万源市重点中学2023-2024学年高二上学期期中考试
物 理 试 题
考试时间：75分钟 满分：100分。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求）
1．下列说法不正确的是（ ）
A．弹簧振子的加速度大小与位移大小成正比，加速度方向始终与速度方向相反
B．若把单摆从地球上移到月球上，则单摆的振动频率会发生改变
C．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象
D．观察者不动，波源向右运动，相等时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少
2．如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，容器底部有一探照灯S发出一细光束投射到光屏MN上，在B点形成一个光 斑，当向容器中注水时，光斑B将移向（ ）
A．B的上方
B．B的下方
C．B的左边
D．B的右边
4．2023年10月3日，在杭州亚运会跳水项目女子10米跳台决赛中，全红婵凭借“水花消 失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为某次比赛的精彩瞬间，不计空气阻力， 全红婵从离开跳台至入水前，下列说法正确的是（ ）
A．全红婵做自由落体运动
B．全红婵的加速度先变小后变大
C．全红婵的动量越来越大
D．全红婵所受重力的冲量方向竖直向下
5．用不同材料制成两个形状和大小完全相同的电阻A、B，它们的图像如图所示。若 A、B的电阻率分别为、，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．A、B并联后整体的图像可能是C
D．A、B串联后整体的图像可能是C
6．2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂 海潮在空间站内做了“验证动量守恒定律”的实验。假设实验所用较小钢球的质量为较 大钢球质量的一半，较小钢球以大小为1m/s的水平向左的速度与静止的较大钢球正碰， 碰后速度大小分别为、，两钢球的碰撞可视为完全弹性碰撞。则（ ）
A．
B．，
C．，
D．，
7．如图所示电路中电源电动势为、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻（阻值均大于电源内 阻），电压表和电流表可视为理想电表。开关闭合后，若将滑动变阻器的滑片向 端移动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数变大、电流表的示数变大
B．消耗的功率变大、消耗的功率变小
C．电源的输出功率逐渐增大、电源的效率逐
渐增大
D．若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则
二、多选题（本大题有3个小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8．下列说法正确的是（ ）
A．彩虹由外到内顺序从红到紫，对应光的波长从长到短
B．泊松亮斑，反映了光的干涉性
C．小孔成像现象说明当孔足够小，光线经过小孔时将发生明显衍射现象，形成物像
D．光的偏振现象说明光是横波
9．战绳运动是健身房设计用来减脂的一项爆发性运动，人们在做战绳运动时，用手抓紧绳 子，做出用绳子的动作，使得绳子呈波浪状向前推进，形成横波（可视为简谐横波）。 时波形图如图1所示，图2是绳上某质点的振动图像，下列说法中正确的是（ ）
A．该波的波速为2.4m/s B．波源开始振动的方向向下
C．该质点与波源的距离为 D．时间内该质点通过的路程为4.8m
10．从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球，若运动过程中小 球受到的空气阻力f与其速率v成正比，其关系为f=kv，t1时刻到达最高点，再落回地 面，落地时速率为v1=2m/s，且落地前已经做匀速运动（取g=10m/s2），则以下说法正 确的是（ ）
A．k的值为1kg·s/m
B．小球在上升阶段速度大小为1m/s时，加速度大小为20m/s2
C．小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2
D．小球抛出到落地过程中所用时间为1.2s
三、实验题（本题共2小题，11题5分，12题10分，共15分。）
11．2022年10月16日，党的二十大在京开幕，在二十大报告中，体育、健康等关键词多 次提及，报告提出：“促进群众体育和竞技体育全面发展，加快建设体育强国”，这正 是全面建设社会主义现代化国家的一个重要目标，冰壶运动深受人们的喜爱，现在流行 一种旱地冰壶，它的赛道是由多块正方形的耐力板组成，如图甲所示，某实验小组的同 学想用此装置验证碰撞中的动量守恒，为了便于实验研究，将旱地冰壶的赛道改造成如 图乙所示的赛道，现有两个材料不同的红壶和黄壶，某同学先将黄壶放在出发点a处， 轻推黄壶，测得黄壶经过b点后再向前运动格速度变为零，并恰好停在分界线的中心 点上；然后在a处仍然放上黄壶，在b处放上红壶，用同样的力度轻推黄壶，与红壶碰 撞后，测得红壶向前运动格速度变为零，黄壶经过b点后再向前运动格速度变为零， 两壶均恰好停在分界线的中心点上。
（1）为保证碰撞中的实验效果，要求黄壶的质量 （填“大于”“等于”或“小于”）红 壶的质量。
（2）若已知黄壶的质量为，与耐力板间的动摩擦因数为；红壶的质量为，与耐力 板间的动摩擦因数为，则验证动量守恒定律的表达式为
（用题中所给字母表示）。
12．看到交警用酒精检测仪检查酒驾的情景，某同学欲自己制作一个酒精检测仪，所用器材 如下：半导体酒精浓度传感器（其电阻与酒精气体浓度的关系图线如图1所示）
干电池E（电动势为，内阻未知）；电流计G（满偏电流，内阻）；
电阻箱（最大阻值）；滑动变阻器（最大阻值）；电键和导线若干
实验电路原理图如图2所示。
（1）该同学将电流计的量程扩大为，则应将电阻箱的阻值调为 。
（2）具体使用该探测仪时，首先闭合电键、，调节滑动变阻器使电流计G满偏（即电 流计G的示数为）。然后断开电键，若：（计算结果均保留3位有效数字）
①探测仪处于“待机”状态，即传感器所处环境的酒精浓度为零时，电流计的示数应
为 ；
②传感器所处环境的酒精浓度恰为“酒驾”标准，即“”，则电流计的示 数应为 ；
③传感器所处环境的酒精浓度恰为“醉驾”标准，即“”，则电流计的示 数应为 。
（3）该探测仪在实际使用的过程中发现，酒精气体浓度的测量值总是较实际值偏小，究其 原因可能是所用电源的电动势较要 （填“偏大”或“偏小”）。
四、计算题（本题共3小题，共42分。13题12分，14题12分，15题18分。）
13．炎热的夏天，小刘同学利用电动势为6V，内阻为1Ω的电池，给一个小电风扇供电扇 风纳凉。电风扇线圈的电阻为1Ω，额定电压为5V，电风扇恰好能正常工作，电路如图 所示。求：
（1）电路的电流；
（2）电风扇热功率和工作2分钟产生的热能；
（3）电风扇的机械功率和额定功率。
14．2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤 维通讯。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻 璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入 射的光线能全部从B端射出。求：
（1）圆环内径R的最小值；
（2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达 B端所用的时间。
15．如图所示，一长木板B质量m=1.0kg，长L=9.2m，静止放置于光滑水平面上，其左端 紧靠一半径R=5.5m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点P与圆心O的连线PO 与竖直方向夹角为53°，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=6.0m 处有一与木板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量m=1.0kg的滑块D。 平台上方有一水平光滑固定滑轨，其上穿有一质量M=2.0kg的滑块C，滑块C与D通过 一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向。一质量m=1.0kg的滑块A被无初速地轻放在 沿顺时针转动的水平传送带左端。一段时间后A从传送带右侧水平飞出，下落高H=3.2m 后恰好能沿切线方向从P点滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B，带 动B向右运动，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台， 与滑块D碰撞并粘在一起向右运动。A、D组合体随后运动过程中一直没有离开水平面， 且C没有滑离滑轨。若传送带长s=6.0m，转动速度大小恒为v0=6.0m/s，A与木板B间 动摩擦因数为μ=0.5。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。（， ,重力加速度g=10m/s2）
（1）求滑块A到达P点的速度大小vP；
（2）求滑块A与传送带间的动摩擦因数大小需满足的条件？
（3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为2.0m/s。则随后运动过程中弹簧的最大弹 性势能是多大？单项选择题
ACBDADD
多项选择题
AD AB CD
三、实验题
11．【答案】（1） 大于 （2）
【详解】（1）[1]验证碰撞中的动量守恒实验，为防止入射壶反弹，入射壶的质量应大于被碰壶的质量，所以黄壶的质量要大于红壶的质量。
（2）[2]设每格耐力板的长度均为，先在点放黄壶，设黄壶经过点时的速度为，根据动能定理有
解得
接着在点放黄壶，在点放红壶，用同样力度轻推黄壶，设黄壶碰撞后的速度为，红壶的速度为，根据动能定理，对黄壶有
解得
对红壶有
解得
根据动量守恒定律有
将各速度代入可得
即为验证动量守恒定律的表达式。
12．
【答案】 （1） 6.0 （2） 1.50 2.50 3.75 （3） 偏小
【详解】（1）将电流计的量程扩大为，由欧姆定律可得
则应将电阻箱的阻值调为6.0。可得扩大量程后的电流表的内阻为
（2）①[3] 闭合电键、，调节滑动变阻器使电流计G满偏，设电源的内阻为r，由闭合电路欧姆定律可得
传感器所处环境的酒精浓度是零时，由图1可知，Rx=70，则电路中的电流为
电流计的量程扩大了10倍，因此电流计的示数应为1.50mA。
②[4]传感器所处环境的酒精浓度恰为“酒驾”标准，即“”，由图1可知，对应的Rx=30，则此时电路中的电流为
电流计的量程扩大了10倍，因此电流计的示数应为2.50mA。
③[5]传感器所处环境的酒精浓度恰为“醉驾”标准，即“”，由图1可知，对应的Rx=10，则此时电路中的电流为
电流计的量程扩大了10倍，因此电流计的示数应为3.75mA。
（3）[6]由以上解析可得电路中的电流为
当电源的电动势较要偏小时，在同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，则流经电流计的电流将偏小，则对应的Rx值偏大，则酒精气体浓度的测量值较实际值偏小。
四、计算题（本题共3小题，共41分。13题11分，14题12分，15题18分。）
13．【答案】（1）；（2），；（3），
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得
解得电路的电流为
（2）电风扇的热功率为
工作2分钟产生的热能为
（3）电风扇的额定功率为
电风扇的机械功率为
14．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得
设全反射临界角为C，则要使A端垂直入射的光线全部从B端射出，必须有 θ≥C，根据临界角公式有，因此有
sinθ≥sinC
即有
≥
解得
所以R的最小值为。
（2）在①问的情况下，θ=45°，。如图所示。
光在光纤内传播的总路程为
光在光纤内传播速度为
所以所求时间为
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足
又A沿切线滑入圆轨道，满足
解得
（2）A沿切线滑入圆轨道，满足
解得
即A在传送带上应先匀加速，与传送带共速后随传送带匀速运动最右端，则有
即滑块A与传送带的动摩擦因数需满足
（3）A沿圆弧轨道滑下，机械能守恒
假定A在木板B上与B共速后木板才到达右侧平台，则A、B动量守恒
A、B共速过程，能量守恒有
解得
设B板开始滑动到AB共速滑过距离sB，由动能定理有
解得
即假设成立
B撞平台后，A继续向右运动，由动能定理有
随后A将以v2的速度滑上平台，与D发生完全非弹性碰撞。后AD组合体与滑块C组成的系统水平方向动量守恒
①若弹簧开始处于压缩状态，则第一次恢复原长时，C速度向左，有
解得随后运动过程中系统共速时弹簧最大弹性势能为
②若弹簧开始处于伸长状态，则第一次恢复原长时，C速度向右：
解得随后运动过程中系统共速时弹簧最大弹性势能为
