福建省厦门市2023-2024学年高二物理上学期12月月考试题（Word版附解析）

这是一份福建省厦门市2023-2024学年高二物理上学期12月月考试题（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了答题前，考生务必用0，39 × 103N， 图等内容，欢迎下载使用。

1.答题前，考生务必用0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。
2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷必须用0.5 毫米黑色签字笔作答，不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题共48分）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，图乙是弹簧振子的振动图象。则（ ）
A. 在t=0.2s时，弹簧振子的速度为正向最大
B. 在t=0.3s与t=0.5s两个时刻，速度相同
C. 从t=0.5s到t=0.6s时间内，弹簧振子做加速度减小的减速运动
D. 在t=0.6s时，弹簧振子有最小的弹性势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，在t=0.2s时，弹簧振子位于正向位移最大处，此时速度为零，故A错误；
B．在t=0.3s与t=0.5s两个时刻，弹簧振子关于平衡位置对称，速度大小相等，方向相同，故B正确；
C．从t=0.5s到t=0.6s时间内，弹簧振子从平衡位置向负向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C错误；
D．在t=0.6s时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，故D错误。
故选B。
2. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，中国首次着陆火星任务取得圆满成功。“天问一号”着陆器在动力减速阶段80s内速度从95m/s降到6m/s以下，已知着陆器总质量约为，火星表面的重力加速度为，则在该过程中，喷射的燃料对着陆器的平均作用力约为（）
A. B.
CD.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据动量定理有
( - F + mg)t=mv′ - mv（取“天问一号”速度的方向为正）
代入数据有
F= - 3.39 × 103N
故选B。
3. 如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某LED灯泡的图线，用该电源和灯泡串联起来组成闭合回路，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电源的内阻为
B. 灯泡正常发光时的功率小于5W
C. 灯泡的阻值随其电压增大而增大
D. 将灯泡换成的定值电阻后，电源的输出功率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图线的斜率的绝对值为电源内阻，可得此电源的内阻
故A错误；
B．两图线的交点表示小灯泡与电源连接时的工作状态，由于灯泡正常发光，则知灯泡的额定电压
额定电流
则额定功率为
故B错误；
C．根据欧姆定律
可知灯泡图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小，可知小灯L的电阻随两端电压的增大而减小，故C错误；
D．电源的输出功率图像如下
由图可看出当时输出功率最大，由选项B知小灯泡L的额定电压，额定电流，则小灯泡正常发光时的电阻为
若把灯泡L换成阻值恒为的纯电阻，则更接近内阻，则电源的输出功率变大，故D正确。
故选D。
4. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表、、均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关，当的滑动触头由上端向下滑动的过程中（ ）
A. 电压表、的示数增大，电压表的示数不变；
B. 电流表示数变大，电压表的示数变小；
C. 电压表示数与电流表示数的比值不变；
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值不变。
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知，电路中与串联接在电源两端，电压表V1测量两端的电压，V2测量两端的电压，V3测量路端电压；电流表测干路电流；当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，根据
可知，路端电压增大；因为定值电阻，故其两端电压减小；总电压增大，故两端的电压增大，所以电压表V1示数减小，V2、V3的示数增大。电流表示数减小，故AB错误；
C．V2示数与电流表示数的比值等于，则知V2示数与电流表示数的比值增大，故C错误；
D．由闭合电路欧姆定律可知
则得
保持不变，故D正确。
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
5. 一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（A表示受迫振动的振幅，f表示驱动力的频率）如图所示，重力加速度取，则下列说法不正确的是（ ）
A. 此单摆的固有周期为2s
B. 此单摆的摆长约为1m
C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大
D. 若摆长减小，共振曲线的峰值将向左移动
【答案】CD
【解析】
【详解】A．当驱动力的频率等于单摆的固有周期时发生共振，所以单摆发生共振的频率是
根据周期和频率可知单摆的固有周期为
故A正确；
B．根据单摆周期的表达式
得
故B正确；
C．若摆长增大，根据
可知单摆的固有周期变大，固有频率变小，故C错误；
D．若摆长减小，可知单摆的固有周期变小，固有频率变大，产生共振的频率变大，所以共振曲线的峰值将向右移动，故D错误。
该题选择错误选项，故选CD。
6. 图（a）为一列简谐横波在某一时刻的图像，P、Q两质点的横坐标分别为xP=2m和xQ=6m；图（b）为质点P从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播，波速为1m/s
B. 质点P经4s振动的路程为4m
C. 此时刻质点Q的速度沿y轴负方向
D. 质点Q在t=2s时，加速度为0
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由（a）图可知波长为8m，由（b）图可知周期T=8s，则波速为
由（b）图可知t=0时，P点向y轴正方向振动，结合（a）图可知该波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．根据
知，质点P经4s振动的路程为
s=2A=2×0.5 m=l m
故B错误；
C．由于该波沿x轴正方向传播，所以此时刻质点Q速度沿y轴负方向，故C正确；
D．根据
质点Q在t=2s时，在y轴负向最大位移处，加速度最大，故D错误。
故选AC。
7. 如图所示，质量分别为的两个小球A、B用长为的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计，A、B可视为质点。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）
A. A、B组成的系统水平方向动量守恒
B. A球运动到最低点时，B球向右运动距离为
C. A球运动到最低点时，B球的速度为
D. A球运动到最低点的过程中，绳对B做的功为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从释放到A球运动到最低点的过程中，A、B组成的系统在水平方向不受力，所以水平方向动量守恒，故A正确；
B．A球运动到最低点时，取水平向左为正方向，水平方向由动量守恒定律得
两边同时乘以t，则有
其中
解得
故B错误；
C．A球运动到最低点时，取水平向左为正方向，水平方向由动量守恒定律得
由机械能守恒得
其中
联立可得
故C正确；
D．对B球由动能定理，A球运动到最低点的过程中，绳对B做的功为为
故D正确。
故选ACD。
8. 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通过细绳绕过定滑轮连接。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，当滑块P运动到最右端时细绳恰好被拉断，滑块未与定滑轮相碰，弹簧未超出弹性限度，已知Q的质量为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. 细绳被拉断前的瞬间，滑块P的加速度与刚释放时的加速度相同
B. 细绳被拉断后，滑块P回到O位置时速度最大
C. 从释放到细绳被拉断过程，物块Q下落的高度为
D. 弹簧的最大弹性势能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由于物体P、Q组成的系统受到
F=-kx
回复力（x是偏离平衡位置的位移），则P、Q组成的系统做简谐运动，根据对称性可知，当绳断时加速度大小与释放时加速度大小相同，方向相反，故A错误；
B．由于滑块P运动到最右端时细绳恰好被拉断，则之后P只受弹力作用，在P往回走过程中弹力做正功，当滑块P回到A位置时速度最大，故B错误；
C．由选项A知，从释放到细绳被拉断过程中，P、Q组成的系统做简谐运动，根据对称性可知，当绳断时加速度大小与释放时加速度大小相同，则初位置根据牛顿第二定律可得
mg=（mP+m）a
细绳刚好被拉断前瞬间，根据牛顿第二定律可得
kxm-mg=（mP+m）a
又因为开始时，系统处于静止状态，则有物块Q下落的高度为
故C正确；
D．当滑块P运动到最右端时弹簧的弹性势能最大，为
故D正确。
故选CD。
第II卷（共52分）
三、非选择题：共52分，其中9-10题为填空题，11-12题为实验题，13-15题为计算题。考生根据要求作答。
9. 医学中常用频率为23kHz~27kHz的超声波破碎胆结石，某频率超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的___________倍。破碎结石时当超声波与结石体发生共振时效果最佳。已知结石体固有频率可表为为常数，如果采用25kHz的超声波破碎质量为m的结石效果最佳，为破碎质量比m略大的结石，应调整超声波的频率，频率应略___________（填“大于”或“小于”）25kHz。
【答案】 ①. 1.5 ②. 小于
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]超声波在传播中频率不变，波长
则说明长与波速成正比，故波长之比为
=1.5倍
根据频率公式，质量变大，固有频率变小，则超声波频率变小。
10. 在学校运动场上直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进，求在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数为___________次。
【答案】4
【解析】
【详解】振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时，设点到两波源的距离差为，当等于半个波长的奇数倍时，该点振动减弱，设该同学向某一段运动的距离为x，则
，
根据
，
可知当n取0、1、2、3，即该同学向某一段运动的距离x为、、、时波的振动减弱，即该同学听到扬声器声音由强变弱的次数为4次。
11. 如图1所示为某实验小组验证碰撞中动量守恒的实验装置。安装好实验装置后，在地上铺一张记录纸，记下重垂线所指的位置O，先不放靶球，让入射球从斜槽上由静止滚下，并落在地面上，再将靶球放在斜槽前端边缘位置，让入射球从斜槽上滚下，使它们碰撞，重复多次，分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离分别为、、。
（1）下列关于本实验中正确的说法是___________（选填正确选项前面的字母）
A.入射球比靶球质量大或小均可，但两球的直径必须相同
B.在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C.安装轨道时斜槽的末端必须水平
D.本实验中由于斜槽轨道不光滑会造成误差，所造成的误差属于系统误差
（2）若入射小球和靶球的质量分别为和，本实验中需要验证两球碰撞中动量守恒的表达式为___________（用所测物理量的符号表示）；
（3）完成上述实验后，实验小组的成员对上述装置进行了改造，小红改造后的装置如图3所示。使入射球仍从斜槽上由静止滚下，重复实验步骤中的操作，使两球落在以斜槽末端为最高点的斜面上，平均落点为、、。测得、、到斜槽末端距离分别为、、，则小红需要验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________（用所测物理量的符号表示）。
【答案】 ①. BC##CB ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1] A．碰撞后为防止入射球反弹，入射球的质量应大于靶球的质量，故A错误；
B．为保证碰撞的初速度相同，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故B正确；
C．要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故C正确；
D．轨道是否光滑对实验的结果没有影响，不需要控制轨道光滑，故D错误。
故选BC。
（2）[2] 小球做平抛运动高度相同，则小球在空中运动时间相同；设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有
整理得
（3）[3]设斜面与水平面的夹角，由几何关系可得
，
由平抛运动的规律得
，
联立可得
则做平抛运动的水平速度分别为
，，
代入动量守恒的表达式
化简可得
12. 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心之间的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
（1）现有如下测量工具：A.游标卡尺；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺，则本实验所需的测量工具有___________；
（2）如果实验中所得到的关系图像如图乙所示，那么对应的图像应该是a、b、c中的___________；
（3）由图像可知，小筒的深度___________m；当地的重力加速度___________（取，g值计算结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. ABD ②. a ③. 0.3 ④. 9.86
【解析】
【详解】（1）[1]本实验要测量周期和筒的下端口到摆球球心之距离， 需要秒表和毫米刻度尺，需要用游标卡尺测量小球直径，单摆的周期与小球质量无关， 不需要测量小球的质量。
故选ABD。
（2）[2]根据单摆的周期公式可得
可得
可知图像为一条纵轴截距为正的，斜率为正的倾斜直线，则对应的图像应该是a。
（3）[3][4]由
可知图像的斜率和纵轴截距分别为
，
联立解得
，
13. 如图所示的电路中，两平行金属板 A、B 水平放置，两板间的距离。电源电动势，内电阻，电阻。闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为，质量为，不考虑空气阻力。那么滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板。（取）求：
（1）两极板间的电场强度大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】（1）​；（2）​
【解析】
【详解】（1）小球恰能从B​到A​，由动能定理可得
解得
则两极板间的电场强度大小为
（2）由闭合电路欧姆定律可得
解得
则滑动变阻器接入电路的阻值为
14. 某种型号的中性笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成。李强同学探究这种笔的弹跳问题时发现笔的弹跳过程可简化为三个阶段：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其下端接触桌面（如图1所示）；把笔由静止释放，外壳竖直上升，上升高度为h时（弹簧恰好恢复原长）与静止的内芯碰撞，碰撞过程时间极短，碰后瞬间，内芯与外壳具有竖直向上的共同速度（如图2所示）；此后，内芯与外壳一起向上运动，上升的最大高度为H（如图3所示）。李强同学测得笔的外壳和内芯质量分别为m1和m2，不计弹簧质量和空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）外壳与内芯碰撞后的瞬间，二者的共同速度大小；
（2）外壳与内芯碰撞前的瞬间，外壳的速度大小；
（3）在阶段一中弹簧储存的弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）外壳与内芯碰撞后一起上升到最高点过程，由机械能守恒定律可得
解得二者的共同速度大小为
（2）外壳与内芯碰撞过程时间极短，可认为碰撞时的内力远远大于重力，二者组成的系统可认为动量近似守恒，由动量守恒定律可得
解得
（3）在阶段一中，由能量守恒定律可得
解得
15. 如图所示，质量的小物块静止在质量的木板左端，木板静止在光滑的水平面上，与木板右端相距处有一挡板。现给物块一水平向右的瞬时冲量，之后木板与挡板发生了弹性碰撞，物块未与挡板碰撞且一直在木板上。已知物块与木板间的动摩擦因素，取重力加速度。求：
（1）物块获得的初速度大小；
（2）木板与挡板碰撞前的瞬间，物块的速度和木板的速度大小；
（3）木板的最小长度L。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）以向右为正方向，对物块应用动量定理
求得
（2）假设木板与物块在共速后与挡板相碰，根据动量守恒可得
求得
对木板应用动能定理可得
求得
说明木块，木板在共速前就与挡板相撞，设物块的加速度为，木板的加速度为，则对物块列牛顿第二定律得
求得
对木板列牛顿第二定律得
解得
对木板列速度位移公式
求得
时间
此时物块的速度
（3）与挡板碰后，对木板与物块，由动量守恒可得
全程由能量守恒可得
联立求得