山东省枣庄市滕州市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题

这是一份山东省枣庄市滕州市第一中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题，共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列说法正确的是（ ）
A. 均匀变化的磁场周围一定存在着变化的电场
B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关
D. 电源电动势E的大小，与非静电力做功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场周围一定存在着恒定的电场，故A错误；
B．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与温度有关，故C正确；
D．电源电动势在数值上等于非静电力做功W与移送电荷量q的比值，但电动势是电源本身的属性，与非静电力做功及移送电荷量无关，故D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了减少动量的变化
B. 图乙中描述的是多普勒效应，静止的A观察者接收到波的频率小于静止的B观察者接收到波的频率
C. 图丙中，使摆球A先摆动，则摆动后 B球的周期最大、C球的周期最小
D. 图丁中，光纤的外套的折射率大于内芯的折射率
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作不能减少动量的变化，根据动量定理
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B．图乙中描述的是多普勒效应，静止的A观察者接收到波的频率小于波源的频率，静止的B观察者接收到波的频率大于波源频率，所以静止的A观察者接收到波的频率小于静止的B观察者接收到波的频率，故B正确；
C．图丙中，使摆球A先摆动，则摆动后 B、C做受迫振动，周期相同，故C错误；
D．图丁中，光纤发生全反射，所以的外套的折射率小于内芯的折射率，故D错误；
故选B。
3. 闭合金属线圈或线框在磁场中运动的情景如下各图所示，有关线圈或线框中磁通量变化或产生感应电流的说法中正确的有（ ）
①甲图，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域到达Q的过程中，线框中始终有感应电流
②乙图，磁感线方向向右，垂直纸面的线圈从P到达Q的过程中，线圈中有感应电流
③丙图，线圈从磁铁的上端M到达N的过程中，线圈中磁通量先增大后减小
④丁图，与通电导线（无限长）在同一平面内的线框沿导线向上运动过程中，线框中有感应电流
A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④
【答案】C
【解析】
【详解】①甲图，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域到达Q的过程中，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流，在线框完全进入磁场区域到达Q的过程中，穿过线框的磁通量不会发生变化，没有有感应电流，①错误；
②乙图，磁感线向右，垂直纸面的线圈从P到达Q的过程中，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应电流，②正确；
③丙图，线圈从M磁铁上端到达N的过程中，穿过线圈的磁感线先变多后变少，线圈中磁通量先增大后减小，③正确；
④丁图，与通电导线（无限长）在同一平面内的线框沿导线向上运动过程中，穿过相框的磁通量不变，线框中没有感应电流，④错误。
C正确。
故选C。
4. 一个质量的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，g取，则下列说法不正确的是（ ）
A. 运动员与网面接触过程动量的变化量大小为
B. 网对运动员平均作用力为
C. 运动员和网面接触过程中弹力的冲量大小为
D. 从自由下落开始到蹦回高处这个过程中运动员所受重力冲量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员自由下落刚接触网面速度为
方向向下，离开网面的速度为
方向向上，故动量的变化量大小为
故A正确，不符合题意；
B．网面接触过程中，网对运动员的平均作用力，由动量定理得
解得
故B错误，符合题意；
C．运动员和网面接触过程中弹力的冲量
故C正确，不符合题意；
D．运动员自由下落刚接触网面的时间
离开网面上升的时间
重力冲量
故D正确，不符合题意。
故选B。
5. 波源和振动方向相同，频率均为，分别置于同一均匀介质中的A、B两点，。两波源产生的简谐横波沿直线相向传播，波速为。已知两波源振动的初始相位相同，则A、B间合振幅最小的点和合振幅最大的点的个数分别为（ ）
A. 3 2B. 4 5C. 3 4D. 4 3
【答案】C
【解析】
【详解】两列波的波长为
以A为坐标原点，设P为AB间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为

合振动振幅最小的点的位置满足
联立可知，当时，可得
当时，可得
当时，可得
当时，可得
即A、B间合振动振幅最小的点的个数为4个；
合振动振幅最大的点的位置满足
当时，可得
当时，可得
当时，可得
合振动振幅最大的点的个数为个，C正确。
故选C。
6. 如图所示，在水平光滑杆上的一弹簧振子沿x轴在A、B两点之间做简谐运动，A、B两点之间的距离为，某时刻振子沿x轴负方向经过C点。之后第二次经过D点，已知振子经过C，D两点时的速度大小均为v，C、D两点之间的距离为，下列说法不正确的是（ ）
A. 振子做简谐运动的周期为
B. 振子在任何四分之一个周期内运动的路程最大值为
C. 振子在任何四分之一个周期内运动的路程最小值为
D. 振子在任何半个周期内运动的路程一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知某时刻振子沿x轴负方向经过C点，之后第二次经过D点，可知
周期
T=4s
选项A正确；
B．振子的振幅为A=8cm振子在平衡位置附近的速度最大，则振子在平衡位置前后各振动的四分之一个周期内运动的路程最大，最大路程为
选项B正确；
C．同理，振子在波峰（或波谷）前后振动的四分之一个周期内运动的路程最小，最小路程为
选项C错误；
D．振子在任何半个周期内运动的路程一定为，选项D正确。
此题选择不正确的，故选C。
7. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点。如图乙所示为质点Q的振动图像，则（ ）
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波的传播速度为
C. 质点P从0时刻到时刻经过的路程可能为
D. 质点P的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知时刻，质点Q向上振动，根据上下坡法可知，波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图甲可知，波长为8m，由图乙可知，周期为0.2s，波的传播速度为
故B错误；
C．质点P从0时刻到时刻有

处于平衡位置的质点从0时刻到时刻经过的路程

当时，
由于质点P不在平衡位置，从0时刻到时刻经过的路程不可能为，故C错误；
D．质点Q的振动方程为
质点P与质点Q相位差恒定，为
故质点P的振动方程为
故D正确。
故选D。
8. “雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意象。当雨滴竖直下落的速度为v时，为估算雨打芭蕉产生的压强p，建立以下模型：芭蕉叶呈水平状，落到芭蕉叶上的雨滴一半向四周溅散开，溅起时竖直向上的速度大小为，另一半则留在叶面上。已知水的密度为，不计重力和风力的影响，则压强p为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设芭蕉叶的面积为S，t时间内落到芭蕉叶上面雨滴的质量m=；
根据题意有一半的雨滴向四周散开，设竖直向上为正方向，根据动量定理可知
另一半则留在叶面上，根据动量定理
根据压强定义式
联立解得
故选D。
二、多项选择题
9. 如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为（不考滤温度变化对灯泡的影响），r为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光．将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（ ）

A. 两灯泡逐渐变暗
B. 示数变小、的示数增大
C. 电源的输出功率增大，效率增大
D. 与比值等于与的的比值的2倍
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．由图可知，灯泡L1、灯泡L2和滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡L1的电压，电压表V2测电路的外电压，电流表A测量总电流。将滑动变阻器滑片向下滑动，R0接入电路电阻增大，则总电阻变大，总电流减小，即电流表A的示数减小，则两灯泡的电流减小，都变暗；所以V1的示数减小，电源内阻分压减小，所以外电压增大，即V2的示数增大，故AB正确；
C．当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则电源内阻为r，两个灯泡电阻之和为4r，则当滑动变阻器阻值增加时，外电阻远离电源内阻，则电源的输出功率减小，电源的效率
则电源效率增大，选项C错误；
D．因
即与比值等于与的的比值的2倍，选项D正确。
故选ABD。
10. 如图，表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列横波的振幅均为A，b、c是a、d连线上的点，b为该连线中点，c在b、d之间，下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c、d四处质点的振动均加强，且它们每个点的振幅均为2A
B. 图示时刻，b处质点正处在平衡位置且向下运动
C. 图示时刻，e处质点位移为零，再经过四分之一周期，e点处于最大位移处
D. 从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为A
【答案】AB
【解析】
【详解】A．因为a是谷谷相遇点，振动加强；d是峰峰相遇点，振动加强，而ad连线上的点振动都是加强的，则a、b、c、d四处质点的振动均加强，且它们每个点的振幅均为2A，选项A正确；
BD．图示时刻，b处质点在ad的中点，可知b质点为振动加强点，且正处在平衡位置且向下运动，从图示时刻经四分之一周期，b处质点通过的路程为2A，选项B正确，D错误；
C．图示时刻，e处质点为峰谷相遇点，振动减弱，则该处质点的位移始终为零，选项C错误；
故选AB。
11. 图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，a小于5°且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母以及重力加速度g均为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法中正确的是（ ）

A. 该单摆的周期为
B. 该单摆的摆长为
C. 可以求出摆球质量
D. 可以求出摆球质量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．该单摆的周期为
选项A错误；
B．根据
可得该单摆的摆长为
选项B正确；
CD．设摆角为θ，则在最高点时
在最低点时
其中
联立解得
选项C正确，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，水平光滑桌面上，轻弹簧的左端固定，右端连接物体P，P和Q通过轻绳绕过定滑轮连接。开始时，系统处于静止状态，滑块P处于位置O。将滑块P向左推至弹簧原长的位置A点后由静止释放，滑块未与定滑轮相碰，当Q向下运动到最低点时绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度。已知弹簧振子的周期公式为，P和Q的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦，则（ ）

A. 绳子能承受的最大拉力为
B. 绳断后物体做简谐运动的振幅为
C. 绳断后物体回到位置A时的速度大小为
D. 从绳断到物体第一次回到位置A时所用的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．将P、Q看成整体，P在A点时弹簧处于原长，根据牛顿第二定律得：
mg=2ma
根据对称性，Q到达最低点的加速度与初始位置大小相等，因此
T-mg=ma
解得
T=mg
故A错误；
B．物块P在O点时弹簧伸长量为
由对称性可知，当Q的速度为零时，物块P从O点向右运动也为
绳断后物体做简谐运动，平衡位置为A点，则此时振子的振幅为
选项B正确；
C．P从A点到Q到达最低点的由能量关系
绳断后物体回到位置A时由能量关系
解得物体回到位置A时的速度大小为
选项C正确；
D．从绳断到物体第一次回到位置A时所用的时间为
选项D错误。
故选BC。
三、非选择题
13. （1）某实验小组分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做“用单摆测定重力加速度”的实验，各组数据如下。应选用第______组实验数据：
（2）甲同学选择了合理的实验装置后，用游标卡尺测小球的直径，游标卡尺读数部分如图所示，读数为______。
（3）甲同学接下来测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出图像中的实线，如下图所示，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度______。
（4）乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学做出的图像为______。
A．虚线①，不平行 B．虚线②，平行
C．虚线③，平行 D．虚线④，不平行
【答案】 ①. 2 ②. 2.050 ③. ④. B
【解析】
【详解】（1）[1] 摆球要选择密度大一些的材料，这样可以使得空气阻力对实验的影响较小；同时摆线长1m左右，最大的摆角不能超过5°，全振动的次数要在30次以上。故选第2组数据。
（2）[2] 游标卡尺的分度值为0.05mm，不需要估读，则读数为
20mm+0.05mm×10=20.50mm=2.050cm
（3）[3] 根据单摆的周期公式
整理得
根据题意可得
则
（4）[4] 在测量摆长时忘记了摆球的半径，设为摆线的长度，r为摆球的半径，则
整理得
由上述分析可知，图线与OM要平行，且与纵轴的交点在纵轴的正半轴。
故选B。
14. 某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时，完成了如下操作：
（1）首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值：将选择开关旋至欧姆“”的挡位，欧姆调零后将两表笔与该电阻相接，其示数如图甲所示，则该电阻的阻值约为______；测量完毕后，将选择开关旋至OFF挡或交流电压最大挡．
（2）为了精确地测量该电阻的阻值，可供选择的实验器材如下：
电源E，电动势约为，内阻r约为；
电流表，量程为，内阻约为；
电流表，量程为，内阻约为；
电压表，量程为，内阻；
电压表，量程为，内阻约为；
定值电阻，有四种规格供选：、、；
滑动变阻器R，最大阻值为，额定电流；
单刀单掷开关S一个，导线若干．
该小组同学设计的电路如图乙所示，综合提供的实验器材分析下列问题：
①图中的电表①选：电表②应为______（填实验器材的符号）
②定值电阻的规格应选择______
③若①、②表的示数分别为a、b，则待测电阻的阻值______（用测量量和已知量的符号表示）
【答案】 ①. 170 ②. V1 ③. 50 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]该电阻的阻值约为17×10Ω=170Ω；
（2）电路中的最大电流不超过
两个电流表的量程都过大，则可用已知内阻的电压表V1与50Ω的定值电阻并联，可充当量程为
的电流表；则
①[2]图中的电表①选：电表②应为V1；
②[3]定值电阻的规格应选择50Ω；
③[4]若①、②表的示数分别为a、b，则待测电阻的阻值
15. 如图所示，是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直边射入。已知棱镜的折射率，，，，光在真空中的传播速度为，求：
（1）光线从O点传播到边所需时间；（可带根号）
（2）光线第一次射出棱镜时的出射角；
（3）在答题纸相应位置作出光线从O点开始入射到第一次射出棱镜的光路图。
【答案】（1）；（2）45°；（3）
【解析】
【详解】（1）设光线与AB边的交点为E，如图所示，根据几何关系可得
OE=OAtan60°=1×cm=cm
光在介质中的传播速度为
所以光线从O点传播到AB边所需时间为
（2）根据折射率与临界角的关系得
解得临界角为
C=45°
根据几何关系，光线从O点传播到AB边时，入射角等于60°，大于临界角，所以发生全反射，光线传播到BC边时入射角也等于60°，发生全反射，当光线到达CD边时，入射角等于30°，小于临界角，发生折射，光路图如上图所示。根据折射定律
解得
β=45°
（3）光线从O点开始入射到第一次射出棱镜的光路图，如上图所示。
16. 如图所示，质量均为的物块a、b用劲度系数为的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上物块a正上方有一个质量也为m的物块c，将c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面。忽略空气阻力，轻弹簧足够长且始终在弹性限度内，重力加速度g取，求：
（1）整个过程中轻弹簧的最大弹力；
（2）c与a粘合后做简谐运动的振幅；
（3）刚开始释放物块c时，c离a的高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物体b恰好不脱离地面，所以a、c整体向上到最高点时，弹簧是伸长状态，弹力大小为
a、c整体向下运动到最低点时，弹簧是压缩状态，弹力设为，碰后a、c整体在竖直方向做简谐运动，最高点、最低点的回复力大小相等，方向相反，则有
联立解得
最低点时，弹簧的弹力最大，所以弹簧的最大弹力为10N。
（2）c与a粘合后做简谐运动过程中，两物体在平衡位置时，设弹簧形变量为，则有
解得
设两物体在最低点时，弹簧形变量为，则有
解得
可知振幅为
（3）设刚开始释放物块c时，c离a的高度为，则c与a碰前速度大小为
c与a碰撞时间极短，由动量守恒定律可得
解得碰后a、c共同速度大小为
a、c碰撞前瞬间，弹簧的压缩量为
从a、c碰后至最高点时，弹簧的伸长量为
从a、c碰后瞬间到反弹至最高点的过程，a、c整体上升的高度为
由于碰撞瞬间弹簧的压缩量等于碰后弹至最高点弹簧的伸长量，则两个位置的弹性势能相等，根据系统机械能守可得
解得
17. 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轴和处，两波的波速均为，波源的振幅均为。如图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴和的P、Q两质点开始振动。质点M、N的平衡位置分别处于x轴和处。求：
（1）平衡位置在处的质点P的振动方程；
（2）时，质点M的位移；
（3）内质点M和质点N运动的路程分别是多少?
【答案】（1）（2）4cm；（3）48cm；4cm
【解析】
【详解】（1）波的周期
则
在t=0时刻质点P沿y轴负向振动可知振动方程为
（2）时，两列波分别向前传播
此时由两列波在M点引起的振动都在波峰，可知此时质点M的位移
y=2A=4cm
（3）两列波传到M经过的时间为
因M点振动加强，则再经过3s=3T质点M经过的路程为
向左传播的波到达N点的时间为
向右传播的波到达N点的时间为
在此时间间隔内质点N经过的路程为
以后得时间内两列波在N点相遇振动减弱，则N点的路程为零，则内质点N运动的路程为4cm。
18. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，其上端O点系一长的细绳，细绳另一端系一质量的小球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度g取，
（1）若木块B固定在水平面上，木块A不固定，求木块A能达到的最大速度大小：（保留三位有效数字，其中）
（2）若水块A、B均不固定，A、B两木块分离时，求C的速度大小及C球在水平方向的位移大小；
（3）若开始时木块A、B均不固定，当C球达到左侧最高点时，A和杆被锁定不动。C球再次回到最低点时，细绳对C球拉力的大小。（保留三位有效数字）
【答案】（1）2.688m/s；（2）3.6m/s，0.648m；（3）15.6N
【解析】
【详解】（1）若木块B固定在水平面上，木块A不固定，小球C向左摆到最低点时
则当小球C向右摆到最低点时，木块A速度最大，根据水平动量守恒和机械能守恒可知
，
解得木块A速度最大
（2）当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为v4、C球速度大小为v3，A、B、C系统水平方向动量守恒
，
解得
；
根据人船模型原理可知
解得C球在水平方向的位移大小
（3）若开始时木块A、B均不固定，A、B分离后，对A和C两者
解得C球达到左侧最高点时，共同速度
上升最大高度
解得
A和杆被锁定不动。C球再次回到最低点时
，
解得细绳对C球拉力的大小
组别
摆球材料
摆长
最大摆角
全振动次数N次
1
铜
0.40
15°
20
2
铁
1.00
5°
50
3
铝
0.40
15°
10
4
木
100
5°
50