河北省定州市重点中学2023-2024高二上学期12月月考物理试题（答案）

定州市重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试题
一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每个小题给出的四个选项中只有一个选项是正确的，错选或不选的得0分）
1．如图所示，小车与木箱静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（ ）
A．男孩与小车组成的系统动量守恒 B．男孩与木箱组成的系统动量守恒
C．小车与木箱组成的系统动量守恒 D．男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒
2．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
3．某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A．粒子一定带负电 B．粒子一定是从a点运动到b点
C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D．粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
4．对于如图所示四幅有关电场，下列说法正确的是（ ）
A．图甲为等量同种点电荷形成的电场线
B．图乙离点电荷距离相等的a、b两点场强相同
C．图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点
D．图丁中e点、f点的电场强度相同
5．如图所示，图甲是时刻一简谐横波沿x轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图像，则（ ）
A．该列波的波速为 B．图乙可能是质点b的振动图像
C．质点c的振动方程为 D．时，a点的振动方向向上
6．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动，A、B为分居O点左右两侧的对称点．取水平向右为正方向，物体的位移x随时间t变化的正弦曲线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时，物体在O点右侧处
B．物体在和时的速度相同
C．时，物体的加速度方向水平向右
D．到的时间内，物体的加速度和速度都逐渐增大
7．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻串联接在电源上，电源的电动势,内阻,闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压,已知电动机线圈的电阻,则下列说法中正确的是（ ）
A．通过电动机的电流为 B．电动机的输入功率为
C．电源的输出功率为 D．电动机的输出功率为
二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分）
8．一质量为m的运动员托着质量为M的重物从下蹲状态（图、甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立时间后再将重物缓慢向上举，至双臂伸直（图丙）．甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为，经历的时间分别为,重力加速度为g,则（ ）
A．地面对运动员的冲量为，地面对运动员做的功为0
B．地面对运动员的冲量为,地面对运动员做的功为
C．运动员对重物的冲量为，运动员对重物做的功为
D．运动员对重物的冲量为，运动员对重物做的功为0
9．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（ ）
A．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B．若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点进行的，则两个单摆的摆长之比
C．若摆长均约为,则图线Ⅰ是在地面上完成的
D．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量
10．一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，是介质中的两个质点，图乙是质点的振动图像．关于该简谐波下列说法中正确的是（ ）
A．波速为 B．沿x轴负方向传播
C．质点Q的平衡位置坐标 D．在时质点P移动到O点
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）
11．某实验小组利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，实验器材如下：
干电池一节（电动势约为,内阻约为）；
电压表V（量程为,内阻约为）；
电流表A（量程为,内阻约为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
开关、导线若干．
（1）实验电路图选择________（选填“甲”或“乙”）．
（2）完成实验后，某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差．在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的图像；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的图像．本次实验分析误差的图像是________．
（3）为减小电表内阻引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是________．
A．换用内阻更小的电流表 B．换用内阻更大的电流表
C．换用内阻更小的电压表 D．换用内阻更大的电压表
12．如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为和；
②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面连接在斜槽末端；
③先不放小球,让小球从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；
④将小球放在斜槽末端B处，仍让小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离．图中M、P、N三点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B的距离分别为．依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）两小球的质量应满足________（填“>”“=”或“<”）；
（2）小球与发生碰撞后，的落点是图中________点，的落点是图中________点；
（3）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的；
四、计算题（本题共3小题，其中13题12分，14题12分，15题16分，共40分．解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．）
13．如图所示，光滑水平面上质量为的物块以的初速度冲向质量为的静止的光滑圆弧面斜劈体，圆弧部分足够长．求：
（1）物块刚滑到最高点位置时，二者的速度大小；
（2）物块刚从圆弧面滑下后，二者速度大小．
（3）若,物块从圆弧面滑下后，二者速度大小．
14．某建筑工地用的打桩机简化示意图如图所示，打桩机重锤的质量,锤在钢筋混凝土桩子以上高度处从静止开始自由落下，打在质量的桩子上，随后，桩子在泥土中向下移动后停止，重锤反弹后上升的高度．锤与桩子作用时间极短，重力加速度大小取,设桩向下移动的过程中泥土对桩子的作用力F是恒力．求：
（1）桩在泥土中向下运动的初速度v的大小；
（2）F的大小．
15．如图，一质量的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量,停在木板B的左端．质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的距最低点的最大高度为,物块A与小球可视为质点，不计空气阻力．已知物块A、木板B间的动摩擦因数，（取）求：
（1）小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；
（2）小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；
（3）为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少多长．
参考答案
1-7．D D C D C C D
解析 由,电动机两端电压为可得R和电源内阻上分担的电压为,则,故A错误；
电动机输入功率,故B错误；
电源的热功率
电源的输出功率为,故C错误；
电动机的热功率，
电动机的输出功率,故D正确．
8．答案 AC
解析 因运动员将重物缓慢上举，则可认为是平衡状态，地面对运动员的支持力为：,整个过程的时间为，根据可知地面对运动员的冲量为；因地面对运动员的支持力没有位移，可知地面对运动员做的功为0,选项A正确，B错误；运动员对重物的作用力为,作用时间为，根据=Ft可知运动员对重物的冲量为,重物的位移为,根据可知运动员对重物做的功为,选项C正确，D错误．
9．答案 AB
解析 题图所示的图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两单摆的固有频率．当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据可知，g越大，f越大，所以,又因为，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A正确；若两个单摆在地球上同一地点进行受迫振动，g相同，摆长长的f小，因为，所以，B正确；因为,若图线Ⅱ是在地面上完成的，根据，可计算出约为,C错误；单摆的能量除了与振幅有关，还与摆球质量有关，由于两摆球质量关系未知，故不能比较两摆的能量，D错误．
10．答案 BC
解析 由题图甲可以看出，该波的波长为,由题图乙可以看出周期为,波速为,A错误；当时，Q点向上运动，结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿x轴负方向传播，B正确；由题图甲可知，处，，则,由题图乙可知，时，质点Q处于平衡位置，经过，其振动状态向x轴负方向传播到P点处，则,C正确；波沿x轴负方向传播，而质点P只会上下振动，D错误．
11．答案 （1）甲 （2）A （3）D
解析 （1）因为电源内阻较小，接近电流表内阻，为了减小误差，所以电流表采用相对电源外接，选择甲图；
（2）由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小，但当电压为零时，电压表的内阻对测量没有影响，实线和虚线重合，故A正确，B、C、D错误；
（3）因为电压表的分流作用产生的误差，为减小电表内阻引起的实验误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是增大电压表的内阻，故D正确，A、B、C错误．
12．答案 （1）> （2）M N （3）
解析 （1）为了防止入射小球碰撞后反弹，一定要保证入射小球的质量大于被碰小球的质量，故；
（2）碰撞前，小球落在题图中的P点，由于,当小球与发生碰撞后，的落点是题图中M点，的落点是题图中N点；
（3）设碰前小球的水平初速度为，当小球与发生碰撞后，小球落到M点，设其水平速度为落到N点，设其水平速度为,斜面与水平面的倾角为,由平抛运动规律得,联立解得,同理可得,因此只要满足，即．
13．答案 见解析
解析 （1）物块与斜劈体作用过程水平方向动量守恒，且到最高点时共速，以方向为正，则有：
,（2分）
解得；（2分）
（2）物块从滑上圆弧面到从圆弧面滑下过程，水平方向动量守恒，能量守恒，则有：
,（2分）
，（2分）
解得：（2分）
代入数据得：；（2分）
（3）若,根据上述分析，物块从圆弧面滑下后，交换速度，即．
14．解：（1）重锤自由下落，由动能定理可得：
（1分）
解得重锤与桩子发生碰撞之前的速度大小为（1分）
重锤反弹后，由动能定理得：（2分）
解得重锤与桩子发生碰撞后瞬间的速度大小为
重锤与桩子发生碰撞到恰好分离过程，取向下方向为正，由动量守恒定律可得（2分）
解得桩子的速度大小为：（1分）
（2）对桩子下降过程中，取向下方向为正，由动量定理可得：
（3分）
解得：（2分）
15．答案（1） （2） （3）
解析 （1）对小球下摆过程，由机械能守恒定律得：
,（2分）
解得（2分）
（2）对小球反弹后上升到最高点的过程，由机械能守恒定律得
（1分）
解得：（2分）
小球与物块A碰撞过程系统动量守恒，以小球碰前速度的方向为正方向由动量守恒定律得：（1分）
解得（2分）
（3）物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以物块A的速度方向为正方向
由动量守恒定律有：,（2分）
解得
由能量守恒定律有：,（2分）
解得．（2分）