泰安市2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题
2023.11
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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。
1．一个单摆在地面附近做受迫振动，其共振曲线即振幅A与驱动力频率f的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．此单摆的摆长约为1m B．在任何地方此单摆的周期均为2s
C．驱动力频率越大，单摆的振幅越大 D．摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
2．我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙的动量变化一定相等 B．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
C．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小一定相等 D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
3．如图所示，物体放在做简谐运动的振动平台上，并随平台上下振动而不脱离平台台面。若以向上的位移为正，物体的振动图像如图所示，在图像上取a、b、c、d四点，a、c为图线与横轴的交点，b、d为图线的最高点和最低点，则下列说法正确的是（ ）
A．处于a状态时物体对振动平台的压力最小 B．处于b状态时物体对振动平台的压力最大
C．处于c状态时物体对振动平台的压力等于零 D．处于d状态时物体处于超重状态
4．一质量为4kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．时物块的速率为 B．时物块的动量大小为
C．时物块的动量大小为 D．时物块的速度为零
5．花样滑冰是冰上运动项目之一，运动员随着音乐，通过冰刀在冰面上舞蹈，并表演跳跃、旋转、抛接等高难度动作，具有很高的艺术欣赏性。某花滑选手穿着冰刀鞋在冰面上进行动作训练，起跳后在空中运动过程的后半段，可看成以一定速度从高处水平抛出，落在冰面上后经过0.3s在竖直方向上的速度减为零。已知重力加速度为，选手的质量为50kg，空气阻力忽略不计。则运动员在竖直速度减为零的过程中，对冰面的平均作用力大小约为（ ）
A．820N B．810N C．490N D．320N
6．一质点做简谐运动，振幅为A、周期为T，0为平衡位置，B、C为两侧最大位移处。P为运动轨迹上的一点，P点与O、B、C三点均不重合，从质点经过P点时开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．经过时，质点的速度与经过P点时的速度相同
B．经过，质点的路程等于
C．经过，质点的路程不可能大于A
D．经过时，质点的瞬时速度不可能与经过P点时相等
7．质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性碰撞，也可能是非弹性碰撞，取A球的初速度方向为正，在A球碰撞后的下列四个不同的速度中，对应碰撞机械能损失最多的是（ ）
A． B． C． D．
8．为了观察两列波的叠加情况，某同学在同一介质中放置了两个振源，可以向外产生同种简谐横波，设某次产生的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，在时刻分别到达A、B两点，如图中实线甲和虚线乙所示。已知实线波的传播周期为，两列波的振幅相同，均为10cm，则时，处的质点的位移大小等于（ ）
A． B． C．5cm D．15cm
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在如图甲所示电路中，闭合开关S，图乙中三条图线分别表示了在滑动触头P滑动的过程中三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是（ ）
甲 乙
A．过程中电压表，示数的变化量，和电流表示数变化量比值的绝对值大于的阻值
B．过程中电压表，示数的变化量，和电流表示数变化量比值的绝对值小于的阻值
C．过程中电压表，示数的变化量，电压表示数的变化量，电压表示数的变化量，满足关系式
D．过程中电压表，示数的变化量，电压表示数的变化量，电压表示数的变化量，满足关系式
10．第十九届青岛国际机床展览会在青岛国际博览中心盛大开幕。会展中我国国产水刀，又名超高压数控万能水切割机，以其神奇的切割性能引起轰动。水刀就是将普通的水加压，使其从细小的喷嘴中以400m/s～1000m/s的速度射出形成的水流。我们知道，任何材料承受的压强都有一定的最大限度，下表列出了几种材料所能承受的最大压线强度。
橡胶 花岗岩 工具钢 铸铁
设想有一水刀的水流射出的速度为600m/s，水流与材料接触后以原速率反弹，水的密度，则此水刀能切割的上述材料是（ ）
A．橡胶 B．花岗岩 C．工具钢 D．铸铁
11．如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，其中质点A的位置坐标为，质点B的位置坐标为。图乙为质点B的振动图像，图中C点坐标为，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．波的传播速度 B．波的传播速度
C．波沿方向传播 D．波沿方向传播
12．如图所示，水平地面上放有两个滑块A、B，质量均为m，与地面间的动摩擦因数均为，两滑块用劲度系数为的轻质弹簧连接，开始弹簧处于原长。时刻起，对滑块A施加一水平向右的恒力。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，弹簧形变量为时储存的弹性势能，弹簧始终处于弹性限度内。下列分析正确的是（ ）
A．滑块B刚要运动时，滑块A的动能为
B．滑块B刚要运动时，滑块A的动能为
C．滑块B开始运动后，第一次达到与A速度相同时，弹簧储存的弹性势能等于
D．滑块B开始运动后，第一次达到与A速度相同时，弹簧储存的弹性势能大于
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（8分）某同学用图甲所示装置进行验证碰撞过程系统动量守恒的实验，实验步骤如下。
图甲 图乙
①将斜槽轨道放置在水平桌面上，使斜槽轨道末端与桌面右边缘对齐，通过调节使斜槽轨道末端切线水平；
②将小球a从斜槽轨道最高点由静止释放，小球a离开斜槽末端后用手机在上方拍摄，得到小球a在空中运动的录像（俯视）；
③将小球b放置在斜槽轨道末端，让小球a从斜槽轨道最高点__________，用手机在上方拍摄两小球在空中运动的录像。
（1）小球b的半径需要__________（填“大于”“等于”或“小于”）小球a的半径。
（2）从拍摄到的录像中每隔0.1s取一幅图片，将图片叠加到一起后，用厘米刻度尺测量图片上小球间的距离，得到小球在水平方向上的位置变化图，如图乙所示，1为碰前小球a的、2为碰后小球a的、3为碰后小球b的，已知小球a的质量为0.20kg，小球b的质量为0.10kg，图片与实际的比例为，则碰前瞬间系统的总动量为__________，若碰撞前后瞬间系统动量之差占碰前瞬间系统总动量的比例小于8%时，可认为系统动量守恒，则本次实验__________（填“能”或“不能”）验证碰撞过程系统动量守恒。（计算结果保留两位有效数字）
（3）该同学发现图乙中a、b两小球的位置满足关系，并对该关系及其能得出的结论作出如下描述，其中正确的是__________（多选）。
A．该关系表明相对于b小球，a小球碰前靠近的速率等于碰后远离的速率
B．该关系与碰撞过程动能的损失无关
C．该关系表明两小球碰前总动能等于碰后总动能
D．该关系与两小球质量的比值有关
14．（6分）实验室有若干内阻为、满偏电流为的表头，某同学打算先将表头改装成电压表，再对电源电动势和内阻进行测量。
（1）若将此表头改装成量程为5V的电压表，需要__________（填“串联”或“并联”）一个__________的电阻。
（2）现将改装后的电压表和电阻箱组成图（b）所示电路，调节电阻箱的阻值，记录多组电压表示数U和电阻箱读数R，描点后绘成图（c）所示一次函数图像，测出横轴截距为a，纵轴截距为，则电源电动势为__________，内阻为__________（此问两空用“a”、“b”和电压表电阻“”表示）。
图（b） 图（c）
15．（7分）在如图所示的多个元件电路中，有三个定值电阻、、，阻值均为，有一电容器，其电容为，电源的电动势，内阻，滑动变阻器阻值范围是，现将开关S闭合。
（1）为了使滑动变阻器消耗功率最大，其阻值应调到多大？此时滑动变阻器的功率是多少？
（2）在滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中电容器的电荷量变化了多少？
16．（9分）在x轴上沿正方向传播的简谐波，在时刻的部分波形如图所示，此时该波刚好传播到x轴上坐标为的点，质点振动的振幅为12cm。P、Q两质点的平衡位置坐标分别为和，已知t时，P质点第二次出现在波峰。
（1）这列波的传播速度是多少？
（2）从时刻起，经过多长时间Q质点第一次出现在波峰？
（3）到Q质点第一次出现在波峰时，P质点通过的路程为多少？
17．（14分）如图所示，质量为1kg的薄木板C静止放在水平面上，一质量为2kg的小物块B静止放在木板左端，O点在物块B的正上方，轻线一端系于O点，另一端系一质量为1kg的物块A，将轻线绷紧拉起一定角度后由静止释放物块A，物块A摆至最低点时轻绳断裂，物块A与物块B发生弹性正碰，碰后瞬间物块B的速度为3m/s，经过后与木板C保持相对静止。木板C由静止先匀加速、后匀减速，沿地面运动后静止。取重力加速度大小。物块A、B均可视为质点。试求：
（1）物块A与B碰后瞬间物块A的速度的大小；
（2）物块B与木板C之间、木板C与地面之间的动摩擦因数；
（3）木板C与地面摩擦产生的热量。
18．（16分）如图所示，传送带长度为，左右两侧紧靠光滑水平地面，传送带上表面与水平地面等高。质量为的小物块P以的初速度从传送带左端滑上传送带，传送带右侧水平地面上放置一质量为各面均光滑的四分之一圆弧滑块Q，Q的圆弧轨道最低点与地面相切。传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动时，物块恰能运动到圆弧轨道最高点。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度。
（1）求四分之一圆弧滑块Q的半径；
（2）通过计算说明小物块P能否第三次滑上圆弧滑块Q；
（3）为了使小物块P只能滑上圆弧滑块Q一次，只改变圆弧滑块Q的质量，求圆弧滑块Q的质量范围。
泰安市2023-2024学年高二上学期期中考试
物理试题参考答案及评分标准
2023.11
一、选择题：本题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 A C D B B B A A AD ABC BC BD
三、非选择题：共60分。
13．③由静止释放 （1）等于 （2）0.32或0.31 能 （3）AC
评分标准：前三个空每空1分，第四个空2分，（3）满分3分，对而不全1分；共8分。
14．（1）串联 210 （2）
评分标准：第一、二个空每空1分；第三、四个空每空2分；共6分。
15．（7分）解：
（1）将滑动变阻器以外的电阻看成等效电源内阻的一部分，等效电源电动势和内阻为：
，①，电流为②
滑动变阻器的功率为③，整理得
故滑动变阻器的功率最大时，有，此时④
（2）滑片在a端时，总电阻，干路电流
电容器两端的电压为或
电容器的电荷量
滑片在b端时，电路总电阻，干路电流，
电容器两端的电压⑥
电容器的电荷量
电容器的电荷量增加量为⑦
评分标准：①～⑦式每式1分；共7分。
16．（9分）解：
（1）由题图可知这列波的波长为①，
从到时间内，P点第二次出现波峰，所以有：②
解得：
得这列波的传播速度大小为：③
（2）从时刻起，第一个波峰传到到Q点的距离为④
所以Q点第一次出现波峰所经过的时间为⑤
（3）波传播到P点的时间为⑥
当Q点第一次出现波峰时，P点振动的时间为⑦
所以P点通过的路程为⑧
评分标准：①～⑦式每式1分，⑧式2分；共9分。
17．（14分）解：
（1）AB发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒得：
①，②
解得：，即大小为1.5m/s③
（2）设BC共同速度为v，BC间动摩擦因数为，C与地面间动摩擦因数为，
在时间内，对B由动量定理得：④，
对C用动量定理得：⑤
在时间内，对BC整体由动量定理得：⑥
求得：，，⑦
（3）在时间内C的位移为⑧
在时间内，C的位移为⑨
所以在2s内C的对地位移为⑩
板与地面摩擦产生的热量
评分标准：①②⑦每式2分，其余每式1分。共14分。
18（16分）解：
（1）物块滑上传送带后，由牛顿第二定律有①
设物块的位移为x时物块与传送带速度相同，由匀变速直线运动规律有②
解得：
物块和传送带再一起匀速运动一段后滑上圆弧滑块③
设圆弧滑块的半径为R，物块运动到圆弧轨道最高点的过程，水平方向上动量守恒，有④
由机械能守恒定律有⑤
解得：⑥
（2）设物块离开圆弧滑块时，物块的速度大小为，圆弧滑块的速度大小为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有⑦，⑧，
解得：，⑨
物块返回到传送带上后匀减速，设速度为0时位移为，有，解得：
则物块将再次返回到传送带右侧的光滑水平面上，且速度大小为，故之后物块能再次运动到圆弧滑块上，设物块再次离开圆弧滑块时，物块的速度大小为，圆弧滑块的速度大小为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有⑩，
，
解得：，，故物块不能第三次滑上圆弧滑块 ，
（3）与（2）同理得P、Q第一次分离时，P、Q的速度分别为：
，，
小物块只能滑上圆弧滑块一次，有
i）小物块与圆弧滑块速度同向或静止，即，解得
ii）小物块与圆弧滑块速度反向，，
若，小物块不再向右滑，解得
若，则需，结合i）得
综上，或。
评分标准：①～ 每式1分。共16分。
