1、（新高考）山东省2020-2021学年高二物理上学期12月联考试题（含解析）注意事项：本试卷分选择题与非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。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. 下列说法正确的是（）A. 受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个B. 简谐运动平衡位置一定是运动过程的中心位置，但不一定处于平衡状态C. 简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹D. 弹簧振子每次经过平衡位置时的动能最大，弹性势能为零【答案】AB【解析】【分析】【详解】A根据受迫振动的特点以及振动图像可知，当驱动力频率等于物体的固
2、有频率时，物体的振幅最大，而在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力的频率一定有两个，如图，故A正确。B平衡位置是回复力为零的位置，一定是运动过程的中心位置，但物体的合外力未必为零，物体不一定处于平衡状态，例如单摆摆动经过平衡位置时，虽然回复力为零，但合力不为零，而是合力指向圆心，提供圆周运动的向心力，不处于平衡状态，选项B正确。C简谐运动的图像描述的是振动质点在不同时刻离开平衡位置的位移，不是振动质点的轨迹，选项C错误；D弹簧振子每次经过平衡位置时的动能最大，但是弹性势能不一定为零，例如竖直放置的弹簧振子，选项D错误。故选AB。2. 直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质、的分界线，位于处的一波源
3、发出的两列机械波a、b同时分别在介质I、中传播，某时刻的波形图如图所示，此时刻b波恰好传到处，下列说法正确的是（）A. 波源的起振方向沿y轴正方向B. 处质点P在这段时间内的路程为10cmC. 两列波的频率关系D. 此时刻a波传到处【答案】D【解析】分析】【详解】A此时刻b波恰好传到处，该质点向下振动，故波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；B根据图像可知，处质点P在这段时间内振动了 ，经过的路程为故B错误；C这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系相同，故C错误；D根据图像可知，波传播了2个周期，右侧波长为4m，故此时刻a波传到处，故D正确。故选D。3. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的
4、波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向、波速以及Q点的运动情况分别是（）A. 沿x轴负方向，15m/s，Q点正在沿y轴正方向运动B. 沿x轴正方向，15m/s，Q点正在沿y轴负方向运动C. 沿x轴负方向，30m/s，Q点正在沿y轴正方向运动D. 沿x轴正方向，30m/s，Q点正沿y轴负方向运动【答案】C【解析】【分析】【详解】由P点的振动图像可知，t=0时刻质点P向下振动，结合波形图可知，波沿x轴负方向传播，波速为由“同侧法”可知，Q点正在沿y轴正方向运动。故选C。4. 汽车制造技术已逐渐成熟，很多车辆里面都配备有ACC自适应巡航控制系统，自适应巡航控制（ACC）系统是
5、一个允许车辆巡航控制系统通过调整速度以适应交通状况的汽车功能。安装在车辆前方的雷达用于检测在本车前进道路上是否存在速度更慢的车辆。若存在速度更慢的车辆，ACC系统会降低车速并控制与前方车辆的间隙或时间间隙。其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量与目标间的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为，接收到的回波的频率为，且，则（）A. 前车速度大于后车速度B. 前后两车速度相同C. 前车速度小于后车速度D. 前车一定处于静止状态【答案】C【解析】【分析】【详解】因为 时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小
6、，表明前车速度小于后车速度，不一定前车处于静止状态。故选C。5. 2020年11月10日，全国皮划艇静水锦标赛在浙江省丽水市水上运动中心开幕。大赛前，甲、乙两个运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练，他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行，一段时间后停下。他们及各自的皮划艇总质量相等，测速器测得甲、乙的v-t图像分别如图中的OAB、OCD所示，图中AB/CD，则（）A. 运动员乙较晚停下，乙做功更多B. 乙划桨时间长，乙划桨时受到水反作用力的冲量大C. 甲皮划艇早停下，甲划桨时受到水反作用力的冲量小D. 甲在划桨时用力小【答案】D【解析】【分析】【详解】由图像可知，减速阶段斜率
7、相同，则加速度相同，水的阻力相同；最大速度相同。A由动能定理得 ，运动员乙加速阶段的位移小，乙做功WF小，A错误；B乙加速度阶段时间短，划桨时间短， B错误；C 由 ，甲皮划艇加速阶段的时间长，甲划桨时受到水反作用力的冲量I大，C错误；D由牛顿第二定律得 ，加速阶段甲的斜率小，加速度小，在划桨时用力F小，D正确。故选D。6. 如图所示，三根细线a、b、c于O处打结，每根细线的长度均为L，a、b细线上端固定在同一水平面上相距为的A、B两点上，c细线下端系着一个带正电荷的小球（小球直径可以忽略），小球质量为m，电荷量为，垂直于纸面向外有匀强电场，电场强度，下列说法正确的是（）A. 小球可以在纸面内
8、做简谐运动，周期为B. 小球可以在与纸面垂直的平面内做简谐运动，周期为C. 小球可以在纸面内做简谐运动，周期为D. 小球可以在与纸面垂直的平面内做简谐运动，周期为【答案】D【解析】【分析】【详解】AC小球不可以在纸面内做简谐运动，因为小球会受到垂直纸面向外的电场力，垂直纸面方向无法平衡，故AC错误；BD小球可以在与纸面垂直的平面内做简谐运动，等效重力周期故B错误，D正确故选D。7. 如图所示，一个夹层中空的圆柱形零件内部放有一个略比夹层宽度小一点的小圆柱体，初始时小圆柱体位于大圆柱夹层的顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置为A点，如甲图所示，现小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下，截面图如乙图所示
9、，忽略一切接触部位的摩擦，以下说法中正确的是（）A. 小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点B. 小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点右侧C. 小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面接触位置要看二者的质量关系而定D. 小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点左侧【答案】A【解析】【分析】【详解】小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下时，由于不计任何摩擦，由动量守恒定律以及能量守恒关系可知，小圆柱体会再次到达顶部；若小圆柱体相对地面移动x时，大圆柱体相对地面移动y，则根据“人船模型”可知mx=My且x、y的方向应该相反，而若小圆柱
10、体能到达大圆柱体最高点时，x=y，则只能有x=y=0，即此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点。故选A。8. 斯诺克是一种台球运动，越来越受到人们的喜爱。斯诺克本身的意思是“阻碍、障碍”，所以斯诺克台球有时也被称为障碍台球，打球过程中可以利用球来作障碍迫使对方失误，而且作障碍是每个职业斯诺克球手都必须掌握的一种技术。假设光滑水平面一条直线上依次放8个质量均为m的弹性红球，质量为1.5m的白球以初速度与8号红球发生弹性正碰，则8号红球最终的速度大小为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】假设光滑水平面一条直线上依次放8个质量均为m的弹性红球，质量为1.5m的白球以初速度与8
11、号红球发生弹性正碰，根据一动碰一静的弹性碰撞特点可知，每碰撞一次白球的速度变为原来的，而8号球每次将速度传给右侧球，故白球与8号球碰撞7次后，白球速度此时8号球速度为零，根据动量守恒和能量守恒有 ，解得，8号红球最终的速度大小为故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。9. 关于冲量、功和动量，下列说法中正确的是（）A. 冲量方向与动量方向一致B. 功反映力对作用位移的积累，冲量反映力对作用时间的积累C. 冲量是物体动量变化的原因D. 力在一段过程中不做功，则该力在这段过程中的
12、冲量也一定为零【答案】BC【解析】【分析】【详解】A根据动量定理可知，冲量方向与动量变化量的方向一致，A错误；B由功和冲量的定义可知，功反映力对作用位移的积累，冲量反映力对作用时间的积累，B正确；C由动量定理可知，冲量是物体动量变化的原因，C正确；D物体做匀速圆周运动一周，合力在一段过程中不做功，合力在这段过程中的冲量不等于零，D错误。故选BC。10. 如图是水平弹簧振子简谐运动的振动图像，由图像可知（）A. 在时，振子的位移、速度和加速度方向相同B. 在和时，振子有相同的加速度和速度C. 在到时间内加速度、位移大小变小，速度增大D. 在时，振子有最大的回复力和弹性势能【答案】CD【解析】【分
13、析】【详解】A在时，振子的位移的方向背离平衡位置，加速度方向指向平衡位置，二者方向相反，A错误；B在和时，振子的加速度方向相反，B错误；C在0.3s时加速度、位移都最大，速度等于零，在0.4s时加速度、位移都等于零，速度最大，所以在到时间内加速度、位移大小变小，速度增大，C正确；D在时，弹簧的形变量最大，则振子有最大的回复力和弹性势能，D正确。故选CD。11. 2020年11月24日分，我国在文昌航天发射场，使用长征五号遥五运载火箭，将嫦娥五号探测器顺利送入地月转移轨道，“嫦娥五号”从发射到回收至少要经历以下高难度动作：发射轨道器和着陆器太阳翼展开地月转移近月制动环月飞行轨道器和着陆器分离动力
14、下降月面钻取采样上升器月面起飞轨道器和上升器月球轨道交会对接月球样品由上升器转移至返回器轨道器和上升器分离进入地月转移轨道月地转移，当月球样品由上升器转移至返回器，轨道器和上升器分离完成以后，开动轨道器（质量m）尾部的推进器，使轨道器和返回器（质量M）共同加速，轨道器的平均推力为F，开动时间，测出轨道器和返回器的速度变化是，下列说法正确的是（）A. 推力F越大，就越大，且与F成正比B. 推力F通过轨道器m传递给了返回器M，所以m对M弹力大小应为FC. 返回器的质量M应为D. 返回器的质量M应为【答案】AC【解析】【分析】【详解】A轨道器的平均推力为F，整体加速度越大，就越大，根据牛顿第二定律且
15、与F成正比，故A正确；Bm对M的弹力大小故B错误；CD根据可知，返回器的质量M应为，故C正确，D错误。故选AC。12. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于O点，乙波振源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示，已知，下列说法正确的是（）A. 乙的波速为B. 甲、乙两列机械波相遇后可形成稳定的干涉图像C. 甲的波谷经过与乙的波峰第一次相遇D. 振动减弱点的振幅为0，是振动的加强点【答案】ABC【解析】【分析】【详解】解：A两列机械波在同种介质中波速相同，即，故A正确；B甲、乙两列机械波波长相同，波速相同，频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉图像，故B正确；C设甲
16、的波谷与乙的波峰第一次相遇的时间为，根据图像的特征可知故C正确；D振动减弱点的振幅 x=5.0m处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动的减弱点，故D错误。ABC正确，D错误。故选ABC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 一同学为了测量当地的重力加速度，选用电动机、长条白纸、毫米刻度尺、长木板以及由装满颜料的带孔小球和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，把白纸固定在长木板上，实验中，电动机以的速度匀速拖动长木板带动纸带运动，同时让小球垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，小球可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了小球在不同时刻的位置，如图乙所示。实验中该同学测出了细线悬挂
17、点到小球下边缘的距离L，如图丙所示，白纸上得到的图像AB间的距离x。通过改变L，测出对应的AB距离x，获得多组x与L数据，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像，如图丁所示。由图像可知，摆球的半径_m，当地重力加速度_（结果保留三位有效数字）；该同学测得的重力加速度值与实际的重力加速度值相比_（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。（假设整个过程中小球的重心位置不变，）【答案】 (1). (2). (3). 一样【解析】【分析】【详解】12 AB距离为x，5个周期，则有解得根据可得 所以即根据,图像的斜率重力加速度,3 用的关系图线求当地重力加速度值 图像的斜率不变，所测重力加速度一样。14. 为了
18、验证碰撞情形下的动量守恒定律，老师指导学生设计了以下实验方案：准备的实验器材有：质量适当的小球A、B，两辆装有细砂的等质量小车，斜槽、刻度尺、重锤线、天平。基本的操作步骤是：(1)将斜槽固定在适当高度的桌面上，调整斜槽使其末端的切线水平；(2)把一辆小车放置在水平地面上，小车与斜槽处于同一竖直面内，把A球作为入射小球，不放置B球，只让A球从斜槽某一位置由静止开始滚下，A球能落到小车中（如果不能落到小车上，可以事先多做几次，目测小球落点，调整小车的位置），事先标记出小车的初始位置，测出小球落到小车中以后跟小车共同向前滑动的距离；(3)把小球B放置于斜槽的末端位置，水平地面上放置两辆小车，两辆小车
19、均与斜槽在同一竖直面内，再把小球A从第2步中释放的位置由静止滚下，两个小球碰撞后都分别落到了两小车上（如果不能落到小车上，可以事先多做几次，目测小球落点，调整小车的位置），事先标记出两小车的初始位置，测出A球小车系统、B球小车系统向前滑行的距离分别为、（实验中两小车未发生碰撞，两小车与地面的动摩擦因数处处相同）根据以上操作步骤，结合你的理解，请回答以下问题；上面的实验器材不必要的是_；除了上述三个滑行距离，以外，还需要测量的物理量是_；A.入射小球A的质量 B.被碰小球B的质量C.小车及细砂的总质量M D.斜槽离桌面的高度hE.小车与地面的摩擦因数用以上所测得的物理量表示，如果满足关系式_，则
20、验证了碰撞中动量是守恒的。【答案】 (1). 重锤线 (2). ABC (3). 【解析】【分析】【详解】(1)1实验中两球平抛运动的高度相同，则运动时间相同，再把小球A从第2步中释放的位置由静止滚下，两次小球A到达底端速度相同，落入车内，只剩水平速度，小球和车水平方向动量守恒 根据动能定理有放上小球B后，根据动量守恒有A球与小车，根据动能定理有 根据动能定理有B球与小车，根据动量守恒有 根据动能定理有整理得故不必要的是重锤线，需要天平测量质量，刻度尺测量长度。2故需测量的物理量是入射小球A的质量、被碰小球B的质量、小车及细砂的总质量M，故选ABC。3根据以上分析可知，满足关系式15. 某高校
21、设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为，不计空气阻力，试求：(1)手机落地前瞬间的速度大小；(2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小；(3)地面对手机的平均作用力大小。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)落地的速度代入数值得(2)方法一：根据自由落体运动
22、代入数值得根据得重力冲量方法二：由动量定理代入数值得(3)取竖直向下为正方向，由动量定理得16. 如图所示实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为，波速方向如何？【答案】(1)；(2)，；(3)向左传播【解析】【分析】【详解】(1)当波向右传播时，波传播距离则波速为(2)当波向左传播时，波传播距离则波速为(3) 若波速大小为所以此时波向左传播17. 如图所示，一个轻质弹簧一端悬于电梯上，另一端挂着用轻绳连接在一起的两物体A和B，弹簧劲度系数为k，电梯以加速度a向上加速运动突然电梯停止，在电梯停止瞬间轻绳
23、断裂，之后物体A做简谐运动，运动过程中弹簧未超过弹性限度，已知从绳子断裂到物体首次运动到最高点所用时间是。(1)从绳子断裂到物体运动到最高点过程中，弹簧长度改变了多少；(2)取物体A做简谐运动的平衡位置为坐标原点，向下为正方向，建立x坐标轴，从绳子断裂开始计时，写出物体A做简谐运动位移与时间的函数表达式。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)绳子未断开时，对物体A和物体B整体分析得由得弹簧伸长了绳子断开瞬间在最低点，对物体A分析物体A运动到最高点，对物体A分析根据简谐运动回复力对称性得由得弹簧压缩了弹簧长度变化了(2)物体A做简谐运动的振幅周期，正方向向下，所以初相位为，物体A做
24、简谐运动位移与时间的函数表达式18. 如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直；a和b相距l，b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为m。两物块与地面间的动摩擦因数均相同。现使a以初速度v0向右滑动。此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞。重力加速度大小为g。 求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。【答案】 mgl 即 设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间，a的速度大小为v1.由能量守恒定律得 设在a、b碰撞后的瞬间，a、b的速度大小分别为v1、v2，以向右为正方向，由动量守恒和能量守恒有 mv1mv1mv2 联立式解得 v2v1 由题意，b没有与墙发生碰撞，由功能关系可知 联立式，可得 联立式得，a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞的条件为