精品解析：河南省郑州市十校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题

2023~2024学年下期高二年级期中联考试题 物理学科 考试时间：75分钟：分值：100分 注意事项：本试卷分试题卷和答题卡两部分。考生应首先阅读试题卷上的文字信息，然后在答题卡上作答（答题注意事项见答题卡）。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，下列图片场景解释说法错误的有（　　） A. 如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理 B. 如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象 C. 如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样 D. 如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样 2. 如图所示，一质量为m的物体在与水平面成α角的斜向下推力F作用下，从静止开始向右运动时间t，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受推力F冲量方向水平向右 B. 物体所受推力F的冲量大小是Ftcos θ C. 物体所受支持力的冲量大小为0 D. 物体所受重力的冲量大小为mgt 3. 某学生在粗细均匀的木筷下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中（如甲图）。现把木筷向上提起一段距离后放手，此时刻开始计时，之后木筷做简谐运动，以向上为正方向作出了木筷振动的位移—时间图像，如乙图所示。不计水的阻力，则（　　） A. 时，木筷处于平衡位置 B. 前0.8s内，木筷运动的路程为0.4m C. 木筷的位移时间关系为 D. 时，木筷的重力小于其所受的浮力 4. 在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差，如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，则（　　） A. P点出现明条纹，Q点出现暗条纹 B. Q点出现明条纹，P点出现暗条纹 C. 两点均出现明条纹 D. 两点均出现暗条纹 5. 如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下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，相邻编号的质点间距离为，已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波传播的速度为 B. 时，振动传到质点15 C. 时，质点9处于上方最大位移处 D. 时，质点12正在向下运动 6. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为一则安全警示广告，形象描述了高空坠物对人伤害的严重性。若一个的鸡蛋从居民楼25层队下，与地面碰撞时间约为，每层楼高度为。鸡蛋对地面的冲击力约为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示的实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波t＝0和t＝0.03s时刻的波形图，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则（　　） A. 该波向x轴负方向传播 B. 该波的频率可能是75Hz C. 该波的周期可能为0.024s D. 该波波速可能是230m/s 8. 下列关于振动和波的说法，正确的是（　　） A. 速度和加速度第一次同时恢复为原来大小和方向所经历的过程为一次全振动 B. 火车鸣笛向我们驶来时，我们接收到的笛声频率将比声源发声的频率低 C. 因为声波比可见光波长更长，所以声波容易发生明显衍射 D. 当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终保持最大 9. 如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知，下列说法中正确的是（　　） A. 水对a光的折射率较大 B. 从水射向空气时，a光全反射的临界角大于b光的临界角 C. 两束光在从水进入空气时频率均保持不变 D. a光在水中的传播速度较大 10. 如图甲所示，在光滑水平面的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的位移时间图像。已知m1=0.1kg，由此可以判断（　　） A. 碰撞前m2静止，m1向右运动 B. m2=0.2kg C. 碰撞过程中系统机械能损失了0.2J D. 碰撞过程中系统无机械能损失 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 11. 如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上面出一条直线作为界面，过上的O点画出法线，并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线AO上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后计算玻璃的折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是______； A. 实验时入射角应适当大些 B. 为了减小误差，插大头针时应使尽和、和的间距小一些 C. 插大头针时，应使同时挡住和、的像 D. 应用该实验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，得此玻璃砖的折射率n=______；（答案可以用分数或根号表示） （3）若某同学准确画好玻璃砖界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，若其他操作正确，则折射率的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 12. 如图甲所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。 （1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度d=______mm，并将两宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。 （2）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2，光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足______（选填“＞”、“<”或“=”）。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为______。 （3）若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式成立一定成立的是______。 A. B. C. D. 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验（图甲）。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块环形玻璃砖模拟光的传播。如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖，其内径为R，外径为2R。一束单色光在纸面内从A点以60°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中传播的速度为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）光从玻璃射向空气时临界角C正弦值； （3）光在玻璃中传播的时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）。 14. 抖动绳子一端可以在绳子上形成一列简谐横波。图甲为一列沿轴传播的简谐横波某时刻的波动图像，此时振动恰好传播到的质点处，质点此后的振动图像如图乙所示。质点在轴上位于处，求： （1）这列波的传播速度大小； （2）质点振动方程表达式； （3）再经过后，质点运动的路程。 15. 如图，质量为、长为的薄木板放在光滑的平台上，木板端与台面右边缘齐平。端上放有质量为且可视为质点的滑块，与木板之间的动摩擦因数为，质量为的小球用长为的细绳悬挂在平台右边缘正上方的点，细绳竖直时小球恰好与接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂。小球与碰撞后反弹速率为碰前的一半。 （1）求细绳能够承受的最大拉力； （2）通过计算判断能否从木板上掉下来。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年下期高二年级期中联考试题 物理学科 考试时间：75分钟：分值：100分 注意事项：本试卷分试题卷和答题卡两部分。考生应首先阅读试题卷上的文字信息，然后在答题卡上作答（答题注意事项见答题卡）。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，下列图片场景解释说法错误的有（　　） A. 如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理 B. 如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象 C. 如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样 D. 如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样 【答案】D 【解析】 【详解】A．如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理。故A正确，与题意不符； B．如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉现象。故B正确，与题意不符； C．如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样。故C正确，与题意不符； D．如图丁，立体电影原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上的增透膜的原理是光的干涉，二者原理不一样。故D错误，与题意相符。 本题选错误的故选D。 2. 如图所示，一质量为m的物体在与水平面成α角的斜向下推力F作用下，从静止开始向右运动时间t，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受推力F的冲量方向水平向右 B. 物体所受推力F的冲量大小是Ftcos θ C. 物体所受支持力的冲量大小为0 D. 物体所受重力的冲量大小为mgt 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体所受推力F的冲量方向与F方向相同，故A错误； B．物体所受推力F的冲量大小是Ft，故B错误； C．物体所受支持力不为0，所以支持力的冲量大小不为0，故C错误； D．物体所受重力的冲量大小为mgt，故D正确。 故选D 3. 某学生在粗细均匀的木筷下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中（如甲图）。现把木筷向上提起一段距离后放手，此时刻开始计时，之后木筷做简谐运动，以向上为正方向作出了木筷振动的位移—时间图像，如乙图所示。不计水的阻力，则（　　） A. 时，木筷处于平衡位置 B. 前0.8s内，木筷运动的路程为0.4m C. 木筷的位移时间关系为 D. 时，木筷的重力小于其所受的浮力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由图像可得振动周期为T=0.4s，则时，，木筷处于初始位置在正的最大位移处，所以A错误； B．前0.8s内，振动了，所以木筷运动的路程为x=8A=0.4m，所以B正确； C．木筷的位移时间关系为，所以C错误； D．时，木筷向平衡位置做加速运动，所以木筷的重力大于其所受的浮力，则D错误； 故选B 4. 在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差，如果用频率为6.0×1014 Hz的黄光照射双缝，则（　　） A. P点出现明条纹，Q点出现暗条纹 B. Q点出现明条纹，P点出现暗条纹 C. 两点均出现明条纹 D. 两点均出现暗条纹 【答案】B 【解析】 【详解】由c＝λf知黄光的波长为 λ＝＝m＝0.5 μm 到P点的光程差与黄光的半波长相比为： ＝＝3 即为半波长的奇数倍，所以P点出现暗条纹． 到Q点的光程差与黄光的半波长相比为： ＝＝6 即为半波长的偶数倍，所以Q点出现明条纹． 故选B。 5. 如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下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，相邻编号的质点间距离为，已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波传播的速度为 B. 时，振动传到质点15 C. 时，质点9处于上方最大位移处 D. 时，质点12正在向下运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期 相邻编号的质点间距离为，则波长 这列波传播的速度为 故A错误； B．时，波的传播距离 则振动传到质点13，故B错误； CD．时动传到质点13，则质点9处于上方最大位移处，质点12正在向上运动，故C正确，D错误。 故选C。 6. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为一则安全警示广告，形象描述了高空坠物对人伤害的严重性。若一个的鸡蛋从居民楼25层队下，与地面碰撞时间约为，每层楼高度为。鸡蛋对地面的冲击力约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】鸡蛋下落的高度为 则下落的时间为 取向下为正方向，根据动量定理得 解得 根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面的冲击力为 故选C。 7. 如图所示的实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波t＝0和t＝0.03s时刻的波形图，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则（　　） A. 该波向x轴负方向传播 B. 该波频率可能是75Hz C. 该波的周期可能为0.024s D. 该波的波速可能是230m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题已知，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则由“同侧法”可知，该波向x轴正方向传播，故A错误； BC．根据波形图可知，该波的波长 还可知在时处的质点处于波峰位置，在时处的质点处于平衡位置，且在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则可得 解得 当时 ， 当时 ， 当时 ， 因此，该波的频率不可能是75Hz，周期不可能是0.024s，故BC错误； D．根据波速与周期之间得关系 可知，当时 此种情况下波速 故D正确。 故选D。 8. 下列关于振动和波的说法，正确的是（　　） A. 速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动 B. 火车鸣笛向我们驶来时，我们接收到的笛声频率将比声源发声的频率低 C. 因为声波比可见光波长更长，所以声波容易发生明显衍射 D. 当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终保持最大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动。故A正确； B．火车鸣笛向我们驶来时，我们接收到的笛声频率将比声源发声的频率高。故B错误； C．因为声波比可见光波长更长，所以声波容易发生明显衍射。故C正确； D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点振动加强点，其位移也会随时间发生不变。故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c。根据这一现象可知，下列说法中正确的是（　　） A. 水对a光的折射率较大 B. 从水射向空气时，a光全反射的临界角大于b光的临界角 C. 两束光在从水进入空气时频率均保持不变 D. a光在水中的传播速度较大 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据折射定律可得 由图可知，两束单色光在空气中的折射角一样，单色光a在水中的入射角大于单色光b在水中的入射角，即，则有 可知水对a光的折射率较小，故A错误； B．根据全反射临界角公式 由于，可知从水射向空气时，a光全反射的临界角大于b光的临界角，故B正确； C．两束光在从水进入空气时频率均保持不变，故C正确； D．根据 由于，可知a光在水中的传播速度较大，故D正确。 故选BCD。 10. 如图甲所示，在光滑水平面的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的位移时间图像。已知m1=0.1kg，由此可以判断（　　） A. 碰撞前m2静止，m1向右运动 B. m2=0.2kg C. 碰撞过程中系统机械能损失了0.2J D. 碰撞过程中系统无机械能损失 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由乙图可知，碰前m2静止，m1向右运动，m1的速度 ① 碰后m1的速度 ② m2的速度 ③ 由动量守恒定律得 ④ 由①②③④式解得 m2=0.3kg 故A正确，B错误； CD．碰撞过程中系统机械能损失 所以，碰撞过程中系统无机械能损失，故D正确，C错误； 故选择AD。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 11. 如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上面出一条直线作为界面，过上的O点画出法线，并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线AO上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后计算玻璃的折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是______； A. 实验时入射角应适当大些 B. 为了减小误差，插大头针时应使尽和、和的间距小一些 C. 插大头针时，应使同时挡住和、的像 D. 应用该实验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，得此玻璃砖的折射率n=______；（答案可以用分数或根号表示） （3）若某同学准确画好玻璃砖界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，若其他操作正确，则折射率的测量值______（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 【答案】（1）AC （2） （3）等于 【解析】 【小问1详解】 A．实验时入射角应适当大些，可以减小误差。故A正确； B．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距大一些。故B错误； C．光在同一均匀介质中沿直线传播，所以插大头针时，应使同时挡住和、的像。故C正确； D．该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率。故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 光路图如图所示 在光路图中利用方格构造三角形，设小方格的边长为l，由图得 ， 根据折射定律，有 【小问3详解】 如图所示 实线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而虚线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变。 12. 如图甲所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。 （1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度d=______mm，并将两宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。 （2）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2，光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足______（选填“＞”、“<”或“=”）。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为______。 （3）若滑块A、B之间碰撞为弹性碰撞，则下列关系式成立一定成立的是______。 A. B. C. D. 【答案】（1）6.790 （2） ①. ＞ ②. （3）A 【解析】 【小问1详解】 用螺旋测微器测量遮光条宽度 d=6.5mm+29.0×0.01mm=6.790mm 【小问2详解】 [1]滑块B与A碰撞后被弹回，根据碰撞规律可知滑块B的质量较小，则有 > [2]若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有 整理，可得 【小问3详解】 若为弹性碰撞，即机械能守恒，结合动量守恒有 ， 解得 可得 可得 即 故选A。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验（图甲）。某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块环形玻璃砖模拟光的传播。如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖，其内径为R，外径为2R。一束单色光在纸面内从A点以60°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中传播的速度为c。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）光从玻璃射向空气时临界角C的正弦值； （3）光在玻璃中传播的时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，光在A点入射角为60°，设折射角为r，如图所示 根据几何关系有 解得 r=30° 所以玻璃砖对该单色光的折射率为 解得 （2）依题意，有 （3）光在介质中的路程 根据 又 联立，解得 14. 抖动绳子一端可以在绳子上形成一列简谐横波。图甲为一列沿轴传播的简谐横波某时刻的波动图像，此时振动恰好传播到的质点处，质点此后的振动图像如图乙所示。质点在轴上位于处，求： （1）这列波的传播速度大小； （2）质点的振动方程表达式； （3）再经过后，质点运动的路程。 【答案】（1）；（2）；（3）3.5m 【解析】 【详解】（1）由甲图得波长λ=4m，由乙图得周期T=0.4s，波速 （2）由圆频率的计算公式可得 由此可知质点A的振动方程表达式为 （3）由题意得 xAB=x2-x1=10m-5m=5m 波传到B点需要时间为 4s内B质点振动的时间为 根据 所以B质点通过的路程 s=8×4A+3A=35×0.1m=3.5m 15. 如图，质量为、长为的薄木板放在光滑的平台上，木板端与台面右边缘齐平。端上放有质量为且可视为质点的滑块，与木板之间的动摩擦因数为，质量为的小球用长为的细绳悬挂在平台右边缘正上方的点，细绳竖直时小球恰好与接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂。小球与碰撞后反弹速率为碰前的一半。 （1）求细绳能够承受的最大拉力； （2）通过计算判断能否从木板上掉下来。 【答案】（1）；（2）不会从木板上掉下来 【解析】 【分析】 【详解】（1）设小球运动到最低点的速率为，小球向下摆动过程由机械能守恒定律得 解得 小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力 解得 （2）小球与滑块碰撞过程中小球和系统满足动量守恒，设碰后速率为，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 假设木板足够长，在与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 联立解得 由知，滑块不会从木板上掉下来 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$