2024届安徽省合肥市一六八中学高三上学期名校名师测评卷（四）物理试题 解析版

这是一份2024届安徽省合肥市一六八中学高三上学期名校名师测评卷（四）物理试题 解析版，共14页。试卷主要包含了试卷分值，如图所示，一辆小车等内容，欢迎下载使用。
命题人：一六八物理高三命题组
考生注意：
1．试卷分值：100分，考试时间：75分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答案区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3．所有答案均要答在答题卡上，否则无效。考试结束后只交答题卡。
一、选择题（本题共11小题，共46分。其中1～9为单选题，每小题4分；10～11为多选题，每小题5分，全部选对得满分，部分选对得3分，有选错的得0分。）
1．蝉的家族中的高音歌手是一种被称做“双鼓手”的蝉。它的身体两侧各有一大大的环形发声器官，身体的中部是可以内外开合的圆盘。圆盘开合的速度很快，抖动的蝉鸣就是由此发出的。某同学围绕蝉所在的树干悄悄走了一圈，听到忽强忽弱的蝉鸣声，以下对该现象解释正确的是（ ）
A．这种现象属于声波的衍射现象 B．这种现象属于声波的干涉现象
C．这种现象属于声波的多普勒效应 D．这种现象属于声波的反射现象
2．如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移一时间图像，P、N是图像上的两个点，下列说法正确的是（ ）
A．摆球在P点时做减速运动
B．摆球在N点时正在升高
C．摆球在P点时的动能和在N点时的动能相同
D．摆球在P点时的机械能大于在N点时的机械能
3．如图所示，某物理老师为了演示动量守恒定律的应用，在光滑水平桌面上放置一小车，用细线将一小钢球悬挂在小车的立柱上。演示开始前该老师用右手按住小车，左手拿着小球将细线向左拉开一定角度，并保持整个装置静止在桌面上的A处，若使小车能够运动到右侧较远的B处，下列方案可行的是（ ）
A．同时松开两只手
B．先松开左手，当小球第一次运动到最低点时，再松开右手
C．先松开左手，当小球运动到右侧最高点时，再松开右手
D．先松开左手，当小球第二次运动到最低点时，再松开右手
4．2023年10月3日下午，杭州亚运会男子蹦床比赛在黄龙体育馆举行，中国运动员严浪宇以59.85分夺冠获得了杭州亚运会男子蹦床冠军。加之前一日朱雪莹在女子项目摘金，至此，本届亚运会蹦床项目全部两枚金牌被中国队包揽。某同学分析严浪宇的比赛视频发现，严浪宇在某次下落过程中从最高点到着网用时，从着网到最低点用时。已知严浪宇的质量约为，重力加速度取，则该过程中网对严浪宇的平均作用力约为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，一架质量为的喷气式飞机飞行的速率是，某时刻它向后喷出的气体相对飞机的速度大小为，喷出气体的质量为，以地面为参考系，下列说法正确的是（ ）
A．若，则喷出气体的速度方向与飞机飞行方向相同，喷气后飞机速度不会增加
B．只有，喷气后飞机速度才会增加
C．喷气后飞机速度为
D．喷气后飞机增加的速度为
6．如图所示，一辆小车（装有细沙）与一轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，某人手里拿着一个小球悬于小车上方，某时刻突然松手释放小球，使小球竖直落入小车沙堆中，假设小球落入沙堆中立刻与小车保持相对静止，以下说法正确的是（ ）
A．若小车正好通过平衡位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的振幅变小
B．若小车正好通过平衡位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的周期变小
C．若小车正好通过最大位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的振幅变小
D．若小车正好通过最大位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的周期不变
7．如图表示同一种均匀介质中两列频率相同、振幅不同的波在某时刻叠加的情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是（ ）
A．a、c两点连线上所有点均为振动加强点
B．b、d两点连线上所有点均为振动减弱点
C．该时刻b点和d点的位移相同
D．周期后，点的位移比点大
8．如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（ ）
A．和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同
B．和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同
C．和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同
D．和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同
9．一列简谐横波沿一直线传播，该直线上平衡位置相距的两处的质点振动图像如图所示，则该波的速度不可能为
A． B． C． D．
10．图中实线为一列简谐横波在时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期大于，则下列说法正确的是（ ）
A．该波一定沿着负方向传播
B．该波的速度大小可能为
C．时，处的质点正在沿轴负方向运动
D．，处质点的路程为
11．在光滑的水平桌面上固定一个内侧光滑的圆形轨道，俯视图如图所示，为圆上两条相互垂直半径的端点。紧贴轨道内侧放置两个可视为质点的小球，质量分别为，开始时球静止于点，球在其左侧以的初速度向右与球发生第一次碰撞，随后两球在点发生第二次碰撞。已知小球之间的碰撞均为对心弹性碰撞，则（ ）
A．可能为7
B．一定为7
C．若只增大球的质量，则第二次碰撞点可能仍在处
D．若只增大球的初速度，则第二次碰撞点一定仍在处
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）
12．用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，在气垫导轨的一端装有位移传感器（图中未画出）。两滑块（可视为质点）沿同一直线运动并发生正碰，电脑可通过位移传感器记录两滑块在不同时刻相对传感器的位置信息，并画出两滑块位置一时间图像。滑块质量，滑块的质量为。
（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，若电脑中显示该滑块的位置-时间图像为________（选填“平行于t轴的直线”或“倾斜直线”），则说明气垫导轨已调平。
（2）某次实验中，电脑画出了A、B两滑块的位置一时间图像如图乙所示，碰前A、B两滑块所对应的图像已标出：
①碰撞后A滑块的位置一时间图像为________（选填“①”或“②”）；
②由题中数据结合位置一时间图像中提供的信息，可以得出这个碰撞________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
13．某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测定重力加速度”实验，该同学按照下列步骤进行实验，请你请回答相关问题：
（1）按图甲安装实验器材，你认为图乙中四种组装单摆方式正确的是________；
（2）用20分度的游标卡尺测量小球的直径，该同学在读数时发现游标尺因磨损前端刻度已看不清，如图丙所示，然而该同学依然读出了游标卡尺的示数________；
（3）用刻度尺测出摆线长为，将单摆拉开一小角度，释放摆球后观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为________s，该小组测得的重力加速度大小为________；（结果均保留3位有效数字，取9.870）
（4）该同学发现测得的值偏大了，你认为可能的原因是________。
A．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
B．开始计时时，停表过迟按下
C．释放小球时未做到由静止释放，小球有一很小的初速度
三、解答题（本题共3小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分。考生根据要求作答。）
14．在同一均匀介质中，分别位于坐标原点和处的两个波源和，沿轴振动，形成两列相向传播的简谐横波和，某时刻和分别传播到了和处，波形图如图所示，已知波的频率为，求
（1）波的周期；
（2）后，处的质点的位移。
15．如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、弹簧及底部组成，头部质量为，弹簧质量不计，劲度系数为，底部质量为，开始时弹簧小人静止于桌面上，现轻压头部后由静止释放，弹簧小人不停上下振动。已知当弹簧形变量为时，其弹性势能，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内。
（1）若使弹簧小人在振动过程中底部始终不离开桌面，则轻压头部释放时弹簧的压缩量需满足什么条件？
（2）若轻压头部释放时弹簧的压缩量为，则弹簧小人在运动过程中头部的最大速度是多大？
16．某同学设计的一款闯关游戏可以简化为如图所示模型：上表面粗糙的长木板和四分之一光滑圆弧槽紧靠在一起（二者未粘连）放在光滑的水平地面上，圆弧槽的下端与木板的上表面齐平，可视为质点的小物块一开始放在木板的最右端。游戏有两关：第一关用销钉将圆弧槽固定在地面上，给小物块一向左的初速度，若小物块能够滑上圆弧槽且最终未滑离木板，则闯关成功；第二关拔去销钉将圆弧槽解锁，并将整个游戏装置归回到初始状态，给小物块一向左的初速度，若小物块能够滑上圆弧槽且不会从圆弧槽上的上端冲出，则闯关成功。已知物块的质量为，圆弧槽和木板的质量均为，圆弧槽的半径，木板的长度，小木块与木板间的动摩擦因数，圆弧槽不会翻转，重力加速度取。
（1）在第一关中，若该同学给小物块的初速度，请通过计算分析该同学是否闯关成功？若闯关成功，则物块最终停在距木板左端多远处？
（2）在第二关中，若该同学给小物块的初速度为：
①小物块刚滑上圆弧槽时的速度是多大？
②请继续通过计算分析该同学是否闯关成功？
2024届名校名师测评卷（四）·物理
参考答案、提示及评分细则
1．【答案】B
【解析】绕该蝉所在的树干走一圈，能听到忽高忽低的蝉鸣声，这是由蝉两侧发出的声音发生干涉产生的加强和减弱的现象；故选B．
2．【答案】D
【解析】A．由图可知摆球在点时正在靠近平衡位置，速度在增大，A错误；
B．摆球在点时也正在靠近平衡位置，高度在降低，B错误；
C．两点对应位置高度相同，故从到重力做功为0，摆球需克服阻力做功，由动能定理可知摆球在点时的动能大于在．点时的动能，C错误；
D．由知两摆球在两点时的重力势能相等，而摆球在点时的动能大于在点时的动能，所以摆球在点时的机械能大于在点时的机械能，D正确；故选D。
3．【答案】B
【解析】钢球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒。
AC．同时松开两只手，系统在水平方向上总动量为0，小球向右运动时，车往左运动，小球向左运动时，车往右运动，车只会在原来位置左右往复运动，无法持续向右运动到处。C选项中先松开左手，当小球运动到右侧最高点时，再松开右手，系统在水平方向上总动量为0，车的运动情况与A选项中相同，故A、C错误；
B．先松开左手，当小球第一次运动到最低点时，再松开右手，系统在水平方向上总动量方向向右，车最终会运动到B处，故B正确；
D．先松开左手，当小球第二次运动到最低点时，速度向左，此时再松开右手，系统在水平方向上总动量方向向左，车不会运动到处，故D错误；故选B。
4．【答案】C
【解析】对运动员从最高点到最低点，由动量定理得，代入数据解得；故选C。
5．【答案】C
【解析】设喷出气体的速度为，对飞机和气体组成的系统，根据动量守恒有，解得，，喷气后飞机增加的速度为，故无论大小如何，均大于，故A、B、D均错误，C正确；故选C。
6．【答案】A
【解析】AC．设小车和小球的质量分别为，小球落入小车后瞬间，整体的速度大小为，碰撞瞬间小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒，则，解得，碰后瞬间系统的机械能为，可知小球落入小车后，系统机械能变小。弹簧振子的振幅与振子所具有的机械能有关，振子的机械能越大，振子到达最大位移处时弹簧的弹性势能越大，伸长量越大，即振幅越大，而小球落入小车后系统机械能变小，故振幅变小，A正确；若小车正好通过最大位置时，小球落入沙堆，系统的机械能不变，则小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的振幅不变，故C错误；
BD．小球落入沙堆后，系统质量变大，由弹簧振子的周期公式知，周期变大，B、D均错误；故选A。
7．【答案】A
【解析】A．由图可知，两点到和的距离相等为振动加强点，二者连线上所有点到和的距离也相等，连线上所有点均为振动加强点，故A正确；
B．由图可知，两点到和的距离差均为半个波长的奇数倍，两点为振动减弱点，振动减弱点是分布在一簇簇双曲线上的，但二者连线是一条直线，该直线上的点到和的距离差并不都是半个波长的奇数倍，故B错误；
C．两列波的振幅不同，振动减弱点叠加后的振幅不为零，该时刻两点一个在叠加后的波峰，一个在叠加后的波谷，二者的位移等大反向，并不相同，故C错误；
D．周期后，点和点均在平衡位置，二者的位移均为0，故D错误；故选A。
8．【答案】B
【解析】A．设最大速度大小为内动能的变化量为，动量变化量为；内动能变化量为，动量变化量为，根据动能定理可知这两段时间内合力做功不相同，根据动量定理知合力的冲量不相同，故A错误；
B．内动能变化量为，动量变化量为，和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，B正确；
C．内动能变化量为，动量变化量为，和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，C错误；
D．和内动能变化量均为0，动量变化量均为0，根据动能定理和动量定理得知合力的功和冲量都相同，D错误；故选B。
9．【答案】D
【解析】若波从到传播，由图像可知，比早振动，则有，由波速公式可知波速为：。当时，；时，；故A、B可能。若波从到传播，由图像可知，比早振动，则有，由波速公式可知波速为。当时，，故C可能。在以上两种情况中，均找不到对应的值，故D不可能；故选D。
10．【答案】AC
【解析】AB．若波是沿轴正方向传播的，波形移动了，则有，解得，当时，周期有最大值为；若波是沿轴负方向传播的，波形移动了，则有，解得，当时，周期有最大值为；该波的周期大于，故该波定沿着负方向传播，且周期为，波速，故A正确、B错误；
C．时处的质点在波峰，则经过，此时该质点未回到平衡位置，正在沿轴负方向运动，C正确；
D．是半个周期，处质点的路程为振幅的2倍，因振幅未知，故路程未知，D错误；故选AC。
11．【答案】ACD
【解析】AB．设第一次碰后两球的速度大小分别为，根据动量守恒定律和能量守恒定律有，解得。若碰后两球反向运动，第二次碰撞发生在点，则有，联立解得；若碰后两球同向运动，第二次碰撞发生在点，则有，联立解得。故A正确、B错误。
C．若碰后两球反向运动，第二次碰撞发生在点，需满足，此时增大的质量，使其满足，则第二次碰撞点仍在处，C正确；
D．相遇的未知由碰后两球速度比决定，由得，可知速度比与无关，若只增大球的初速度，则第二次碰撞点一定仍在处，故D正确；故选ACD。
12．【答案】（1）倾斜直线 （2）① 是
【解析】（1）若气垫导轨已调平，则滑块会做匀速直线运动，其位置-时间图像为倾斜直线；
（2）由图乙知，滑块碰前处于静止状态，滑块向右撞滑块，碰撞后滑块向右运动，其图像应为②，故碰后滑块的图像应为①，碰后反向运动；碰撞前物块的速度为，碰撞前物块的速度为；读图可知碰撞后物块的速度为，碰撞后物块的速度为；可知碰撞前的总动能为，碰撞后的总动能为，则可知这个碰撞是弹性碰撞。
13．【答案】（1）D （2）9.40 （3）2.00 9.87 （4）B
【解析】（1）组装单摆需选用轻且不易伸长的细丝线，密度大的摆球，线绕在横杆上，单摆摆动时摆长会发生变化，用铁夹悬挂方式单摆摆长不会发生变化；故选D；
（2）由图可知游标尺上的第8个刻度线与主尺的刻度线对齐，20分度游标卡尺的游标尺的最小分度值为，则游标卡尺的读数为；
（3）摆长，一次全振动过程中单摆经过最低点两次，则单摆的周期为，根据单摆的周期公式，可得
（4）A．根据单摆的周期公式，变形可得，摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则测量的摆长偏小，则最终测得重力加速度偏小，故A错误；
B．开始计时时，停表过迟按下，导致测量值偏小，由上述公式知，值偏大，故B正确；
C．单摆周期由单摆本身决定，与释放时有无初速度无关，故C错误；故选B。
14．【答案】（1） （2）
【解析】（1）由图可知，波的波长分别为，
两波波速相等有，解得；
（2）两波波速，
后，波传播的距离均为，
此时，波的波谷传播到处，；
波在处已传播的时间，
由题知处质点的振动函数为，将代入解得，
此时，处的质点的位移。
15．【答案】（1） （2）
【解析】（1）设轻压头部释放时弹簧的压缩量为时，弹簧小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面。则刚释放时，对弹簧小人头部由牛顿第二定律有
由简谐运动的对称性可知，弹簧小人头部在最高点时的加速度大小也为，方向竖直向下，由牛顿第二定律有
此时对底部由平衡条件有
联立解得。
故若使弹簧小人在振动过程中底部始终不离开桌面，则轻压头部释放时弹簧的压缩量需满足；
（2）刚释放时弹簧的形变量为，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，
此时弹簧压缩量，
根据能量守恒得，
解得。
16．【答案】（1）闯关成功， （2）①；②闯关成功
【解析】（1）因圆弧槽固定在地面上，当小物块向左运动时，木板和圆弧槽紧靠在一起不会分离，设小物块刚滑上圆弧槽时的速度为，由动能定理有：
解得，
因圆弧槽光滑，当小物块再次滑回圆弧槽的最低点时速度也为，假设小物块最终未滑离木板，则对小物块和木板由动量守恒有：，
对小物块和木板由能量守恒有：，
解得，
故闯关成功，物块最终停在距木板左端的处；
（2）①拔去销钉，当小物块在木板上向左运动时，木板和圆弧槽则会紧靠在一起向左运动，设小物块刚滑上圆弧槽时的速度为，此时圆弧槽和木板的速度为，在该过程中，则对小物块、木板和圆弧槽由动量守恒有：
由能量守恒有：，
综上可得或（不合理，舍去），
故小物块刚滑上圆弧槽的速度是；
（2）若小物块未从圆弧槽上端冲出，则其在最高点与圆弧槽共速；若小物块能从圆弧槽上端冲出，因圆弧槽上端切线竖直，小物块来到圆弧槽最高点时的速度水平分量与圆弧槽的速度相同，小物块冲出后做斜上抛运动，当小物块上升到最高点时，竖直分速度为0，此时小物块的速度与木板的速度相同。综上可知，无论小物块能否从圆弧槽上端冲出，当其来到最高点时，都与圆弧槽共速。从小物块滑上圆弧槽到其上升到最高点，小物块和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒，有：共，
再由机械能守恒有：，
综上解得，
故闯关成功。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
D
B
C
C
A
A
B
D
AC
ACD