错误； D．在 时刻A 的速度为 ，B 的速度为 ，根据 解得 故D 正确． 故选BD。 11. 在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M=0.6kg，m=0.2kg 的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有 Ep=10.8J 弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m 脱离弹簧 后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m 的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g 取10m/s2。则下列说 法正确的是（ ） A. 球m 从轨道底端A 运动到顶端B 的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s B. 弹簧弹开过程，弹力对m 的冲量大小为1.8N·s C. 若半圆轨道半径可调，则球m 从B 点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小 D. M 离开轻弹簧时获得的速度为9m/s 【11 题答案】 【答案】AB 【解析】 【详解】ABD．释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒得 由机械能守恒得 代入数据解得 即M 离开轻弹簧时获得的速度为3m/s；m 从A 到B 过程中，由机械能守恒定律得 解得 以向右为正方向，由动量定理得，球m 从轨道底端A 运动到顶端B 的过程中所受合外力冲量大小为 则合力冲量大小为3.4N•s，由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m 的冲量大小为 故A B 正确，D 错误； C．设圆轨道半径为r 时，飞出B 后水平位移最大，由A 到B 机械能守恒定律得 在 最高点，由牛顿第二定律得 m 从B 点飞出，需要满足： ，飞出后，小球做平抛运动 解得 当 时，即r=1.0125m 时，x 为最大，球m 从B 点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半 径的增大先增大后减小，故C 错误。 故选AB。 12. 某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移 与斜面倾角 的关系，使某一物体每次以 不变的初速率 。沿足够长的斜面向上运动，如图甲所示，调节斜面与水平面的夹角 ，实验测得 与 的关系如图乙所示，取 ，则由图可知（ ） A. 当某次 时，物体达到最大位移后将不会沿斜面下滑 B. 物体与斜面间的 动摩擦因数 C. 取初始位置所在水平面为重力势能参考平面，当 ，物体上滑过程中动能与重力势能相等时，物 体上滑的位移为 D. 图乙中 【12 题答案】 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．当 时，物体做竖直上抛运动，不受摩擦力作用，根据 可得 当 时，物体沿水平面做减速运动，根据动能定理 代入数据解得 正切值小于0.75，所以物体上升到最大位移处，将不再下滑，B 错误A 正确。 C．动能与重力势能相等的位置 整理得 C 错误； D．根据动能定理 整理得 因此位移最小值 D 正确。 故选AD。 二、实验题（本题共15 分。第13 小题9 分；第14 小题6 分。） 13. 某同学利用伏安法测量某未知电阻Rx的精确电阻（阻值恒定），进行了如下实验： （1）他先用万用电表欧姆挡测该未知电阻的阻值．将开关置于×1 挡位，指针示数如图，若想更准确一些， 下面操作正确的步骤顺序是______________（填序号） A.将两表笔短接进行欧姆调零 B.将两表笔短接进行机械调零 C.将开关置于×1k 挡 D.将开关置于×100 挡 E.将两表笔接未知电阻两端，待指针稳定后读数. （2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量该电阻： A.直流电源E：电动势3V，内阻忽略 B.电流表A1：量程0.3A，内阻约为 C.电流表A2：量程3mA，内阻约为 D.电压表V1：量程3V，内阻约为 E.电压表V2：量程15V，内阻约为 F.滑动变阻器R1：最大阻值 G.滑动变阻器R2：最大阻值 H.开关S，导线若干 ①为较准确测量该电阻的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，以上器材中电流表应选_________ （填“B”或“C”）， 电压表应选_________（填“D”或“E”）， 滑动变阻器应选_________（填“F”或“G”） ②请方框中画出实验电路原理图.______ 【13 题答案】 【答案】 ①. DAE . ②C . ③D . ④F . ⑤见解析 【解析】 【详解】（1）[1]选择倍率后，欧姆表指针读数偏大，应该换用小倍率，更好倍率需要重新欧姆调零，所 以先更好大倍率即步骤D，再欧姆调零即步骤A，最后测量电阻即步骤E; （2）①[3][4][5]要使得电表指针有较大变化范围，滑动变阻器选择分压式接入，所以滑动变阻器选择阻值 小的即F；电压电动势为3V，所以电压表为读数准确选择小量程即D；根据欧姆表可知待测电阻阻值在 1000Ω 左右，而电压最大只有3V，所以电流不会超过3mA，电流表选择C; ② [5]滑动变阻器已经确定分压式，而待测电阻阻值较大，电流表内阻较小，所以电流表选择内接法。如 图所示 14. 如图所示，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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来 的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1 从斜槽上A 点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把 小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2 放在斜槽前端边缘位置B，让小球1 从A 点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用 与步骤1 同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N 离O 点的距离，即线段OM、OP、ON 的长度。 ①对于上述实验操作，下列说法正确的是________ A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端必须水平 D．小球1 质量应大于小球2 的质量 ②上述实验除需测量线段OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有________； A．A、B 两点间的高度差h1 B．B 点离地面的高度h2 C．小球1 和小球2 的质量m1、m2 D．小球1 和小球2 的半径r ③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒 定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失； ④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一 个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1 仍从斜槽上A 点由静止滚下，重复实验步骤1 和 2 的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离 分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)。 【14 题答案】 【答案】 ①. ACD . ②C . ③ . ④ . ⑤ m1 ＝m1 ＋m2 【解析】 【详解】①[1]A．从相同的位置落下，保证小球1 每次到达轨道末端的速度相同，A 正确； B．现实中不存在绝对光滑的轨道，B 错误； C．为了保证两小球能够发生对心碰撞且碰后做平抛运动，所以轨道末端必须水平，C 正确； D．为了保证1 小球碰后不反弹，所以小球1 质量应大于小球2 的质量，D 正确。 故选ACD； ②③[2][3]小球碰撞满足动量守恒定律： 小球飞出轨道后做平抛运动，下落时间由高度决定： 水平方向做匀速直线运动： 联立方程： ，所以还需要测量的物理量为两小球的质量，C 正确，ABD 错误； [4]若能量守恒，根据能量守恒定律： 联立方程： ； ④[5]小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为 ，分解位移： 消去时间，解得： ，根据题意，代入动量守恒方程中得： 。 三、计算题（本题共4 小题，共37 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤， 只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 质量为2kg 的小球从水平放置的弹簧网上方某高度处自由下落，刚与弹簧网接触瞬间的速率为 v1=5m/s，被弹簧网反弹后，刚离开弹簧网是的速率为v2=3m/s，小球与弹簧网的接触时间为Δt=1s，重力加 速度为g=10m/s2。求：小球与弹簧网接触过程中，弹簧网对小球的冲量I。 【15 题答案