卷子答案网-一个不只有答案的网站2023—2024学年高二12月大联考
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上．
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．
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．关于机械波，下列说法中正确的是（ ）
A．“未见其人，先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象
B．横波中质点的振动方向与波的传播方向共线
C．机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
D．从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射
2．如图所示，使甲、乙两个条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲、乙与桌面之间的动摩擦因数，二者的质量相等．现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（ ）
A．甲和乙组成的系统动量守恒 B．甲的动量大小比乙的大
C．甲和乙组成的系统总动量方向向左 D．甲的速度大小比乙的大
3．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图所示．若在挡板后的M点放置一乒乓球，乒乓球没有振动起来，下列说法正确的是（ ）
A．为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动频率
B．为使乒乓球振动起来，可适当增加波源的振动振幅
C．为使乒乓球振动起来，可适当减小狭缝的宽度
D．乒乓球振动起来后，会随水波的传播向远处运动
4．如图是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下从时刻开始沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知相邻两质点间的距离为时，质点1第一次偏离平衡位置且速度恰好为零，此时质点5刚要振动．下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波速为
B．质点1的起振方向向下
C．内，，质点8的速度先减小后增大
D．时质点9正处于平衡位置且运动方向向上
5．“独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技．独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地．在平静的湖面上，一位女子脚踩竹笔抵达岸边，此时女子静立于竹笔点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如图所示．经过测量发现，甲、乙两张照片中两点的水平间距约为，乙图中竹笔右端距离河岸约为，竹笔的长度约为．已知竹笔的质量约为，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（ ）
A． B． C． D．
6．“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意象．当雨滴竖直下落的速度为时，将一圆柱形量杯置于雨中，测得时间内杯中水面上升的高度为．为估算雨打芭蕉产生的压强，假设芭蕉叶呈水平状，雨滴落在芭蕉叶上不反弹，不计雨滴重力的影响．已知水的密度为，则为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，时刻，坐标原点处的质点从平衡位置沿轴负方向开始做简谐运动，振动的周期，振幅，振动沿轴正方向传播，当波刚传播到平衡位置在处的质点时，波源处质点也恰好在平衡位置，波源与质点之间只有一个波峰，则（ ）
A．这列波的传播速度一定为
B．这列波的传播速度可能为
C．当质点第一次到达波峰时，波源处的质点运动的路程可能为
D．当质点第一次到达波峰时，波源处的质点运动的路程一定为
8．如图所示，质量为的小圆环穿在光滑的水平直杆上．用长度的轻质细线拴着质量为的小球悬挂在正下方并处于静止状态．时刻，小圆环获得沿杆向左的冲量取，下列说法正确的是（ ）
A．小球上升的最大高度为
B．小球获得的最大速度为
C．从时刻到小球上升到最大高度的过程中，合力对小球的冲量为
D．从时刻到小球第一次获得最大速度的过程中，细线对小圆环始终做负功
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．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向运动，使形支架下面的弹簧和小球组成的振动系统随之振动．小球的振幅与圆盘的转速的关系如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
A．弹簧和小球组成的振动系统的固有频率为
B．弹簧和小球组成的振动系统的固有周期为
C．当圆盘的转速保持不变时，弹簧和小球组成的振动系统的频率为
D．当圆盘的转速保持不变时，弹簧和小球组成的振动系统的频率为
10．图甲是一列沿轴方向传播的简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像．则（ ）
A．该波的周期为 B．该波沿轴负方向传播
C．该波的波速为 D．在时刻，质点第一次到达波谷
11．两列简谐波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的传播速度均为，两列波的振幅均为，如图所示为时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于和的两质点刚开始振动，质点的平衡位置处于处，则（ ）
A．质点的起振方向为轴正方向
B．质点的振幅为
C．时刻，质点的纵坐标为
D．这段时间内质点通过的路程为
12．据报道ACF极限缓震材料，是一种集缓冲、减震、吸能于一身的高分子高性能材料，能吸收以上的机械能并瞬间把它转化为内能．为了验证该报道，某同学找来一个缓震材料置于水平地面上，将质量为的钢球置于缓震材料上方处由静止释放，通过相机测出钢球与缓震材料的接触时间及钢球反弹的最大高度，假设钢球始终在竖直方向上运动，不计空气阻力及其他能量的损失，已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．若冲击时机械能转化为内能的百分比为，则
B．若冲击时机械能转化为内能的百分比为，则
C．与缓震材料接触过程中，钢球的动量变化量大小为
D．缓震材料受到钢球的平均冲力大小为
三、非选择题：本题共6小题，共60分．
13．（6分）某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验．
（1）下列叙述正确的是____________．（多选）
A．长度不同的和的同种细线，选用的细线做摆线
B．直径为的塑料球和铁球，选用铁球做摆球
C．如图乙中，摆线上端的三种悬挂方式，选方式更好
D．当单摆经过平衡位置时开始计时，可用60次经过平衡位置的时间除以60作为单摆振动的周期
E．如图丙中，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，求出的重力加速度与实际值相比偏大
（2）若某同学实验中测出单摆做次全振动所用时间为、摆线长为、摆球直径为，则当地的重力加速度____________（用测出的物理量表示）．
（3）小组内其他同学测量了多组实验数据作出了周期的平方与摆长的关系图像如图丁所示，已知图线平行，图线过坐标原点．对于图线，下列分析正确的是____________．
A．出现图线的原因可能是使用的摆线比较长
B．出现图线的原因可能是误将摆线长记作摆长
C．由图线计算出的值最接近当地的重力加速度，由图线计算出的值偏大，由图线计算出的值偏小
14．（8分）如图甲所示，用半径相同的两个小球碰撞验证“动量守恒定律”．实验时先让质量为的球从斜槽上某一固定位置由静止释放，球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到入射小球的10个落点痕迹的平均落点，再把质量为的球放在水平轨道末端，将球仍从位置由静止释放，球和球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，分别为碰后入射小球、被碰小球的落点的平均位置，点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示．
（1）下列说法中正确的是____________．（多选）
A．入射小球的质量应大于被碰小球的质量
B．入射小球的直径必须等于被碰小球的直径
C．安装的斜槽轨道必须光滑，末端必须水平
D．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
E．除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺
（2）实验中，测量出两个小球的质量，测量出三个落点的平均位置与点距离、的长度分别为．在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒，若满足关系式____________，则可以认为碰撞前后两球的总动能相等．（均用所测物理量的字母表示）
（3）在上述实验中换用不同材质的小球，其他条件不变，可以改变小球的落点位置．下面三幅图中，可能正确的落点分布是____________．
A． B． C．
15．（7分）如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在两点间做简谐运动，振子从点到第二次经过点，所用时间为．已知之间的距离为，若从振子经过点时开始计时，以向右为正方向．求：
（1）弹簧振子振动周期；
（2）写出弹簧振子位移随时间变化的表达式，并在图乙所示的坐标系中画出一个周期内的振动图像．
16．（9分）如图所示为沿轴传播的简谐波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图．
（1）若波沿轴负方向传播，求波的波长及周期；
（2）若波的周期大于，求波的传播速度大小及处质点在内通过的路程．
17．（14分）如图甲所示为小球与细绳相连制成的单摆，摆长用表示，将其悬挂于固定点，小球静止在位置，一玩具枪在球左侧水平放置，枪口中心与球心等高．某时刻，玩具枪以初速度发射质量为的水弹，水弹撞击小球后，小球开始摆动，小球上摆的最大摆角用表示，小球摆动过程中始终不与枪相撞，整个过程通过力传感器测量细绳拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示．假设水弹与小球碰撞后立即散开（可认为速度为0），且碰撞时间很短可以忽略，不考虑空气阻力，当地重力加速度取．求：
（1）单摆的摆长；
（2）最大摆角的余弦值；
（3）水弹初速度的大小；（结果可用根号表示）
（4）水弹与小球碰撞过程中，系统损失的机械能．
18．（16分）如图所示，质量的小球沿光滑水平面以大小为的初速度向右运动，一段时间后与静止于水平传送带左端、质量的物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物块滑上长、以的恒定速率顺时针转动的传送带（由电动机带动）．传送带右端有一质量的小车（上表面与传送带齐平）静止在光滑的水平面上，车的右端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在点，小车的上表面左端点与之间粗踈，点右侧光滑．物块滑上小车后向右挤压弹簧，向左返回后恰好没有离开小车．左侧水平面、传送带及小车的上表面平滑连接，物块与传送带及小车段之间的动摩擦因数均为，取重力加速度，小球与物块均可视为质点，求：
（1）小球与物块碰后瞬间小球的速度大小；
（2）传送带的电动机由于传送物块多消耗的电能；
（3）之间的距离；
（4）弹簧的最大弹性势能．
2023—2024学年高二12月大联考
物理参考答案及评分意见
1．C 【解析】“未见其人，先闻其声”是声波发生衍射时产生的一种现象，A错误；横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，B错误；机械波在介质中传播的速度大小与介质有关，C正确；从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的多普勒现象，D错误．
2．C 【解析】对于甲和乙组成的系统而言，由于，合力方向向左，动量不守恒，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，即甲的动量大小比乙的小，由于二者质量相等，则甲的速度大小比乙的小，A、B、D错误，C正确．
3．C 【解析】根据产生明显衍射的条件可知，当障碍物或者孔的尺寸与波长接近或者略微小于波长时，衍射现象会明显即衍射条纹范围变大，可以通过增加波长或者减小孔的尺寸来达到目的，C正确；增加波源的振动频率，则周期会减小，在同一介质中波速不变，根据得波长会减小，A错误；增加波源的振动振幅不影响波长，B错误；乒乓球会在平衡位置附近振动，但不会向远处传播，D错误．
4．C 【解析】这列波的波长，周期，波速，A错误；时，质点5刚要振动，振动方向向上，所有质点的起振方向都相同，则质点1的起振方向向上，B错误；振动传到质点8需要，则内，质点8已经振动，即质点8从平衡位置向上振动到最高点后再向下振动的阶段，其速度先减小后增大，C正确；振动传到质点9需要，周期，则时质点9刚好振动了半个周期，处于平衡位置且运动方向向下，D错误．
5．B 【解析】对人和竹 组成的系统，可看成人船模型，有，代入数据可得人的质量为，B正确．
6．A 【解析】依题意，单位时间单位面积上的降水量，设芭蕉叶的面积为时间内落到芭蕉叶上面雨滴的质量，根据动量定理可知，由牛顿第三定律可知，芭蕉叶上受到的冲击力大小为，根据压强定义式，联立解得，A正确．
7．C 【解析】当时，，波的传播速度大小为，当时，，则波的传播速度大小为，则这列波的传播速度可能为或，A、B错误；当质点第一次到达波峰时，质点振动的时间为，若，则波源处的质点振动的时间为，则波源处质点运动的路程，若，则波源处的质点振动的时间为，则波源处质点运动的路程，则波源处质点运动的路程可能为或，C正确，D错误．
8．B 【解析】因小圆环不固定，小圆环和小球组成的系统在水平方向上动量守恒，当二者共速时，小球上升到最大高度，根据动量守恒有，解得，根据能量守恒有，解得小球上升的最大高度，A错误；从时刻到小球上升到最大高度的过程中，合力对的冲量，C错误；当小球回到小圆环的正下方时，小球获得的速度最大，根据动量守恒有，根据能量守恒有，解得，B正确；当小球回到小圆环的正下方时，小圆环具有向右的速度，所以从时刻到小球第一次获得最大速度的过程中，细线对小圆环先做负功再做正功，D错误．
9．BD 【解析】根据图像可得当转速时，弹簧和小球组成的振动系统受迫振动的振幅最大，所以振动系统的固有频率，周期，A错误，B正确；当圆盘的转速保持不变时，圆盘的频率为，振动系统做受迫振动的频率也为错误，D正确．
10．BCD 【解析】由图甲可知波长，图乙可知周期，则波速，A错误，C正确；由图乙知时刻，质点沿轴负方向振动，由“上下坡法”可得波沿轴负方向传播，B正确；波沿轴负方向传播，可知质点第一次位于波谷位置经过的时间内波沿轴负方向传播，所需的时间，即在时刻，质点第一次到达波谷，D正确．
11．BD 【解析】由波的传播方向可确定质点的振动方向，则质点均沿轴负方向运动，所以质点的起振方向也沿轴负方向，A错误；质点到两个振源的距离相等，可知点振动加强，振幅为，B正确；由图可知，两波的波长均为，由波长与波速关系可求出，两波的周期均为，由图可知，、两点到的距离都是，两波传到的时间都是点起振的方向沿轴负方向，再经过，质点到达波谷，所以时刻，点的纵坐标为，C错误；这段时间内质点振动的时间是，通过的路程，D正确．
12．AC 【解析】根据题意可知，冲击前钢球的机械能，冲击后钢球的机械能，冲击时机械能转化为内能的百分比，若，则，A正确，B错误；以竖直向上为正方向，钢球的动量变化量，C正确；根据动量定理有，缓震材料受到钢球的平均冲力大小为，D错误．
13．（1）ABE （2） （3）B
【解析】（1）为了减小测量误差，选用的细线做摆线更好，A正确；为了减小空气阻力的影响，选用铁球做摆球，B正确；题图乙中，摆线上端的三种悬挂方式，利用方式悬挂，运动过程中摆长不变且方便改变摆长，C错误；当单摆经过平衡位置时开始计时，60次经过平衡位置，相邻两次经过平衡位置的时间是半个周期，正确的方法是用此时间除以30作为单摆振动的周期，D错误；以表示摆长，表示摆线与竖直方向的夹角，表示摆球的质量，表示摆球做圆周运动的周期，如图所示．由牛顿第二定律有，解得，与单摆的周期公式比较可知，测得的周期偏小，则求出的重力加速度与实际值相比偏大，E正确．
（2）根据单摆的周期公式，解得．
（3）根据图线可知，在取为0时，不为0，表明选择的长度比实际的摆长大一些，即有可能是将摆线的长与摆球的直径之和作为摆长，此时有，即，A错误；若将摆线长记作摆长，则有，即，该函数对应的图像是，即出现图线的原因可能是误将摆线长记作摆长，B正确；由上述分析可知，三条图线的斜率均为，解得，可知三条图线求出的重力加速度相同，C错误．
14．（1）ABE （2） （3）B
【解析】（1）入射小球的质量应大于被碰小球的质量，以保证碰后球不反向弹回，A正确；入射小球的直径必须等于被碰小球的直径，以保证发生对心碰撞，B正确；安装的轨道不必光滑，因为入射小球每次与轨道的摩擦力均相同，为了让小球做平抛运动，末端必须水平，C错误；实验前不必测出斜槽末端距地面的高度，保持高度不变即可，D错误；除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺，E正确．
（2）根据动量守恒定律得，解得；若碰撞前后两球的总动能相等，应满足，解得．
（3）入射小球碰撞过程中受到向左的力，速度减小，故点一定在点的左侧，A错误；根据碰撞过程中动量守恒有，由于换用了不同材质的小球，能量关系为，联立解得，B正确，C错误．
15．（1） （2） 见解析
【解析】（1）振子从点到第二次经过点，所用时间为，所以
解得
（2）相距，所以振幅
设弹簧振子位移随时间变化的表达式为
振子经过点时开始计时，以向右为正方向，则时
则
振动图像如图所示
16．（1） （2）
【解析】（1）根据图像可知，波的波长
若波沿轴负方向传播，传播的时间
解得
（2）根据（1）问结果，可知波沿轴负方向传播时的最大周期为，因周期，则波沿轴正方向传播，波传播的时间
当时，周期
波速
根据图像可知，振幅
时刻，处质点位移，沿轴正方向振动；因，在时刻处质点的位移
则在时间内该质点的通过的路程
17．（1） （2）0.995 （3） （4）
【解析】（1）单摆的周期公式
根据图像得
解得
（2）小球在最高点，根据图像及平衡条件得
根据图像得
解得
（3）设小球在最低点的速度为，根据机械能守恒定律得
解得
根据动量守恒定律得
解得
（4）水弹与小球碰撞过程中，系统损失的机械能
18．（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）发生弹性碰撞，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得
由机械能守恒定律可得
解得
则小球与物块碰后瞬间小球速度的大小为
（2）设经过时间，物块与传送带速度相等，由匀变速直线运动速度公式可得
根据牛顿第二定理有
代入数据可得
物块滑行的距离
传送带的位移
传送带的电动机由于传送物块多消耗的电能
（3）物块最终没有离开小车，物块与小车具有共同的末速度，物块与小车组成的系统动量守恒，
有
物块恰好回到小车的左端点时与小车相对静止，由能量守恒定律可得
解得
（4）弹簧压缩最短时，物块与小车共速，弹簧的弹性势能最大，根据能量守恒有
解得
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