精品解析：广东省江门市新会第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

2023-2024学年度第二学期期中考试 高二级物理科试题 班级： 学号： 姓名： 成绩： 一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分。） 1. 如图，质量为的物块原本静止在倾角为的斜面上，后来，在与斜面夹角为的恒力拉动下向上运动，经过时间，则在运动过程中（　　） A. 物块重力冲量为 B. 物块所受拉力的冲量为 C. 物块的动量不变 D. 物块受到合力的冲量为 2. 如图，一弹簧振子沿轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，时第一次到达点，已知振子经过、两点时的速度大小相等，内经过的路程为，该弹簧振子的周期和振幅分别为（　　） A B. C. D. 3. 惠更斯利用单摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙为摆钟的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动，摆钟的摆动可看作是单摆，下列说法正确的是（　　） A. 在山脚走时准的摆钟，在山顶仍能走准 B. 若将摆钟摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变 C. 走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆钟仍能走准 D. 将摆钟由北极移到赤道，单摆振动周期减小 4. 关于机械波，下列说法中正确的是（　　） A. 机械波的频率与波源振动的频率无关 B. 机械波的传播过程也是传递能量的过程 C 机械波不能产生干涉、衍射现象 D. 只有声波才可以产生多普勒效应 5. 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，以下说法正确的是（　　） A. 乒乓球会随水波的传播向远处运动 B. 若仅将右侧挡板向左平移一小段距离，乒乓球的振动会变得比原来明显 C. 若仅增大水波波源的振动频率，乒乓球的振动会变得比原来明显 D. 此实验研究的是水波的干涉 6. 一束单色光从空气射入水中，下列说法中正确的是（　　） A. 光的频率不会变化 B. 光的传播速度变大 C. 折射角大于入射角 D. 有可能发生全反射 7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 二、多选题（本题共3小题，每题6分，共18分。答案正确但不全，得3分。） 8. 如图所示，绳长为l，小球质量为m1，小车质量为m2，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（ ） A. 系统的总动量守恒 B. 水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C. 小球不能向左摆到原高度 D. 小车向右移动的最大距离为 9. 如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的之间做往复振动，振幅为，周期为，为平衡位置，下列说法正确的是（　　） A. 振子由运动至O经过的时间 B. 弹簧振子每经过时间，通过的距离均为A C. 振子由向运动过程中，回复力和位移逐渐减小 D. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 10. 图中实线和虚线分别是轴上传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，处的质点在时刻向轴正方向运动，则（　　） A. 该波的频率可能是 B. 该波的波速可能是 C. 时处质点的加速度方向沿轴负方向 D. 各质点在内随波迁移 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙色光照射双缝： （1）该橙光的波长是______m。 （2）P点出现______（填“亮”或“暗”）条纹。 （3）仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距______（填“变大”“变小”或“不变”）。 12. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图中________（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。 （2）将单摆正确组装后进行如下操作，其中正确的是（　　）（选填选项前的字母）。 A. 测出摆线长作为单摆的摆长 B. 把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动 C. 在摆球经过平衡位置时开始计时 D. 用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期 （3）甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为，用秒表测得摆球完成次全振动所用的时间为，用米尺测得摆线长为，根据以上数据，可得到当地的重力加速度为________。 （4）乙同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像。你认为横坐标所代表的物理量应为_______（选填“”、“”“”）。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处质点的振动图像，P是平衡位置为的质点。求： （1）波的传播方向及波速； （2）当时，质点P的位移大小以及速度的方向； （3）在期间，质点P运动的路程。 14. 小明利用光具盘等仪器探究光的传播规律时，让一束红光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，光路如图所示，P、Q、M是光线在光具盘边缘上的三点，反射光线和折射光线夹角为。半圆形玻璃砖和圆形光具盘圆心重合，半圆形玻璃砖的半径为r，光在真空中传播速度为c。求： （1）玻璃砖对红光的折射率n； （2）红光在玻璃砖中的传播速度v。 15. 如图所示，水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1/4圆弧轨道，A、B分别是圆弧的端点，圆弧B点右侧是光滑的水平地面，地面上放着一块足够长的木板，木板的上表面与圆弧轨道的最低点B等高，可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg，木板的质量M=4m，P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为=0.20和=0.50，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力；开始时木板的左端紧靠着B，P2静止在木板的左端，P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在木板的左端，取g=10m/s2．求： （1）P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力； （2）P2在木板上滑动时，木板的加速度为多大？ （3）已知木板长L=2m，请通过计算说明P2会从木板上掉下吗？如能掉下，求时间？如不能，求共速？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期期中考试 高二级物理科试题 班级： 学号： 姓名： 成绩： 一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分。） 1. 如图，质量为的物块原本静止在倾角为的斜面上，后来，在与斜面夹角为的恒力拉动下向上运动，经过时间，则在运动过程中（　　） A. 物块重力的冲量为 B. 物块所受拉力的冲量为 C. 物块的动量不变 D. 物块受到合力冲量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块重力的冲量为 故A错误； B．物块所受拉力的冲量为 故B正确； CD．设斜面动摩擦系数为，物块从静止向上运动，则 沿斜面向上方向，根据动量定理有 故物块的动量增大，故CD错误。 故选B。 2. 如图，一弹簧振子沿轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，时第一次到达点，已知振子经过、两点时的速度大小相等，内经过的路程为，该弹簧振子的周期和振幅分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据简谐运动对称性可知，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，则A、B两点关于平衡位置对称，而振动经过了半个周期的运动，则周期为 从A到B经过了半个周期的振动，路程为，而一个完整的周期路程为0.8m，为4个振幅的路程，有 解得振幅为 故选C。 3. 惠更斯利用单摆等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙为摆钟的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动，摆钟的摆动可看作是单摆，下列说法正确的是（　　） A. 在山脚走时准的摆钟，在山顶仍能走准 B. 若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变 C. 走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆钟仍能走准 D. 将摆钟由北极移到赤道，单摆振动周期减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 ，在山脚走时准的摆钟，在山顶g变小，周期T变大，摆钟变慢，A错误； B．根据，单摆的周期与摆角无关。若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变，B正确； C．根据，走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆长L变大，周期T变大，摆钟变慢，C错误； D．根据，将摆钟由北极移到赤道，g变小，单摆振动周期T变大，D错误。 故选B。 4. 关于机械波，下列说法中正确的是（　　） A. 机械波的频率与波源振动的频率无关 B. 机械波的传播过程也是传递能量的过程 C. 机械波不能产生干涉、衍射现象 D. 只有声波才可以产生多普勒效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．机械波的频率与波源振动的频率相同。故A错误； B．机械波的传播过程也是传递能量的过程。故B正确； C．机械波能产生干涉、衍射现象。故C错误； D．多普勒效应不仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波。故D错误。 故选B。 5. 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，以下说法正确的是（　　） A. 乒乓球会随水波的传播向远处运动 B. 若仅将右侧挡板向左平移一小段距离，乒乓球的振动会变得比原来明显 C. 若仅增大水波波源的振动频率，乒乓球的振动会变得比原来明显 D. 此实验研究的是水波的干涉 【答案】B 【解析】 【详解】A．乒乓球会在平衡位置附近振动，但不会向远处传播，A错误； B．将右侧挡板向左平移一小段距离，缝的宽度减小，衍射现象更加明显，所以乒乓球的振动会变得比原来更明显，B正确； C．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象较之前比变得不明显，乒乓球的振动没有原来明显，C错误； D．此实验研究的是水波的衍射，D错误。 故选B。 6. 一束单色光从空气射入水中，下列说法中正确的是（　　） A. 光的频率不会变化 B. 光的传播速度变大 C. 折射角大于入射角 D. 有可能发生全反射 【答案】A 【解析】 【详解】A．光的频率由光源而定，在传播过程中不会变化，故A正确； B．因介质的折射率为 其中n为介质相对于真空的折射率且大于1， c为光在真空中的速度，v为光在介质中的速度，可知光从空气射入水中时，光的传播速度变小，故B错误； C．因介质的折射率定义为 可知光从空气射入水中时，折射角小于入射角，故C错误； D．发生全反射的条件之一是从光密介质到光疏介质，而相对于空气和水而言，水是光密介质，则光从空气射入水中，不可能发生全反射，故D错。 故选A。 7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误； B．入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，并不是被检测玻璃板的上下表面反射后的光，B错误； C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹，C正确； D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3小题，每题6分，共18分。答案正确但不全，得3分。） 8. 如图所示，绳长为l，小球质量为m1，小车质量为m2，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（ ） A. 系统的总动量守恒 B. 水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C. 小球不能向左摆到原高度 D. 小车向右移动的最大距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，即水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向，A错误、B正确； C．以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球的速度为零时、小车的速度也为零，所以小球能向左摆到原高度，C错误； D．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为2l - x；取向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有 可得 D正确。 故选BD。 9. 如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的之间做往复振动，振幅为，周期为，为平衡位置，下列说法正确的是（　　） A. 振子由运动至O经过的时间 B. 弹簧振子每经过时间，通过的距离均为A C. 振子由向运动过程中，回复力和位移逐渐减小 D. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由简谐运动的规律可知，经过的时间，振子由N可运动至O。故A正确； B．弹簧振子若从M、O、N等特殊位置算起，每经过时间，通过的距离均为A，若从其它位置算起，每经过时间，通过的距离可能大于A，也可能小于A。故B错误； C．振子由N向O运动过程中，位移逐渐减小，由 可知回复力也逐渐减小。故C正确； D．弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力作用，其中弹簧的弹力作为回复力。故D错误。 故选AC。 10. 图中实线和虚线分别是轴上传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，处的质点在时刻向轴正方向运动，则（　　） A. 该波的频率可能是 B. 该波的波速可能是 C. 时处质点的加速度方向沿轴负方向 D. 各质点在内随波迁移 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题意，x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动，由上下坡法可知波向x轴正方向传播。则时间 可得 该波的频率为 当n=3时 f=125Hz 故A正确；  B．由图知，波长为 则波速为 ， 当n=0时 故B正确； C．由于波向x轴正方向传播，t=0时x=1.4m处质点位于x轴上方，加速度方向沿y轴负方向。故C正确； D．简谐横波沿x轴传播，质点只上下振动，不随波迁移。故D错误。 故选ABC。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙色光照射双缝： （1）该橙光的波长是______m。 （2）P点出现______（填“亮”或“暗”）条纹。 （3）仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. 暗 ③. 变大 【解析】 【详解】（1）[1] 橙光的波长为 （2）[2] 由于 故P点是振动的减弱点，P点出现暗条纹。 （3）[3] 根据 在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大。 12. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）选择好器材，将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图中________（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。 （2）将单摆正确组装后进行如下操作，其中正确的是（　　）（选填选项前的字母）。 A. 测出摆线长作为单摆的摆长 B. 把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动 C. 在摆球经过平衡位置时开始计时 D. 用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期 （3）甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为，用秒表测得摆球完成次全振动所用的时间为，用米尺测得摆线长为，根据以上数据，可得到当地的重力加速度为________。 （4）乙同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像。你认为横坐标所代表的物理量应为_______（选填“”、“”“”）。 【答案】（1）乙 （2）BC （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]为了保证摆球的摆长一定，单摆的悬点处需要固定，所以应采用乙所示的固定方式。 【小问2详解】 A．应测出摆线长和摆球半径之和作为单摆的摆长，故A错误； B．实验中应把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，故B正确； C．为减小周期测量误差应在摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确； D．为减小周期测量误差，用秒表测量单摆完成n次全振动所用时间t，最后根据 计算得出单摆的周期，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 [1]根据单摆的周期公式 可得 【小问4详解】 [1]根据单摆的周期公式 可知 所以图中横坐标所代表的物理量为。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处质点的振动图像，P是平衡位置为的质点。求： （1）波的传播方向及波速； （2）当时，质点P的位移大小以及速度的方向； （3）在期间，质点P运动的路程。 【答案】（1）向右，0.5m/s；（2） 0，轴方向（或向下）；（3） 20cm（或0.2m） 【解析】 【详解】（1）由图（a）可知该简谐横波波长 振幅 由图（b）可知周期 则波速 且处的质点在时振动方向向下，据同侧法可判断，该波向右传播。 （2）图（a）可知时，质点P在波谷位置，再经3s，即四分之三周期后，质点振动到平衡位置，故位移为0，此时质点P 振动方向向下，即轴方向； （3）因为，每经历1T，质点运动路程为4A，所以时间内，P运动的路程 14. 小明利用光具盘等仪器探究光的传播规律时，让一束红光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，光路如图所示，P、Q、M是光线在光具盘边缘上的三点，反射光线和折射光线夹角为。半圆形玻璃砖和圆形光具盘圆心重合，半圆形玻璃砖的半径为r，光在真空中传播速度为c。求： （1）玻璃砖对红光的折射率n； （2）红光在玻璃砖中的传播速度v。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图知，入射角 折射角 折射率 （2）红光在玻璃中传播速度 即 15. 如图所示，水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1/4圆弧轨道，A、B分别是圆弧的端点，圆弧B点右侧是光滑的水平地面，地面上放着一块足够长的木板，木板的上表面与圆弧轨道的最低点B等高，可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg，木板的质量M=4m，P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为=0.20和=0.50，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力；开始时木板的左端紧靠着B，P2静止在木板的左端，P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在木板的左端，取g=10m/s2．求： （1）P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力； （2）P2在木板上滑动时，木板的加速度为多大？ （3）已知木板长L=2m，请通过计算说明P2会从木板上掉下吗？如能掉下，求时间？如不能，求共速？ 【答案】（1）13.1N，方向竖直向下；（2）1.0m/s2；（3）没有共速，P2已经从木板上掉下，时间是0.67s. 【解析】 【分析】 【详解】（1）P1从A到B为研究过程，由机械能守恒得 在B点据牛顿第二定律得 在B点由牛顿第三定律可知：F与F′等大反向，联立以上解得 vB=5m/s，F′=13.1N 方向竖直向上。 （2）由于两物体碰撞过程中是弹性碰撞，所以碰后P2的速度为5m/s，P2在长木板上做匀减速直线运动，P1静止在长木板上一齐做匀加速直线运动；据牛顿第二定律得 μ2mg=（M+m）a 代入数据解得 a=1m/s2 （3）碰撞后P2在木板上滑动时 向左；P1与木板共同的加速度为 向右设它们有共速 得 它们的相对位移大小 则 故P2已经从木板上掉下，时间是t2 所求的时间 （另：t2=10s>，舍去） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$