2024~2025学年山东省泰安市高二(上)11月期中模拟练习一物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年山东省泰安市高二(上)11月期中模拟练习一物理试卷(解析版)，共23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。
（试题内容：必修三十二章；选择性必修一第一章第二章第三章）
一、单项选择题：本题共8小题。每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于动量、冲量、动量的变化量、动能，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体动量为零时，一定处于平衡状态
B. 从同一高度释放的两个完全相同鸡蛋，掉在水泥地上的鸡蛋动量比掉在海绵上的鸡蛋的动量变化大。所以前者容易碎
C. 人从高处跳下时，总有一个屈膝的动作，是为了减小地面对人的冲量
D. 质量一定的物体，动量增大2倍，其动能增大4倍
【答案】D
【解析】A．物体动量为零时，不一定处于平衡状态，例如上抛物体到达最高点时，故A错误；
B．鸡蛋从同一高度下落，落地前的速度大小相等，故落地前的动量相等，而最后的速度均为零；故说明动量的变化一定相等；由动量定理可知冲量也一定相等；但由于掉在水泥地上的时间较短，则说明鸡蛋掉在水泥地上动量变化较快，从而导致冲击力较大；使鸡蛋易碎；故B错误；
C．人从高处跳下时，总有一个屈膝的动作，是为了增加着地时间，减小地面对人的冲击力，不会减小地面对人的冲量，故C错误；
D．质量一定的物体，动量增大2倍，根据
则说明速度增大2倍，所以其动能
增大4倍，故D正确。
故选D。
2. 如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上为正方向，在一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B. 振子做简谐运动的表达式为
C. 0.5s～1.0s的时间内，振子通过的路程为5cm
D. 和时，振子的速度不同，但加速度大小相等
【答案】C
【解析】A．振子在O点受到回复力为零，此时弹簧弹力等于振子自身重力大小。故A错误；
B．由图乙可得，振子的振幅A=5cm，初相位，周期T=2.0s，则圆频率
所以振子做简谐运动的表达式为
故B错误；
C．由图乙可知t=0.5s时刻振子在平衡位置，t=1.0s时刻振子到达最大位移处，所以在0.5s～1.0s的时间内，振子通过的路程为5cm。故C正确；
D．根据简谐振动的对称性可知，在t=0.25s和t=0.75s时，振子的速度相等，加速度大小相等。故D错误。
故选C。
3. 如图所示，图线甲、乙分别为某电源和某金属导体的图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识，下列说法正确的是（ ）
A. 当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为
B. 当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W
C. 该电源电动势，内阻
D. 当该导体直接与该电源相连时，电源内部消耗的功率为20W
【答案】D
【解析】A.当该导体直接与该电源相连时，图线甲、乙交点的纵坐标表示路端电压，也表示该导体两端的电压
横坐标表示电路中的电流
则该导体的电阻
故A错误；
C.电源的图线的纵轴截距表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示电源内阻，由题图可知电源电动势
内阻
故C错误；
B.当该导体直接与该电源相连时，电路消耗总功率
故B错误；
D.当该导体直接与该电源相连时，电源内部消耗的功率为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，光滑水平面上放有质量为的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为，弹簧的劲度系数。初始时刻系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力作用在B上，已知A、B间动摩擦因数。弹簧振子的周期为，取。。则（ ）
A. A的摩擦力先增大后不变
B. 拉力F作用瞬间，A的加速度大小为
C. 当A的总位移为时，B的位移可能为
D. 当A的总位移为时，弹簧对A的冲量大小不可能为
【答案】D
【解析】AB．拉力作用瞬间，整体加速度为
A的最大加速度为
则开始运动时，二者就会发生相对滑动，A所受摩擦力大小不变，AB错误；
C．A的位移为2cm时，经过时间为
（n=0，1，2，3…）
或
（n=0，1，2，3…）
由题意，周期为。B的加速度为
则此时B的位移为
或
说明当A的总位移为2cm时，B的位移不可能为10cm，C错误；
D．当A的总位移为4cm时，速度为零，即动量的变化量为零。说明弹簧与摩擦力对A的冲量最大，即
此时A的运动时间为
（n=0，1，2，3…）
代入得
（n=0，1，2，3…）
即当A的总位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小不可能为，D正确；
故选D。
5. 如图甲所示为某时刻一列沿x轴传播的横波图像，图乙是以该时刻为计时起点的处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 这列横波沿x轴向左传播
B. 从图甲时刻起再过，处的质点的路程为5cm
C. 从图甲时刻起再过，处的质点向右移动的距离为3m
D. 图甲时刻，处的质点位移为
【答案】D
【解析】A．根据图乙可知处的质点向上振动，则这列横波向右传播，故A错误；
B．图甲时刻处的质点向下振动，再过
该质点到达平衡位置，该质点在这1s内运动路程为，在过0.5s，该质点运动2.5cm，所以从图甲时刻起再过1.5s，处的质点的路程为
故B错误；
C．质点只在平衡位置附近做简谐运动，不会沿x轴运动，故C错误；
D．图甲时刻，处的质点偏离平衡位置振动了，则该质点距离平衡位置，因此图甲时刻，处的质点位移为，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，电源的电动势为内阻为，闭合开关S，不考虑灯丝电阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表读数减小，小灯泡变亮B. 电压表读数变小
C. 有瞬时电流从经电阻流向D. 与的比值的绝对值增大
【答案】C
【解析】A．滑动变阻器由左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，则电路总电流减小，故通过电流表和L2的电流变小，L2变暗，故A错误；
B．电路总电流减小，根据闭合电路欧姆定律，则有
则路端电压增大，故电压表读数变大，故B错误；
C．由于电路总电流减小，通过L2的电流变小，则L2两端电压变小，电容器两端电压变小，电容器所带电量变小，电容器放电，有瞬时电流从b经电阻R流向a，故C正确；
D．根据闭合电路欧姆定律，则有
可得
与的比值的绝对值等于电源的内阻，大小不变，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，在小球运动过程中，（ ）
A. 小球和滑块组成的系统动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
【答案】C
【解析】A．在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，故A错误；
B．小球在圆弧轨道上升到最高时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有
解得
故B错误；
C．根据机械能守恒定律得
解得
故C正确；
D．小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有
根据机械能守恒定律，则有
联立以上两式可得
，
故D错误。
故选C。
8. 波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，振幅均为A=2cm，P、M、Q为x轴上的三个质点，平衡位置对应的坐标分别为0.2m、0.5m、0.8m。t=0时刻两列波的图像如图所示，此时P、Q两质点刚开始振动，t=0.5s时两列波恰好在x=0.5m处相遇。则（ ）
A. 两波源开始振动时的方向相同
B. 两个波源振动的周期均为1.5s
C. 质点P、Q所在的位置为振动加强点
D. 从t=0到t=1s的时间内，质点P通过的路程为10cm
【答案】C
【解析】A．根据波的传播方向可知，时刻、两点的振动方向相反，根据波的形成规律可知，两波源起振方向相反，故A错误；
B．依题意知传播速度
波长均为0.4m，所以两波源的振动周期为
故B错误。
C．、两位置到两波源的距离差均为0.6m为半波长的3倍，又两波源起振方向相反，所以为加强点，故C正确。
D．时间内右边波源的振动形式还没有传播到点，并没有叠加，因此位置质点振动了，路程为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分共16分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列关于机械波的说法中正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中，频率和波长都发生变化
B. 火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高
C. 在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长
D. 对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象
【答案】BD
【解析】A．一列声波由空气传播到水中，频率不变，波速变大，由知波长变长，故A错误；
B．火车鸣笛时向观察者驶来，产生多普勒效应，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高，故B正确；
C．在波动中，相邻的振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长，故C错误；
D．波长越长的波波动性越强，对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象，故D正确．
10. 如图甲所示，电源的电动势，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图Ⅰ描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图Ⅱ描述端电压随电流的变化规律、图Ⅲ描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是（ ）
A. 电源的内阻r为2Ω
B. 滑动变阻器最大阻值6Ω
C. Ⅰ图上b点的坐标（3V，4.5W）
D. Ⅱ图上a点的坐标（0.6A，4.8V）
【答案】ACD
【解析】A．由图Ⅱ知，当路端电压时，电路中的电流，则电源的内阻
故A正确；
B．电源的效率
外电阻越大，电源的效率越大，因此当滑动变阻器的阻值全部连入电路时电源的效率最高，则
解得
故B错误；
C．电源的输出功率
故Ⅰ图上点的坐标为（3V，4.5W），故C正确；
D．路端电压
故当电流最小时，即滑动变阻器的阻值全部连入电路时，路端电压最大，由闭合电路欧姆定律得
路端电压，Ⅱ图上a点的坐标为（0.6A，4.8V），故D正确。
故选ACD。
11. 如图甲所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，其振动曲线如图乙所示；然后以某一转速匀速转动摇把，当振子振动稳定后，其振动图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 振子振动稳定后的振动周期为0.4s
B. 把手匀速转动的转速为150r/min
C. 为了增大振子振动的振幅，应增大把手的转速
D. 当把手匀速转动的频率为2.5Hz时，振子振动的振幅最大
【答案】CD
【解析】A．弹簧振子振动稳定时的频率和周期与自身的固有周期和频率无关，等于受迫振动时驱动力的频率和周期，而匀速转动摇把施加驱动力的周期为0.8s，故A错误；
B．由图知，摇把匀速转动的周期为0.8s，转动频率为
转速为
故B错误；
C．弹簧振子自由振动时的周期为0.4s，振动频率为
由于此时遥把匀速转动的周期为0.8s，转动频率为1.25Hz，要增大振子振动的振幅，必须使摇把的转动频率向弹簧振子的固有频率靠近，因此应增大摇把的转速，故C正确；
D．匀速转动摇把，当振子振动的振幅最大时，驱动力的频率应该和弹簧振子的固有频率相同。弹簧振子上下自由振动时的周期为0.4s，振动频率为2.5Hz，故当摇把匀速转动的频率为2.5Hz时，振子振动的振幅最大，故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，光滑水平地面上停放着一质量为2m的小车，小车由半径为R的四分之一圆弧轨道与水平轨道组成，圆弧轨道在最低点与水平轨道相切，且整个轨道平面光滑。在小车的右端固定一个轻弹簧，一质量为m的小球从圆弧轨道顶端处由静止自由滑下，在水平轨道相对轨道运动距离R后速度减为零。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 当小球在水平轨道相对轨道运动距离R后速度减为零时，小车相对于地面运动的距离是
B. 在运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能为mgR
C. 在运动过程中，小球具有的最大动能为mgR
D. 被弹簧反弹后，小球和小车的机械能守恒，小球能回到初始位置
【答案】AD
【解析】A．将小车和小球、弹簧当成一个系统，在运动过程中，系统的水平动量守恒，取向右为正
两边同时乘以t得
而
联立解得小车相对于地面运动的距离是
故A正确；
B．在运动过程中，当小车和小球的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，结合上述描述可知，此时小车和小球的速度均为零，即小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能，则
故B错误；
C．当小球运动到水平轨道上时具有的动能最大，根据系统动量守恒合机械能守恒
解得小球的最大动能为
故C错误；
D．被弹簧反弹后，小球回到小车上最高点时，小球和小车速度相同，设为，根据水平方向动量守恒
解得
此时系统处于静止状态，根据机械能守恒
解得
小球能够回到初始位置，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本小题共6小题，共60分。
13. 用如图甲所示的实验装置来寻找碰撞中的不变量。
（1）将轨道右端垫高是为了补偿阻力。先将小车B移走，给小车A一个合适的初速度，使其先后通过光电门1和光电门2，测量出遮光时间和，若，应适当______（填“增大”或“减小”）垫块的高度；
（2）用游标卡尺测量遮光片的宽度，结果如图乙所示，则遮光片的宽度______mm；
（3）补偿阻力后，将小车B静止放置在两光电门之间，给小车A一个合适的初速度，使其先单独通过光电门1，再与小车B碰撞后一起通过光电门2，光电门1记录的遮光时间为，光电门2记录的遮光时间为，已知小车A、遮光片和撞针的总质量为203g，小车B和橡皮泥的总质量为215g，则两小车碰撞前，小车A通过光电门1时质量与速度的乘积的大小为______，碰撞后两小车的质量与速度的乘积之和的大小为______。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）减小 （2）6.25 （3）0.085 0.082
【解析】（1）A先后通过光电门1和光电门2的遮光时间分别为
若
则
说明A做加速运动，则应该适当减小垫块的高度，使A做匀速运动。
（2）游标卡尺的分度值为0.05mm，则遮光片的宽度
（3）[1][2]两小车碰撞前，小车A通过光电门1的速度大小为
此时小车A的质量与速度的乘积的大小为
碰撞后两小车的速度
碰撞后两小车的质量与速度乘积之和为
14. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到的实验器材如下：
A．待测电池组；
B．电压表（量程0~3V，内阻约）；
C．电阻箱R（阻值范围）；
D．开关、导线若干。
实验步骤如下：
①将电池组与其余实验器材按图甲所示电路连接；
②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R和电压表的数值U后立即断开开关；
③改变电阻箱的阻值，重复实验，计算出相应的和，绘制出关系图线如图中的直线所示。请回答下列问题：
（1）步骤②中立即断开开关最可能的原因是________（填序号）；
A. 防止烧坏电阻箱
B. 防止烧坏电压表
C. 防止长时间通电，电池内阻和电动势发生明显变化
（2）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为________（用E、r和R表示）；
（3）根据实验数据绘制的图像得出电池组的电动势________V。（保留两位有效数字）
（4）本实验系统误差产生的原因是________（选填“电压表分压”“电压表分流”或“电阻箱分压”），内阻r测量值比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）C （2） （3）2.9 （4）电压表分流 偏小
【解析】（1）步骤②中立即断开开关原因是防止长时间通电，电池内阻和电动势发生变化。
故选C
（2）在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律有
解得
（3）结合图像有
解得
（4）根据闭合电路欧姆定律有函数中的电流为干路电流，本实验误差原因是电压表分流；将电压表与电源等效为一个新电源，流过电阻电流等于新电源的干路电流，所测电阻为电源内阻与电压表并联的等效电阻，可知电阻测量值偏小。
15. 在如图所示的电路中，定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω、R5=4Ω，电容器的电容C=4μF，电源的电动势E=10V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，求：
（1）电容器所带电荷量，并说明电容器哪个极板带正电？
（2）保持开关S1闭合，断开开关S2，电路稳定后，流过R5的电荷量；
（3）保持开关S1、S2闭合，电阻R3突然断路，电路稳定后，流过R5的电荷量。
【答案】（1）1.4×10-5C，下极板带正电 （2）24×10-5C （3）3.0×10-5C
【解析】（1）设电源负极的电势为0，根据闭合电路欧姆定律得
下极板带正电；电容器所带电荷量为
（2）断开开关S2，电容器并联在R3两端，稳定后a、b的电势分别为
上极板带正电，电容器所带电荷量为
流过R5的电荷量为
（3）R3突然断路，电容器并联在R2两端，稳定后a、b的电势分别为
，
上极板带正电，电容器所带电荷量为
流过R5的电荷量为
16. 一列横波在时刻、s时刻波形分别如图中实线、虚线所示，求：
（1）若这列波向右传播，波速是多少；若这列波向左传播，波速是多少；
（2）若波传播速度m/s，判断波传播的方向；
（3）在时刻，m处的质点P与m处的质点Q（图中未标出）在竖直方向上的距离。
【答案】（1）m/s（，1，2，…），m/s（，1，2，…） （2）向右； （3）cm
【解析】（1）由题图可知波长m，当波向右传播时
（，1，2，…）
解得
s（，1，2，…）
由波速公式可得
m/s（，1，2，…）
当波向左传播时
（，1，2，…）
解得
s（，1，2，…）
由波速公式可得
m/s（，1，2，…）
（2）内波传播的距离为
mm
因此波向右传播；
（3）在时刻，该波的波动方程为
由于m，上式变为
将m和m分别带入得到
cm cm
所以
cm
17. 如图所示，实验小车静止在水平地面上，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置，静止释放，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为，物块与小车上表面间动摩擦因数，小车与地面间动摩擦因数。小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
（3）为使物块不从小车上掉下来，小车长度的至少为多长？
【答案】（1）6N （2）4m/s （3）1.6m
【解析】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
在最低点，对小球由牛顿第二定律
解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
（2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
（3）物块在小车上表面滑动过程中，由牛顿第二定律得
设经t二者共速为v，物体和小车位移大小分别为x1，，由匀变速运动规律得
对物体
对小车
解得
分析可知，二者共速后一起匀减速运动，则为使物块不从小车上掉下来，小车水平轨道长
解得
18. 如图所示，固定在水平地面上的光滑圆弧AB（O点为圆心，且OA水平、OB竖直）与光滑水平地面BD平滑连接，在水平地面上的C点静置着滑块P，离C点一段距离处放置着光滑圆弧凹槽M，凹槽左侧与水平地面在D点相切。滑块Q从A点正上方一定高度处由静止释放，经过圆弧末端B时对圆弧轨道的压力大小，滑块P、Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后，取走滑块Q，滑块P恰好能运动到凹槽M的最高点。已知圆弧AB的半径，凹槽M的半径，滑块Q的质量，滑块P的质量，滑块P、Q均可视为质点，取重力加速度大小。求：
（1）滑块Q初始释放时距离A点的高度h；
（2）滑块P、Q发生碰撞后瞬间滑块P的速度大小；
（3）凹槽M的质量。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设滑块Q第一次运动到B点时的速度大小为，有
其中，根据牛顿第三定律
根据动能定理有
解得
，
（2）设滑块P，Q碰撞后瞬间滑块Q的速度大小为，滑块P，Q发生弹性碰撞，有
解得
，
（3）滑块P碰后恰好能运动到凹槽M的最高点，此时两者共速，速度大小设为v，滑块P与凹槽M构成的系统水平方向上动量守恒，有
该系统机械能守恒，有
解得