安徽省皖东名校2023级高二物理5月联考（含解析）

第=page1111页，共=sectionpages1414页皖东名校2023级高二物理5月联考一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.如图所示的是“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，下列说法正确的是(

)

A.上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，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2.2024年巴黎夏季奥运会上，郑钦文获得女子网球单打冠军。假设某次击球过程中，质量为60g的网球以30m/s的水平速度飞来，郑钦文引拍击球，球拍与网球作用极短时间后，以40m/s的水平速度反方向弹回，取飞来速度方向为正，在此过程中，该网球的动量变化量为(

)

A.-4.2kg⋅m/s B.4.2kg⋅m/s C.-0.6kg⋅m/s D.0.6kg⋅m/s3.美丽的襄阳市月亮湾公园位于樊城区西，防江堤与汉江之间，风景秀丽环境雅致，2022年被评为湖北省“最美城市公园”，给襄阳人们提供了很好的公共休闲娱乐场所。公园里有一游乐设施“海盗船”深受广大游客喜爱，其可简化为如图所示模型，竖直平面内固定光滑圆弧轨道(圆弧的角度很小)，O是轨道的最低点。质量不同的小球M、N(均可视为质点)从轨道左侧的不同位置由静止同时释放，到达O点过程中都经过图中的P点，下列说法正确的是(

)

A.释放瞬间M、N的加速度大小相等 B.M、N同时到达O点

C.M、N通过O点时速度大小相等 D.M、N在P点的回复力大小相等4.如图所示，质量为mA的物块A和质量为mB的物块B静止放置在光滑的水平面上。某时刻给物块A一个水平向右的初速度，物块A、B发生碰撞后均向右运动且物块A的动量刚好是物块B动量的3倍，则mA与mB之间的关系正确的是(

)A.1≤mAmB≤3 B.3≤m5.如图，在某介质中建立坐标系，位于x=-6m的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻开始振动，t=3s时刻形成图中波形。下列说法正确的是(

)

A.波源P的起振方向向上

B.0∼8s时间内，平衡位置位于x=-1m的质点所走过的路程为12cm

C.若一观察者从x=2m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率

D.若在x=2m处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象6.如图所示，一倾角为30∘足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐标系。t=0将一质量为M，可视为质点的物块从O点释放，同时对物块施加沿x轴正方向的恒力F。已知重力加速度为g，不计空气阻力。则(

)

A.若初速度为零，物块的运动轨迹一定为曲线

B.若初速度不为零，物块的运动轨迹一定为曲线

C.若初速度为零，则t时刻物块的动量为(F+Mg2)t

D.若初速度为零，则7.长沙经历了长达一月的高温天气，对消防安全造成了极大的挑战，市加强了消防预警等级。通过观察消防车灭火过程，模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，A，B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为v=32m/s，速度方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°(sin 37°=0.6)，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/sA.图中A点是水在空中动量最小的点

B.水在B点时的速度大小为5 m/s

C.A，B两点间的高度差为0.9 m

D.若消防水柱喷水口流速恒定，水在空中为粗细均匀的曲线水柱8.一列简谐横波沿x轴传播，t=0.4s时刻的波形如图1所示，P、Q是波传播路径上的两个质点，图2是质点Q的振动图像，则下列判断正确的是(

)

A.波沿x轴负方向传播

B.质点P和质点Q的振动方向有时相同，有时相反

C.波的传播速度为1m/s

D.质点P的振动方程为y=-0.2二、多选题：本大题共2小题，共10分。9.如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊质量为M的托盘，盘上放了一块质量为m的物块。已知弹簧的劲度系数为k，不计空气阻力，M和m恰好能够共同沿竖直方向作简谐运动，下列说法正确的是(

)

A.处于平衡位置的弹簧的伸长量Mgk

B.弹簧弹性势能最大时，物块加速度大小为g

C.托盘和物块运动到最低点时，二者之间的作用力大小等于2mg

D.该弹簧振子的振幅为10.如图甲为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图，将鱼漂视为横截面积为S的细圆柱体。某次鱼咬钩时将鱼漂从平衡位置开始竖直往下拉一小段距离L后松口，鱼漂做简谐运动。取竖直向上为正方向，鱼漂的加速度a和位移x的关系如图乙。已知鱼漂的质量为m，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计一切阻力，下列说法正确的是(

)

A.鱼漂在上升过程中先超重后失重

B.图像的斜率为-ρgS

C.鱼漂在上升过程中的最大动能为ma0L2三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验．(1)实验室有如下器材可供选用：铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表.上述器材中，实验中不需要的是：

;(2)在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下： ①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L，然后用游标卡尺测出小球的直径d=

cm，如图乙所示; ②将摆球从平衡位置拉开一个角度(小于5∘) ③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔t=37.5s，得到单摆的振动周期T=

s; ④多次改变距离L，重复上述实验，得到一系列的周期测量值;(3)以T2为横轴、L为纵轴，做出L-T2图像，如图丙所示.已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的截距为-b，则测量出的重力加速度g=

;(用a、b和(4)在 ①∼ ④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤

(填步骤前的序号)．12.用如图所示实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为m1的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m2的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N(1)实验中，必须测量的物理量是

(填选项前的符号)。A.小球m1开始释放高度B.两个小球的质量m1、C.抛出点距地面的高度HD.平抛的水平射程OP、OM、ONE.两小球做平抛运动的时间t(2)关于本实验，下列说法正确的是

(填选项前的符号)。A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端切线必须水平C.入射小球的质量m1必须大于被撞小球的质量D.实验过程中，白纸可以移动(3)实验的相对误差定义为：。若δ≤5%即可认为动量守恒。某次实验中小球落地点距O点的距离如下图所示，已知m1=20g，m2=5g，则本次实验相对误差δ=

(结果保留两位有效数字)，可以判定两球碰撞的过程中，水平方向动量

(

四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x= -0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅分别为3cm和2cm，图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的A、B两质点刚开始振动。质点P的平衡位置处于x=0.5m处．(1)求两列波相遇的时刻t(2)若以P点开始振动时为计时起点，写出P点的振动方程;(3)求A、B之间(不包含A、B两点)合振动振幅最大的点的平衡位置坐标。14.质量为M=7kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为m=3kg，停在B的左端。质量为m0=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.14，重力加速度g=10m/s2(1)小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；(2)小球与A碰撞后的瞬间，物块获得的速度vA(3)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板至少多长。15.如图所示，在倾角为θ=37∘的斜面上有一质量为1kg的物块A与劲度系数的轻弹簧拴接。初始时刻物块A在图中P点处于静止状态，斜面上的O点位于P点上方3L处，O点以下为光滑斜面，O点以上为动摩擦因数μ=0.5的粗糙斜面。现将质量为1kg的物块B从距O点上方L处由静止释放，B下滑过程中与静止的物块A碰撞后立即共速但不粘连，碰撞时间极短，从碰后到A、B分离前，二者一起的运动可以视为简谐运动。A、B两物块均可视为质点，已知弹簧的弹性势能Ep=12kx2，弹簧振子简谐运动的周期为T=2π(1)若L=0.27m，求A、B两物块的碰后瞬间的共同速度为多大；(2)若L=0.27m，从A、B两物块相碰的位置开始，求A、B共同沿斜面向下运动的最大位移的值及A、B弹簧组成的弹簧振子的振幅；(3)若L=0.81m，A、B碰撞后共同沿斜面做简谐运动的过程中，当A、B在某位置发生分离后，立即把B拿走。求物体A与B分离后，物体A回到初始位置P点处需要经过多长时间t？

答案和解析1.【答案】D

【解析】AB、球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，只有重力做功，5个小球组成的系统机械能守恒，但在球1下落和球5上升过程中都受到重力的冲量，动量不守恒，故AB错误；

CD、如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；

3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；

2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；

故经碰撞后，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；故D正确，C错误．

故选：D。2.【答案】A

【解析】网球动量的变化量Δp=mv-mv0=-4.2kg⋅m/s3.【答案】B

【解析】B.根据T=2πLg，可知两个小球做简谐振动的周期相同，M、N同时到达O点，故B正确;

A.释放瞬间，M、N在不同位置时都是支持力与重力沿半径方向的分力大小相等，而回复力由该点重力沿着切线方向的分力充当，设释放时与竖直方向的夹角为θ，可知释放瞬间的加速度为a=mgsinθm=gsinθ，由于θ角度不同，故加速度大小不同，故A错误;

C.整个过程中，根据动能定理可知mgR(1-cosθ)=12mv2解得通过O点时速度大小为v=2gR(1-cosθ)4.【答案】C

【解析】设A球碰撞前的初速度为v0，若两球发生的是对心完全非弹性碰撞，两球相撞之后速度相同，能量损失最大，则有mAv0=(mA+mB)v，由题意可得：mAv=3mBv，可得mAmB=3；若两球发生的是对心完全弹性碰撞，两球相撞之后没有能量损失，设碰撞后A、B两球的速度分别为vA，v5.【答案】B

【解析】由图可知，x=-3m处的质点起振方向向下，任何一点的起振方向均与波源起振方向相同，故波源P起振方向向下，A错误;

0∼3s内波传播距离为3m，所以波速为1m/s，波再传播2m到达x=-1m，即需2s，故在t=5s时刻到达x=-1m处，则0∼8s时间内，x=-1m的质点振动时间为3s，由图可知波长为2m，波速为1m/s，故周期为2s，所以质点振动了一个半周期，即6A=12cm，故B正确;

根据多普勒效应，观察者与波源相向运动，接收到的频率大于波的频率，C错误;

同一介质的波传播速度相同，但波长不同，故两列波频率不同，不能产生干涉现象，D错误。6.【答案】D

【解析】若初速度为0，合力为恒力，则轨迹一定为直线；若初速度不为0且和合力方向共线时轨迹可以为直线，故AB错误。

物体加速度a=F2+(Mg2)2M=F7.【答案】B

【解析】A.水运动至最高点时速度最小，动量最小，故A错误；

B.水在A、B两点的水平分速度相等，则sin45°=v0v，sin37°=v0vB，得vB=5m/s，故B正确；

C.A、B两点的竖直分速度分别为vyA=vcos45°=3m/s，vyB8.【答案】D

【解析】A、由图2，质点Q在t=0.4s时刻向下振动，再分析图1，由波形平移法可知波沿x轴正方向传播，故A错误；

B、质点P和质点Q的平衡位置间距为半个波长，振动方向始终相反，故B错误；

C、根据图1，波长λ=0.6m，根据图2，周期T=0.8s，则波速v=λT=0.75m/s，故C错误；

D、振幅A=0.2m，，设P的振动方程为y=Asin(ωt+φ)，将t=0.4s，y=0代入解得φ=0或者φ=π，

因为t=0.4s时，P向上振动，所以φ=0舍去，即P的振动方程为y=0.2sin52(πt+π)(m)=-0.2sin9.【答案】BCD

【解析】A、根据题意可知，处于平衡位置时，合力为0，则有(M+m)g=kx，解得：x=(M+m)gk，故A错误;

BC、由于托盘和物块一起做简谐运动，当两者在最高点时，二者之间的作用力最小为零，对物块有a=g，因此最低点时的加速度也为a=g，对物块有N-mg=ma，解得：N=2mg，故BC都正确;

D、最高点时弹簧的形变量为零，最低点时k△x-(M+m)g=(M+m)a，解得Δx=2(M+m)gk，因此A=△x2=10.【答案】AC

【解析】A.取竖直向上为正方向，由图乙可知加速度先向上后向下，则鱼漂在上升过程中先超重后失重，故A正确；

D.鱼漂在平衡位置时F浮0=mg，则鱼漂在上升过程中所受的最大浮力为ρgLS+mg，故D错误；

B.根据题意结合乙图可知，-ρgSx=ma，a=-ρgSmx，故B错误；

C.由动能定理结合乙图得：Ekm=1211.【答案】塑料球1.641.54π2b【解析】解：(1)为减小空气阻力的影响，本实验需要质量大、体积小的重物，故实验中不需要塑料球。

(2)①小球的直径d=16mm+4×0.1mm=16.4mm=1.64cm;

③一个周期内小球经过2次最低点，单摆的振动周期T=2tn=2×37.551-1s=1.5s

(3)根据单摆的周期公式T=2πLg得L=gT212.【答案】BDBC守恒

【解析】(1)A.小球

m1

开始释放高度相同，抛出点速度相同，故不需要测量小球开始释放的高度，故AB.根据动量守恒定律知

m1v=m1v1+m2CDE.由于小球做平抛的高度相同，故下落的时间相等，由于小球平抛运动的时间相等，故可以用水平位移代替速度进行验证，故需要测量平抛的水平射程OP、OM、ON，故CE错误，D正确；(2)A.实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，只须保证同一高度滑下即可，故A错误；B.实验中，斜槽末端必须水平，保证小球做平抛运动，故B正确；C.为了防止碰撞后入射球反弹，入射小球的质量

m1

必须大于被撞小球的质量

m2

，故D.实验中，复写纸和白纸的位置不可以移动，确保落地点位置精准，故D错误；(3)根据动量守恒定律知

m1由平抛运动知

x=v0t，则

m1碰撞前总动量为

m1OPt=相对误差为

，故本次实验中两球的水平方向动量守恒。13.【解析】(1)由图可知，xAP=xBP，两列波会在P点相遇，

两列波还需要传播的距离为xAP=xBP=0.3m，对应时刻t0=xAPv

代入数据解得t0=0.75s；

(2)

t=0

时刻A、B两质点