2024~2025学年山东省烟台市高二上学期11月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省烟台市高二上学期11月期中考试物理试卷（解析版），共24页。试卷主要包含了本大题共4小题，共20分，本题共4小题，共38分等内容，欢迎下载使用。
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】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】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】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=16JB. U=8V， E=16J
C. U=4V，E=32JD. U=8V，E=32J
【答案】D
【解析】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】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1 kg、半径为15 cm的光滑半圆形槽静置于光滑水平面上，今让一质量为0.5 kg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. 10 cmB. 15 cmC. 20 cmD. 25 cm
【答案】C
【解析】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6 kW，工作电压为380 V，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 = 1 kW·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 × 104 kW⋅h
B. 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120 W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】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120 W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】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37.5N
B. 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/s
D. 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】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5cm
C. 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】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15cm
C. 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】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AD
12. 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】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4 m/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1 kg、3 kg、6 kg，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1.2 J
B. 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0.4 m/s
D. 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】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＝1Ω
B. 电动机正常工作时产生的电热功率为0.06W
C. 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】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】4000 8000
【解析】[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】（1）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；
（2）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。
（3）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】（1）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。
（2）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）A2 R1 （2）0.8 （3）4.2 6.0
【解析】（1）[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。
（2）根据串联电路电压与电阻关系可知
解得
V
（3）[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“3V 1.5W”的字样，小灯泡标有“3V 3W”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】（1）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
（2）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
（3）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＝＝14Ω
20. 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】（1）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）
（2）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】（1）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/s vB＝8m/s v共＝－2.5m/s
解得
mA＝3kg
木板A和竖直挡板发生碰撞过程中，忽略木板和挡板碰撞的时间，由动量定理得
I＝∆p＝mA∆v＝－42kg·m/s
挡板对木板A作用力的冲量大小为42kg·m/s。
（2）从木板和挡板碰后到A、B再次达到共速过程中，B在木板A上的划痕长度L＝21m，则
L＝xA＋xB
解得
t1＝3s
（3）对物块B，由动量定理得
－μmBgt1＝mBv共－mBvB
μ＝0.35
22. 如图所示，一表面粗糙的水平平台，在平台左端固定一轻质弹簧甲，平台最右端并排静止放置可视为质点的两个小物块A和B，其中质量，，A、B间夹有少量炸药。在平台右侧紧挨着平台的光滑水平地面上静止放置一质量的木板C，木板C的上表面与平台在同一水平面上，且其最右端固定另一轻质弹簧乙，弹簧乙的自由端在P点，P到木板C最左端的距离L＝0.5m。某时刻炸药爆炸，A、B分别沿水平方向运动，物块A压缩弹簧甲后被弹回并恰好停在爆炸前的位置，且弹簧甲被压缩过程中的最大弹性势能。B、C发生相对运动的整个过程中，弹簧乙的最大压缩量x＝6cm。已知物块B与木板C上表面间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）爆炸后瞬间，物块B的速度大小；
（2）弹簧乙具有的最大弹性势能；
（3）整个过程中B、C间由于摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）4m/s （2）3.76J （3）4.48J
【解析】（1）设爆炸后瞬间，物块A的速度大小为vA0，物块A向左运动的最大距离为S，物块A与水平平台间的动摩擦因数为μ。由功能关系可知
爆炸前、后系统A、B动量守恒
mBvB0－mAvA0＝0
得
vB0＝4m/s
（2）B进入木板C的上表面后，弹簧乙具有的最大弹性势能时，两者共速，以B、C及弹簧乙为系统动量守恒
mBvB0＝（mB＋mC）v共
由系统能量守恒可得
可得
EP＝3.76J
（3）假设B相对于C向左滑动离开弹簧后系统又达到共同速度v′，此时B相对C向左滑动的距离为S，由动量守恒
mBvB0＝（mB＋mC）v′
由系统能量守恒
解得
S＝0.94m＞（L＋x）
所以假设不成立，物块B最终离开木板C 。整个过程中B、C间由于摩擦产生的热量
Q＝2μ1mBg（L＋x）＝4.48J