宁冈县中2023-2024学年高三上学期11月期中考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的图象，则下列说法不正确的是（ ）
A．其纵坐标为位移 B．其纵坐标为振幅
C．单摆的固有周期为2 s D．图象的峰值表示共振时的振幅
2．飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，是一根弹性杆两端带有负重的器械，如图a。某型号的飞力士棒质量为600g，长度为1.5m，固有频率为4.5Hz。如图b，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，则下列说法正确的是（ ）
A．使用者用力越大，飞力士棒振动越快
B．手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率不变
C．手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大
D．手每分钟振动270次时，飞力士棒产生共振
3．如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移—时间图像如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则（ ）
A．时刻钢球处于超重状态
B．时刻钢球的速度方向向上
C．时间内钢球的动能逐渐增大
D．时间内钢球的机械能逐渐减小
4．如图是质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像，下列说法错误的是（ ）
A．甲、乙两物体的振幅分别是2m和1m
B．甲的振动频率比乙的大
C．前2s内，两物体的加速度均为负值
D．第2s末，甲的速度最大，乙的加速度最大
5．如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则（ ）
A．A、B物体组成的系统动量守恒
B．A不能到达圆槽的左侧最高点
C．A运动到圆槽的最低点时A的速率为
D．A运动到圆槽的最低点时B的速率为
6．滑雪是冬奥会的比赛项目之一如图所示，整个滑雪轨道在同一竖直平面内，倾斜直轨道AB与水平长直轨道BC平滑连接，若质量为m的运动员从高处的A点滑到C点，在A、C两点时的速度大小均为v，已知运动员与轨道的动摩擦因数相同，AB与BC长度相等，空气阻力不计，重力加速度为g，则运动员从A到C的运动过程中（ ）
A．运动员的动能始终保持不变
B．运动员在AB过程与BC过程中克服摩擦力做的功一定相等
C．运动员所受合外力做功为零
D．运动员的机械能先增大后减小
7．一列简谐横波在时的波形如图甲所示，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该列波沿x轴正方向传播
B．在时，质点P向y轴正方向运动
C．在到为，质点P通过的路程为20cm
D．质点P的振动方程为
8．一列简谐横波在均匀介质中传播，t=0.1s时的波形图如图甲所示，A、B是介质中的两个质点，质点B的振动图象如图乙所示。分析图象可知（ ）
A．波沿着x轴负方向传播
B．波速大小为20m/s
C．t=0.65s时质点B的加速度为正向最大值
D．t=0.1s到t=0.5s时间内质点通过的路程为0.8m
9．如图所示，倾角为的固定斜面，其右侧有一竖直墙面，小球滑上斜面，以速度v飞离斜面，恰好垂直撞击到墙面上某位置，重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．从飞行过程中，小球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动
B．竖直墙面与斜面右端的水平距离为
C．竖直墙面与斜面右端的水平距离为
D．从飞离斜面到撞击墙面的过程中，小球竖直上升的高度为
10．如图所示，在光滑水平地面上，静止地放置两块质量分别为2kg和3kg的滑块A、B，滑块之间用轻质弹簧相连，现给A一个大小为、方向向右的瞬时冲量，在以后的运动中，下列叙述正确的是
A．滑块A的速度最小时，滑块B的速度最大
B．滑块行的速度最大时，滑块A的速度不是最小
C．滑块B的最大速度为4. 8m/s
D．滑块B的最大速度为4m/s
11．某车沿水平地面向左做匀减速直线运动时，发现在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂了一质量为m的小球，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为，在车厢底板上放着一个质量为M的木块，小球及木块均和车厢保持相对静止，如图所示．若木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.7，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为g，，，下列说法正确的是（ ）
A．此时小球的加速度大小为
B．此时细线的拉力大小为2mg
C．此时木块受到的摩擦力大小为
D．若仅改变车的加速度大小，使细线与竖直方向的夹角变成，则木块相对车厢底板会发生滑动
二、实验题（共18分）
12．在利用“单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示。
（1）由图像求出的重力加速度g= m/s2（），由于图像没有能通过坐标原点求出的重力加速度g值与当地真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）请同学分析图像没有能通过坐标原点的原因 （写出一条即可）。
13．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中a、b是两个小球，质量分别为ma和mb。实验步骤如下：
①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直木板立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C；
④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。
（1）实验室有如图所示3个小球，为了能较好的完成该实验，则入射小球和被碰小球分别应该选取
（选填选项前的字母）。
A．①、② B．②、③ C．②、①
（2）关于本实验，下列说法中正确的是 （选填选项前的字母）。
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为 。若两小球之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式 成立。（用ma，mb，y1，y2，y3）表示）
（4）完成实验后，某小组对上述装置进行了改造，如图。在水平槽末端与水平地面间放置了个斜面，斜面顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球a仍从斜槽上同一点由静止滚下，得到两球落在斜面上的平均落点M'、P'、N'。用刻度尺测量斜面顶点到M'、P'、N'三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用ma，mb，l1、l2、l3表示）。
三、计算题（共38分）
14．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出，若初始时水枪内气体压强为，容积，现从储水罐充气口充入气体，充入气体的压强为，充气过程气体温度等于环境温度27℃不变，充气完成后玩具水枪内的压强为，求：
（1）充入气体的体积；
（2）当环境温度降为7℃，测得其内部压强为，试计算水枪是否漏气。
15．如图所示，长木板静止在光滑的水平面上，小铁块静止在长木板左端，长木板右端紧靠固定在水平面上的弹性挡板，某时刻小铁块自长木板左端以的速度向右运动，经过一段时间后与挡板相碰，碰撞过程没有能量损失，最终小铁块恰好没有从长木板上滑下。已知小铁块与长木板质量均为m=1kg，二者间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）小铁块和长木板的最终速度及长木板的长度；
（2）整个过程中小铁块和长木板因摩擦产生的热量。
16．如图（a），“L”型绝缘不带电木板静止在水平地面上，电荷量的滑块静止在木板上左端，电荷量的滑块静止在木板上距木板右端处；左侧（含B所在位置）的木板面粗糙，右侧的木板面光滑；和粗糙木板面间的动摩擦因数，木板和地面间的动摩擦因数。时刻，在空间加一水平向右的电场，场强大小随时间变化的图像如图（b），时刻，撤去电场。已知木板、的质量均为可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可能的碰撞均为时间极短的弹性碰撞，不计间的库仑力，重力加速度。
（1）试通过计算判断：时刻，滑块和木板是否处于静止状态；
（2）求时刻，滑块B的速度大小；
（3）求滑块B再次返回木板上初始位置的时刻。
标准答案
1．A
AB．纵坐标是振幅，不是位移，A错误，B正确；
CD．当时发生共振，振幅最大，由图知
CD正确。
本题选不正确项，故选A。
2．D
AB．人用手振动该飞力士棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，即手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率也增大，故AB错误；
C．当手振动的频率靠近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动的幅度才会变大，故C错误；
D．当手振动的频率等于该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒产生共振，则手的振动频率为4.5Hz，即每秒钟振动4.5次，则一分钟振动270次，故D正确。
故选D。
3．D
A．从图中可知时刻钢球正向下向平衡位置运动，即向下做加速运动，加速度向下，所以处于失重状态，A错误；
B．从图中可知时刻正远离平衡位置，所以速度向下，B错误；
C．时间内小球先向平衡位置运动，然后再远离平衡位置，故速度先增大后减小，即动能先增大后减小，C错误；
D．时间内小球一直向下运动，拉力恒向上，做负功，所以小球的机械能减小，D正确。
故选D。
4．A
A．由题图知，甲、乙两物体的振幅分别为2cm和1cm，A错误，符合题意；
B．8s内甲完成2次全振动，乙完成1次全振动，甲的振动频率比乙的大，B正确，不符题意；
C．前2s内，甲、乙的位移均为正，所以加速度均为负值，C正确，不符题意；
D．第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，D正确，不符题意。
故选A。
5．D
A．A、B物体组成的系统只有水平方向动量守恒，选项A错误；
B．运动过程不计一切摩擦，故机械能守恒，那么A可以到达B圆槽的左侧最高点，且A在B圆槽的左侧最高点时，A、B的速度都为零，故B错误；
CD．对A运动到圆槽的最低点的运动过程由水平方向动量守恒
对AB整体应用机械能守恒可得
所以A运动到圆槽的最低点时B的速率为
故C错误，D正确；
故选D。
6．C
A．由题意知，在运动员从B运动到C的过程中，由于摩擦力做负功，动能在减少，A错误；
B．设AB斜面倾角为，则AB段克服摩擦力做功为
BC段克服摩擦力做功为
因为，所以运动员在AB过程与BC过程中克服摩擦力做的功不相等，B错误；
C．从A到C根据动能定理
C正确；
D．AC过程中，重力做功不影响机械能变化，摩擦力做负功，故机械能一直减小，D错误。
故选C。
7．C
A．由图乙知，质点Q在t＝0.1s时位于平衡位置，并沿y轴负方向振动；结合时波形图中Q点的位置，可知这列简谐横波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图乙可知振动周期
由图甲可知
所以波速为
在内，波传播的距离为
所以质点P的在时的振动情况与t=0.1s时x=5m处的质点振动情况一致，即沿y轴负方向振动，故B错误；
C．到内，质点P振动的时间为半个周期，所以通过的路程为
故C正确；
D．质点Q的振动方程为
质点Q的振动形式传播到P需要的时间为
则质点P则的振动方程为
故D错误。
故选C。
8．BD
A．由图乙知时，质点在平衡位置且向下振动，由图甲根据微平移法可知，波沿轴向正方向传播，A错误；
B．由图甲知这列波的波长，由图乙知波的周期，波的传播速度大小为
B正确；
C．当时，此时质点在正方向最大位移处，那么质点加速度为负方向最大值，C错误；
D．到时间是，质点通过的路程是，即，D正确。
故选BD。
9．AC
A．小球飞离斜面后做斜上抛运动，只受重力作用，则从飞离斜面到撞击墙面的过程中，小球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，选项A正确；
BCD．小球离开斜面的竖直分速度为vsinα，水平分速度vcosα，则飞行时间
水平距离
小球竖直上升的高度为
故选项C正确，BD错误；
故选AC。
10．BC
滑块A、B系统动量守恒，从开始运动到再一次恢复原长有
解得
滑块A经过了先向右减速运动再向左加速的过程，所以滑块A速度等于零时，滑块B还处于向右加速过程，所以选项BC正确，AD错误。
故选BC。
11．AD
A．对小球的受力分析，小球受到重力和细线的拉力，两个力的合力水平向右，加速度水平向右，根据牛顿第二定律有
解得
A正确；
B．细线拉力大小为
B错误；
C．木块与车相对静止，它们的加速度相同，根据牛顿第二定律有
C错误；
D．同理此时小车加速度
若木块仍相对车厢静止，则其所受的摩擦力大小应为
但木块与车厢底板间的最大静摩擦力
又
所以木块相对车厢底板会发生滑动，D正确。
故选AD。
12．（1）9.87 不变 （2）把线长作为摆长
13．（1）C （2）AD （3）
（4）
14．（1）；（2）漏气，见解析
（1）选水枪内气体和充入的气体为研究对象，初始水枪内气体，充入气体，末态，，气体做等温变化，由玻意耳定律
解得充入气体的体积
（2）选充完气后所有的气体为研究对象，假设不漏气，初态，，，体积不变，由查理定律
解得
所以水枪漏气。
15．（1）；；（2）
（1）设铁块运动到木板右端时的速度为，木板长度为l，则有
反弹后铁块向左运动，铁块与木板组成的系统动量守恒，最终速度为，有
联立代入数据解得
，
（2）整个过程中，铁块与木板相对运动的路程为
所以可得整个过程中小铁块和长木板因摩擦产生的热量
16．（1）A、B和木板均处于静止状态；（2）；（3）
（1）由题图（b）的图像可知：时刻，
受到的电场力大小为
（向左），（向右）
和所受的最大静摩擦力为
因为
故和均不会相对木板滑动，地面对木板的最大静摩擦力为
对木板、和组成的系统，因
故木板不会相对地面滑动，所以滑块A、B和木板均处于静止状态；
（2）①随增大，设在时刻相对木板滑动并从滑板左侧滑落，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
②随继续增大，假设木板和相对静止且在时刻开始向右运动，此时的临界关系为
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为，因为
所以假设成立
再随继续增大，将在时刻相对木板向右滑动，此时的临界关系为
对B分析
对系统分析
解得
由题图（b）的图像可知对应时刻为
综上，在时间内，电场力的冲量为
对系统，由动量定理有
代入数据解得时刻和木板的共同速度为
（3）至，电场强度恒为，B进入木板上光滑部分
由牛顿第二定律可得
对B
对木板
代入数据得
（向右），（向左）
设木板经时间发生位移停止运动，由运动学规律有
代入数据得
设B在内发生位移，由运动学规律有
代入数据得
因为
故恰好在时刻，B以速度与静止的木板相碰
因B和木板的质量相等，碰撞过程中系统能量、动量均守恒，故碰撞后两者速度互换，即碰后木板和的速度分别为
（向右），
设再经过再次返回木板上的初始位置，此过程中，B始终静止，木板的加速度仍为
由运动学规律有
代入数据解得
综上，B再次返回木板上的初始位置的时刻为
