山东省烟台市高二上学期11月期中考试物理试题（含答案解析）

2024—2025学年度第一学期期中学业水平诊断高二物理注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。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.惯性越小的物体动量越小B.物体的动能若不变，则动量一定不变C.物体动量的方向一定与其所受合力的方向一致D.一个物体在做匀速圆周运动的过程中，动能保持不变，动量时刻改变【答案】D【解析】【详解】A．质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量大小取决于质量与速度大小的乘积，因此惯性越小的物体动量不一定越小，故A错误；B．若物体的动能不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可以改变，因此动量可以改变，故B错误；C．合外力的方向或者加速度方向与动量变化量的方向相同，不一定与动量的方向相同，故C错误；D．一个物体在做匀速圆周运动的过程中，速度大小不变，动能保持不变，速度方向时刻改变，动量时刻改变，故D正确。故选D。2.下列说法正确的是（）A.洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率B.为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁C.在某节目中歌手利用歌声震碎玻璃杯，属于声音的共振现象D.路面共振破碎机停止工作后，水泥路面振动的频率随着振幅减小而减小【答案】C【解析】【详解】A．洗衣机工作时，为使其保持稳定，不发生共振，机壳的振动频率不能等于其固有频率，故A错误；B．部队要便步通过桥梁，防止出现一致的策动力，避免桥梁发生共振，故B错误；C．在某节目中歌手利用歌声震碎玻璃杯，属于声音的共振现象，故C正确；D．路面共振破碎机停止工作后，水泥路面振动的振幅减小，但频率是不变的，故D错误。故选C。3.下列关于简谐运动的振幅、周期和频率的说法正确的是（）A.物体位于平衡位置时，一定处于平衡状态B.振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处C.简谐运动的振幅越大，则其运动的周期一定越长D.做简谐运动的物体，其频率与振幅无关，由振动系统本身的性质决定【答案】D【解析】【详解】A．处于平衡位置，物体的回复力一定为零，但合力不一定为零，也不一定处于平衡状态，比如单摆，故A错误；B．振幅是标量，故B错误；CD．做简谐振动的物体其周期和频率是一定的，与振幅无关，所以振幅增大，周期和频率保持不变，其周期和频率由振动系统本身的性质决定，故C错误，D正确。故选D。4.一根电阻丝，在通过2C的电量时，消耗的电能为8J，若在相同时间内通过4C的电量时，电阻器上所加的电压U和消耗的电能E各是（）A.U=4V，E=16J B.U=8V，E=16J C.U=4V，E=32J D.U=8V，E=32J【答案】D【解析】【详解】在通过2C的电量时，消耗的电能为8J，此时金属丝两端的电压为若在相同时间内通过4C的电量时，根据电流的定义可知，通过金属丝的电流变为原来的2倍，根据欧姆定律可知则消耗的电能为故选D。5.如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，其摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（）A.该单摆摆长约为2m B.t＝1s时，摆球偏离平衡位置的位移最大C.t＝1.5s时，摆球所受回复力最大，速度为零 D.0.5~1s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大【答案】C【解析】【详解】A．由乙图图像可知单摆周期为T=2s，由解得故A错误；B．由乙图可知t＝1s时，摆球的位移为零，即摆球刚好在平衡位置。故B错误；C．t＝1.5s时，摆球位于最大位移处，速度为零，位移最大，根据可知此时摆球所受回复力最大。故C正确；D．0.5~1s的过程中，摆球的位移逐渐减小，即向下摆动回到平衡位置，重力做正功，重力势能逐渐减小。故D错误。故选C。6.如图所示，将一质量为1kg、半径为15cm的光滑半圆形槽静置于光滑水平面上，今让一质量为0.5kg的小球自左侧槽口从A点由静止开始落下，小球到达右边最高点时，小球通过的水平位移为（）A.10cm B.15cm C.20cm D.25cm【答案】C【解析】【详解】小球在半圆槽内运动的全过程中，地面光滑，小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受的合外力为零，小球与半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒，小球到达右边最高点时，小球和圆槽通过的水平位移大小分别为x、y，如图所示小球和圆槽组成的系统在水平方向上动量守恒，在运动过程中小球和圆槽在任意时刻的水平速度满足则有根据位移关系可得解得小球到达右边最高点时，小球通过的水平位移是故选C。7.在当今这个绿色能源日益受到重视的时代，农村光伏产业正逐渐崭露头角，成为众多创业者的新宠。如图所示，是某户居民房顶平台安装的太阳能电池板。据房主介绍，利用这些电池板收集太阳能发电，发电总功率可达6kW，工作电压为380V，设备使用年限在25年以上；发电总功率的20%供自家使用，还有富余发电以0.5元/度（1度=1kW·h）价格并入国家电网，一天按照8小时日照时间计算。则下列说法正确的是（）A.该光伏项目年发电量约为5.2×104kW⋅hB.该光伏项目富余发电的年收入约为2000元C.该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏120W的白炽灯工作600小时D.若一吨标准煤可以发电约3000度，则该组件在使用年限内共可节约约为146吨煤【答案】D【解析】【详解】A．该光伏项目年发电量约为选项A错误；B．该光伏项目富余发电的年收入约为选项B错误；C．该光伏项目平均每天的发电量大约可供一盏120W的白炽灯工作时间选项C错误；D．若一吨标准煤可以发电约3000度，则该组件在使用年限内共可节约煤约为选项D正确。故选D。8.2024年5月3日，嫦娥六号探测器被送进入地月转移轨道，它在月球背面进行软着陆，携带约2000g月壤返回地球。当探测器在月球表面向下喷出气体时，探测器悬停在月表上空。已知探测器竖直向下喷射的气体密度为，横截面积为S，喷出时的速度大小为v，月球表面的重力加速度为g。若近似认为喷射气体的重力忽略不计，探测器的质量保持不变，不计空气阻力，则该探测器的质量为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设时间t内喷出气体质量为m，则有设探测器对气体的力为F，以竖直向下为正方向，根据动量定理有解得根据牛顿第三定律可知气体对探测器的力又探测器悬停在地表上空，则有解得故选A。9.如图所示为快速击打羽毛球时将固定的西瓜打爆的情形，假设羽毛球的质量为5g，初速度为270km/h，与西瓜接触的时间为0.01s，之后羽毛球速度减为0，忽略空气阻力的影响，重力加速度，则关于该羽毛球击打西瓜过程，下列说法正确的是（）A.羽毛球对西瓜的作用力大小约为37.5NB.若以羽毛球与西瓜为系统，则系统的动量守恒C.羽毛球接触西瓜时的初动量大小为1350kg·m/sD.羽毛球与西瓜相互作用的过程，羽毛球动量变化量的方向与原速度方向相反【答案】AD【解析】【详解】B．若以羽毛球与西瓜为系统，系统的初动量不为0，末动量为0，系统的动量不守恒，故B错误；C．羽毛球接触西瓜时的初动量大小为故C错误；D．羽毛球与西瓜相互作用的过程，羽毛球动量变化量方向与羽毛球飞来的方向（原速度方向）相反，故D正确；A．根据动量定理可得解得西瓜对羽毛球的作用力大小为根据牛顿第三定律知，羽毛球对西瓜的作用力大小为，故A正确。故选AD。10.如图所示为一弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是（）A.该弹簧振子的周期为6s B.该弹簧振子的振幅为5cmC.该弹簧振子在前20s的总路程是1m D.该弹簧振子在前20s的总位移是0.05m【答案】BC【解析】【详解】AB．由题图振动图像可得，弹簧振子的振幅为该弹簧振子的周期为故A错误，B正确；CD．前20s经过了个周期，则位移为总路程故C正确，D错误。故选BC。11.如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，，，系统静止时弹簧伸长x＝15cm，未超出弹性限度。若剪断A、B间细绳，则A在竖直方向做简谐运动，重力加速度。下列说法正确的是（）A.弹簧的劲度系数为50N/m B.A球的振幅为15cmC.A球的最大加速度为10 D.小球运动过程中，弹簧的最大压缩量为5cm【答案】AD【解析】【详解】A．根据题意可知解得故A正确；B．剪断A、B间细绳后，A球平衡时有可得弹簧的伸长量为刚剪断细绳时弹簧比A球平衡时多伸长的长度就是振幅，即故B错误；C．剪断A、B间细绳瞬间，A球的加速度最大，则有故C错误；D．根据对称性可知，向A振动到最高点时，A球的加速度大小为，方向向下，此时弹簧的压缩量最大，则有解得弹簧的最大压缩量为故D正确。故选AD12.如图所示，R2为滑动变阻器，R、R1、R3为定值电阻，电路中电表均为理想电表，开关S断开。则下列说法正确的是（）A.闭合开关S，A1、A2的示数都变大B.闭合开关S，V、A3的示数都变小C.若R2的滑片向左移动，A1、A3的示数都变大D.若R2的滑片向左移动，V和A1的示数变化量之比不变【答案】BD【解析】【详解】AB．S闭合，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则A1的示数变大，R两端电压变大，所以电压表V示数变小，根据欧姆定律可知，通过R2和R3的电流减小，则A2和A3的示数变小，故A错误，B正确；C．若R2的滑片向左移动，R2接入电路阻值变小，则电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则A1的示数变大，R两端电压变大，R3两端电压变小，通过R3的电流变小，则通过R2的电流变大，所以A2的示数变大，A3示数变小，故C错误；D．若R2的滑片向左移动，根据闭合电路欧姆定律可得可知即V和A1示数变化量之比不变，故D正确。故选BD。13.如图所示，静止在光滑的水平面上的物块乙、丙通过处于原长的轻质弹簧拴接。离物块乙有一定距离的物块甲以大小为4m/s的初速度水平向左运动，物块甲、乙碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起运动。已知物块甲、乙、丙的质量分别为1kg、3kg、6kg，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能最大值为1.2JB.物块丙的最大速度为C.弹簧压缩至最短时物块丙的速度大小为0.4m/sD.物块甲、乙碰撞过程中，物块甲、乙、丙构成的系统机械能守恒【答案】AC【解析】【详解】C．整个过程中物块甲、乙、丙构成的系统动量守恒，且三者共速时弹簧压缩至最短，则有解得故C正确；A．物块甲、乙碰撞时有解得弹簧压缩至最短时有故A正确；B．弹簧第一次恢复原长时物块丙的速度最大，则有解得故B错误；D．物块甲、乙碰撞后粘在一起，属于完全非弹性碰撞，有内能产生，此过程物块甲、乙、丙构成的系统机械能不守恒，故D错误。故选AC。14.某同学为研究“电动机工作过程中的能量转化”，设计了如图甲所示的电路，其中定值电阻R＝2.0Ω，当卡住电动机让其不转动时，闭合开关S，读出电压表和电流表的示数分别为2.4V和0.3A，断开开关。接下来打开位移传感器软件，再次闭合开关S，电动机正常工作并向上吊起重物及位移传感器，读出此时电压表和电流表的示数分别为2.8V和0.1A，位移传感器软件记录重物的位置x随时间t变化的关系图像如图乙所示，最后关闭位移传感器软件，断开开关S。电表均视为理想电表，重力加速度。下列说法正确的是（）A.直流电源的内阻r＝1ΩB.电动机正常工作时产生的电热功率为0.06WC.电动机正常工作时的效率约为76.9%D.重物和位移传感器的总质量为0.4kg【答案】BCD【解析】【详解】A．卡住电动机让其不转动时电动机正常工作时联立解得故A错误；B．电动机卡住时，可算出电动机内阻则电动机正常工作时产生的电热功率故B正确；C．电动机正常工作时两端电压电动机正常工作时总功率则电动机正常工作时的效率约为故C正确；D．由x-t图可知重物上升速率为因重物与位移传感器做匀速直线运动，则电动机的有用功率解得重物和位移传感器的总质量故D正确。故选BCD。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.如图所示为某简易欧姆表的工作原理图。已知内置电源的电动势E＝2V，内阻r＝2Ω，表头的满偏电流为，欧姆调零后，该欧姆表的总内阻为__________Ω。若某次测量时表针偏转到满刻度处，则待测电阻的阻值为__________Ω。【答案】①.4000②.8000【解析】【详解】[1]根据欧姆定律可知[2]若某次测量时表针偏转到满刻度处，根据欧姆定律解得16.某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕；④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕、；（1）经分析可知，在步骤④中压痕是球__________（选填“a”或“b”）在白纸上留下的痕迹；（2）本实验必须测量的物理量有；A.小弹簧的压缩量B.木板距离桌子边缘的距离C.小球a、b的质量、D.小球在木板上的压痕、、分别与P之间的竖直距离、、（3）用（2）中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒，其表达式为____________________。【答案】（1）a（2）CD（3）【解析】【小问1详解】经分析可知，水平方向位移相同，竖直方向位移大则时间长对应水平速度小，碰撞后a球速度小，在步骤④中压痕是球a碰后在白纸上留下的痕迹；【小问2详解】小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为x，由平抛运动规律得：水平方向x=vt竖直方向解得碰撞前，小球m1落在图中的P2点，设其水平初速度为v0．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的P3点，设其水平初速度为v1，m2的落点在图中的P1点，其水平初速度为v2，小球碰撞的过程中若动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2即则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量m1、m2以及小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3；故选CD。【小问3详解】验证两球碰撞过程中动量守恒表达式为17.某实验小组利用单摆测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示：（1）实验中，发现某次测得的重力加速度的值偏小，其原因可能是A.单摆所用摆球质量太大B.以摆线的长度作为摆长来进行计算C.把（n－1）次全振动时间误当成n次全振动时间D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了（2）从悬点到小球重心的距离记为摆长l，通过不断改变摆长l的长度，该小组测得多组摆长l和对应的周期的平方，然后在图乙所给的坐标系中作出了l－图像，在图像中选取A、B两个点，坐标如图所示，则可求得当地的重力加速度g＝__________。（用图乙中所给字母表示）【答案】（1）BD（2）【解析】【小问1详解】根据得A．单摆所用摆球质量大小与重力加速度无关，选项A错误；B．以摆线的长度作为摆长来进行计算，摆长偏小，重力加速度偏小，故B正确；C．把（n-1）次全振动时间误当成n次全振动时间，则周期测量值偏小，重力加速度测量值偏大，故C错误；D．振动中出现松动，使摆线长度增加了，则代入计算的摆长偏小，则g测量值偏小，故D正确。故选BD。【小问2详解】.根据得则解得18.在实验室中，某实验小组用以下器材来测量一旧的层叠电池的电动势（4V左右）和内阻（估计5Ω左右）。电流表（量程100mA，内阻2Ω）电流表（量程500mA，内阻1Ω）电压表（量程3V，内阻2kΩ）电压表（量程1.5V，内阻1kΩ）滑动变阻器（最大阻值100Ω，额定电流1A）滑动变阻器（最大阻值4kΩ，额定电流1A）开关和导线若干（1）该实验小组设计了如图甲所示的电路图，则电流表应选用__________（选填“”或“”），所选滑动变阻器为__________（选填“”或“”）；（2）实验过程中若电压表的示数为1.6V，此时电压表的示数应为__________V；（3）改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表的示数U和对应的电流表的示数I，利用描点法做出如图乙所示的U－I图像。由图像可求出电源的电动势为__________V，内阻为__________Ω。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）①.A2②.R1（2）0.8（3）①.4.2②.6.0【解析】【小问1详解】[1]根据欧姆定律可知最大电流A=800mA故选。[2]为方便操作，滑动变阻器选择即可。【小问2详解】根据串联电路电压与电阻关系可知解得V【小问3详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律有变形得根据图像斜率与截距可知V，解得V，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E＝12V，内阻未知，小灯泡标有“3V1.5W”的字样，小灯泡标有“3V3W”的字样，电动机D的内阻，当闭合开关S、将滑动变阻器R的阻值调到某一数值时，理想电压表示数，两灯泡和电动机均能正常工作，求：（1）电源的内阻；（2）电动机的输出功率；（3）滑动变阻器R接入电路的有效阻值。【答案】（1）2Ω（2）1.75W（3）14Ω【解析】【小问1详解】两灯泡均正常发光，根据P＝UI得：流过灯泡L2的额定电流I2＝＝1A路端电压U＝U1＋UL1＋UL2＝10V由闭合电路欧姆定律E＝U＋I2r解得r＝2Ω【小问2详解】流过电动机的电流等于流过灯泡L1的额定电流I1＝＝0.5A电动机的总功率PD＝IDU1＝2W电动机的热功率P内＝ID2rD＝0.25W电动机的输出功率P出＝PD－P内＝1.75W【小问3详解】流过滑动变阻器的电流IR＝I2－I1＝0.5A滑动变阻器R接入电路的有效阻值R＝＝14Ω20.甲、乙两个单摆在同一地点摆动的振动图像如图所示。（1）写出甲、乙两个单摆位移随时间的变化关系式；（2）求甲、乙两个单摆的摆长之比。【答案】（1）（cm），（cm）（2）【解析】【小问1详解】根据图像可知甲的振幅为8cm，乙的振幅为4cm，根据通过将图像中的坐标代入，解得（cm），（cm）【小问2详解】根据解得21.如图甲所示，光滑的水平面上有一足够长的木板A，木板上表面放一质量的小物块B，在木板A右方水平面上有一竖直固定挡板，刚开始A、B以相同的速度一起向右匀速运动。t＝0时刻，木板A和竖直挡板发生碰撞，忽略木板和挡板碰撞的时间，整个过程它们的速度v随着时间t变化的关系图像如图乙所示（取向右运动方向为正方向）。已知时刻A、B再次达到共速，整个过程小物块B在木板A上的划痕长度L＝21m，重力加速度，求：（1）木板A和竖直挡板发生碰撞过程中，挡板对木板A作用力的冲量大小；（2）的数值；（3）A、B间的动摩擦因数。【答案】（1）42kg·m/s（2）3s（3）0.35【解析】【小问1详解】从木板和挡板碰后到A、B再次达到共速过程中，系统动量守恒mAvA＋mBvB＝（mA＋mB）v共由图像知vA＝－6m/svB＝8