山东省烟台市2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE12023—2024学年度第一学期期中学业水平诊断高二物理一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求，9~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。1.下列说法正确的是（）A.物体动能不变，其动量一定也不变B.物体有加速度时其动量不可能为零C.动量大的物体速率一定比动量小的物体速率大D.物体动量变化的方向总与它受到的合力的方向一致〖答案〗D〖解析〗A．动量是矢量，方向与速度方向相同，物体的速度大小保持不变，如果速度方向发生变化，则物体的动能不变，动量发生变化，A错误；B．物体有加速度时，若某一瞬间速度为零，则这一瞬间其动量可能为零，B错误；C．动量，与质量和速度有关，质量未知的情况下，无法判断动量大的物体速率是否比动量小的物体速率大，C错误；D．由动量定理可知，物体动量变化的方向总与它受到的合力的方向一致，D正确。故选D。2.下列说法正确的是（）A.电源的电动势就是电源两极间的电压B.电源单位时间向外提供的电能越多，表明电动势越大C.电源电动势的大小由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关D.在电源内部电流由负极流向正极，表明电源内部由负极到正极电势降低〖答案〗C〖解析〗A．电动势在数值上等于在外电路断路时用电压表直接接到电源两极间的示数，但当外电路有其他电阻时，电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，故A错误；B．根据电源向外提供的电能W=EIt可知：电源向外提供的电能不仅与电动势有关，还有电流和时间有关。故B错误；C．电源电动势的大小由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，是电源本身的性质，故C正确；D．电源内部，电流由负极流向正极，非静电力做功，电势升高。故D错误。故选C。3.关于描述物体做简谐运动物理量，下列说法中正确的是（）A.物体在1s内完成全振动的次数叫作振动频率B.做简谐运动的物体在各个时刻所处的不同状态叫作初相位C.做简谐运动的物体在运动过程中相距最远的两点之间的距离叫作振幅D.做简谐运动的物体先后两次经过同一位置所经历的时间叫作振动周期〖答案〗A〖解析〗A．物体在1s内完成全振动次数叫作振动频率，故A正确；B．物体在各个时刻所处的不同状态叫作相位，在开始时刻所处的状态叫作初相位，故B错误；C．物体偏离平衡位置最大的距离叫振幅，相距最远的两点之间的距离等于两个振幅，故C错误；D．物体先后以相同的运动状态通过同一位置所经历的时间叫作振动周期，故D错误。故选A。4.如图甲所示，一物块静止放在水平地面上，从时刻开始受到轻质细绳竖直向上的拉力F作用，其大小随时间变化的规律如图乙所示，已知物块质量，重力加速度，不计空气阻力。则物块在时刻的速度为（）A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.70m/s〖答案〗C〖解析〗拉力小于20N时，物体静止不动，由图像可知，0~6s拉力的冲量为物体运动的时间为，由动量定理代入数据可得故选C。5.为研究反冲运动，某同学将质量为的小液化气瓶（含液化气）固定在光滑水平面上质量为的小车上，开始时小车静止，如图所示。若打开液化气瓶后，极短时间内液化气瓶向后喷射气体的速度（对地）大小为，则当液化气瓶喷射出质量为的气体时，小车的速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗设当液化气瓶喷射出质量为的气体时，小车的速度大小为，取小车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得解得故选A。6.如图甲所示，当滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于0.2A时，电动机不发生转动，各电表均视为理想电表，电动机电阻不随温度变化而改变。则滑动变阻器R接入电路的最大阻值为（）A.30Ω B.34Ω C.36Ω D.40Ω〖答案〗A〖解析〗由闭合电路欧姆定律结合图像可知联立可得，由图像可知，当电动机不工作时当电路中电流最小时滑动变阻器R接入电路的电阻最大解得7.如图所示的电路中，、、是三个定值电阻，R是滑动变阻器，电压表、和电流表A都是理想电表，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法正确的是（）A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.电压表示数增大D.定值电阻消耗的功率增大〖答案〗B〖解析〗B．当滑动变阻器的滑片P向下移动时，R增大，整个回路总电阻增大，干路电流减小，由可知电压表示数增大，B正确；C．电阻两端电压为可知电压表示数减小，C错误；D．定值电阻消耗的功率为故其消耗的功率变小，D错误；A．两端的电压为可知增大。流过的电流为故其电流增大，所以电流表示数为所以电流表示数减小，A错误。故选B。8.如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向左运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略其它车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，2号车厢对3号车厢的作用力大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗设动车的速度为v，动车对空气的作用力为F，对一小段空气柱应用动量定理可得解得当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则解得当速度达到最大速度一半时，此时速度为此时受到的牵引力解得此时受到的阻力对整体根据牛顿第二定律对3、4、5号车厢，根据牛顿第二定律可得联立解得故选C。9.下列说法正确的是（）A.摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确B.只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率C.挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率D.洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象〖答案〗CD〖解析〗A．根据单摆周期公式知摆钟走得快了说明周期变小，必须调长摆长，才可能使其走时准确，故A错误；B．做受迫振动时，受迫振动的频率始终等于驱动力的频率，故B错误；C．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出。为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；D．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象，故D正确；故选CD。10.滑板运动备受青少年的青睐，其中一个动作为人越过横杆，滑板从横杆底下穿过，如图所示，若人的质量为50kg，人需要跳过一个高为0.65m的横杆，但考虑人过杆的时候可以曲腿，所以人起跳时只需要重心上升0.45m，假如起跳时人与板的作用时间为0.25s，重力加速度，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力作用，若人安全过杆，则下列说法正确的是（）A.起跳过程中，人与板之间作用力最小为600NB.起跳过程中，人竖直方向获得的合力的冲量最小为C.人从开始起跳到落回到滑板的过程中，始终处于超重状态D.人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板构成的系统水平方向上动量守恒〖答案〗BD〖解析〗A．依题意，人跳起后做竖直上抛运动，有解得人若要安全过杆，起跳的竖直分速度至少为取向上为正方向，根据动量定理解得故A错误；B．起跳过程中，人竖直方向获得的合力的冲量大小故B正确；C．人从开始起跳时加速度向上，处于超重状态；离开跳板至落回到滑板的过程中，加速度向下，处于失重状态，故C错误；D．人从开始起跳到落回到滑板的过程中，人与滑板水平方向不受外力，所以二者构成的系统水平方向.上动量守恒，故D正确。故选BD。11.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，重力加速度，则（）A.此单摆的摆长约为1mB.此单摆的摆长约为4mC.若摆长适当减小，共振曲线的峰将向右移动D.若摆长适当减小，共振曲线的峰将向左移动〖答案〗BC〖解析〗AB．当驱动力频率等于单摆固有频率时，单摆振幅最大。由图像可知当驱动力频率为0.250Hz时单摆振幅最大，故单摆固有频率为0.250Hz，故又因为联立可得摆长为故A错误，B正确；CD．由单摆周期公式可知故若摆长适当减小，则固有频率变大，共振曲线的峰将向右移动，C正确，D错误。故选BC。12.如图所示为某弹簧振子做简谐运动的振动图像，下列说法中正确的是（）A.内弹簧振子的路程为2.25mB.内弹簧振子的路程为1.95mC.该弹簧振子位移随时间变化的关系式为D.该弹簧振子位移随时间变化的关系式为〖答案〗AC〖解析〗AB．由图像可知，弹簧振子的振幅为，周期为，故内弹簧振子的路程为故A正确，B错误；CD．由题中已知数据可得故由可得该弹簧振子位移随时间变化的关系式为故C正确，D错误。故选AC。13.如图所示，曲线甲、乙分别是纯电阻直流电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，M点为甲、乙两曲线的交点，且为乙曲线的最高点。由该图可求得（）A.电源的内电阻为2ΩB.电源的电动势为8VC.电源的最大输出功率为16WD.电源被短路时，电源消耗总功率为32W〖答案〗ABD〖解析〗C．当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，根据图像可知，最大值为8

W，故C错误；B．根据P=UI可得，当I=2

A时，外电压为4

V，此时内电阻等于外电阻，所以内电压也为4

V，电源的电动势为8

V，故B正确；A．根据B选项分析可知，电源的内电阻为故A正确；D．电源被短路时，电源消耗的最大功率可达故D正确。14.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部挡板处，弹簧上端放一个质量为m的小物块A，A与弹簧间不拴接，开始时A静止于P点。另一质量也为m的小物块B从斜面上Q点由静止释放，与A发生正碰后立即粘在一起成为组合体，组合体在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（）A.弹簧的最大弹性势能为B.组合体动能的最大值为C.P、Q两点间的距离为D.P、Q两点间的距离为〖答案〗AD〖解析〗A．设O为弹簧处于原长时其上端的位置，x为碰撞前的形变量，则有解得当b与a成为组合体c时，恰好不离开弹簧，所以c最多运动至O处。组合体c做简谐振动，其平衡位置满足解得所以弹簧的最大压缩量为所以弹簧弹性势能的最大值为故A正确；B．设动能最大位置为点，则从O处到处有故B错误；CD．组合体从O运动至P点时即解得设碰撞前b的速度为，由动量守恒可得即物体在斜面上的加速度为所以故C错误，D正确。故选AD。二、本大题共4小题，共20分。把〖答案〗填在答题卡中指定的横线上。15.某同学用图甲所示装置来验证“斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”。实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量（）间接地解决这个问题。A.抛出点到落点的距离B.小球做平抛运动的水平位移C.小球抛出点距地面的高度HD.小球开始释放时距离桌面的高度h〖答案〗B〖解析〗实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是小球的竖直位移均相同，根据可知运动时间相同，因为水平匀速，所以水平位移和水平速度成正比，可以用水平位移来代替水平速度，则可以通过仅测量小球做平抛运动的水平位移间接地解决这个问题。故选B。16.欧姆表是在电流表的基础上改装而成的，为了使测量电阻时电流表指针能够偏转，表内应有电源。如图所示是一个简单的欧姆表电路，已知电源的电动势为E，内阻为r，电流表满偏电流为，内阻为。（1）当红、黑表笔直接接触时（相当于被测电阻为0），调节可变电阻R的阻值，使电流表指针指在最大值，则此时可变电阻R的阻值可表示为________（用题目中所给字母表示）；（2）当红、黑表笔之间接有待测电阻时，电流表指针指在处，则由闭合电路欧姆定律可得与的关系式为________（用题目中所给字母表示），由关系式可知与之间________（选填“是”或“不是”）线性关系。〖答案〗（1）（2）不是〖解析〗（1）[1]欧姆调零时，两表笔短接，电流表满偏，则根据闭合电路欧姆定律，可以写出此时电路的电流的大小解得（2）[2]接入待测电阻后，同样根据闭合电路欧姆定律有解得[3]由关系式可知与之间不是线性关系。17.在“用单摆测定重力加速度”的实验中。（1）测周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置n次的时间为t，则单摆摆动的周期为________；（2）实验时某同学在正确操作和测量的情况下，测得多组摆长l和对应的周期T，画出图像。在图线上选取M、N两个点，找到两点相应的横、纵坐标，如图所示，利用该两点的坐标可得重力加速度表达式________，此结果________（选填“可以”或“不可以”）消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。〖答案〗（1）（2）可以〖解析〗（1）[1]摆球每经过平衡位置2次为单摆一个周期，单摆摆动的周期为（2）[2]单摆的周期公式为整理得图象的斜率为利用该两点的坐标可得重力加速度表达式为（3）[3]通过图像斜率测量重力加速度可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。18.某一数码设备的电池电动势E约为9V，内阻约为2Ω，某同学利用下列器材准确地测量其电动势和内阻：A.电流表（量程0.6A，内阻约为3Ω）B.电压表（量程4V，内阻为4kΩ）C.电压表（量程50V，内阻为50kΩ）D.定值电阻E.定值电阻F.滑动变阻器R（阻值范围）（1）电压表应选________，定值电阻应选________（选填选项前的字母序号）；（2）在下边的虚线框中画出该实验的测量电路图________；（3）若将滑动变阻器滑片滑到某一位置，闭合电键，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势E和内阻r之间的关系式为________。〖答案〗（1）BD（2）（3）〖解析〗（1）[1][2]电源电动势为9V，直接使用量程50V的电压表太大，会导致在使用中指针总偏不过的刻度，故只能选4V量程的电压表。但用4V量程的电压表又不够用，所以需要把它与一定值电阻串联改装成新的电压表，定值电阻阻值应与4V量程的电压表内阻接近，所以选用R1。（2）[3]电压表的内阻较大，所以采用电流表外接，误差较小。所以设计电路如下（3）[4]当电压表读数为U时，改装的电压表总电压为由闭合电路欧姆定律有三、本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后〖答案〗的不能得分。有数值计算的题，〖答案〗必须明确写出数值和单位。19.如图所示，电源电动势，内阻未知，小灯泡标有“3V6W”，电动机D的内阻，当闭合电键S、将滑动变阻器R的滑片调到某一合适位置时，灯泡正常发光，电动机的机械功率为12W，电流表的示数为1A。电表均为理想电表，求：（1）滑动变阻器R接入电路的有效阻值；（2）电源的内阻。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）灯泡正常发光，根据得，流过灯泡的额定电流因此流过电动机的电流电动机产生的热功率为电动机总功率为又因为联立可得（2）干路中的电流为由闭合电路欧姆定律解得20.一弹簧振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点O，时振子的位移为，时振子的位移第一次为，时振子的位移第二次为，求：（1）该振子可能的振幅A及对应的周期T；（2）从时刻开始该振子位移随时间变化的关系式。〖答案〗