精品解析：江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理（日新班）试题

丰城九中2024-2025学年上学期高二日新期中考试物理试卷 考试时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7小题只有一项符合题目要求，选对得4分，8-10小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答得0分。 1. 钓鱼是古老的中华文化，陕西省西安半坡村仰韶文化遗址发现了许多骨制鱼钩。上古三个有名的钓鱼人分别是帝舜、周穆王姬满和姜太公。《庄子·刻意》：就数泽，处闲旷，钓鱼闲处、无为而已矣。”钓鱼时当鱼漂受到扰动后会上下振动，忽略水的阻力和水面波动影响，以竖直向下为正方向，某一时刻开始鱼漂的振动图像如图所示，则鱼漂（　　） A. 在时刻加速度为零 B. 振动过程中机械能守恒 C. 在时刻动量最小 D. 在时间内所受到合力的冲量方向竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．鱼漂在时刻位移最大，所以加速度最大，故A错误； B．鱼漂在振动过程中，受到浮力，且浮力做功，所以机械能不守恒，故B错误； C．在时刻鱼漂处于平衡位置，速度最大，动量最大，故C错误； D．以竖直向下为正方向，鱼漂在时间内由平衡位置向上振动，鱼漂受到的合力方向向下，故合力的冲量方向竖直向下，故D正确。 故选D。 2. 如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据单摆的周期公式 联立可得 故选A。 3. 体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（　　） A. 图中彩带上的质点a正在向下运动 B. 彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a C. 短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动 D. 由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中波向右传播，根据“同侧法”可知，彩带上的质点a正在向下运动，选项A正确； B．机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项B错误； C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做简谐振动，选项C错误； D．由于短杆在竖直方向振动，波向右传播，波源振动方向与传播方向垂直，所以该简谐波为横波，选项D错误。 故选A。 4. 波源位于坐标原点的一列简谐横波，经向右传播到达P点，此时波源处于Q点。已知这列波振幅，P、Q两点坐标分别为（5m，0）和（0，1.5cm），则（　　） A. 该波的频率为 B. 该波波源起振方向向下 C. 波源Q向右运动需要 D. 该波中的质点，在周期内所走最短路程为 【答案】D 【解析】 【详解】B．介质中所有质点的起振方向均相同，根据同侧法可知，质点P的起振方向向上，则该波波源起振方向向上，故B错误； A．波经向右传播到达P点，则波速为 一个完整的正弦波形的波动方程为 当纵坐标恰好等于振幅的一半时，距离原点最近的平衡位置解得 可知，将上述函数对应的波形向左平移得到图示波形，可知 解得 根据 解得 ， 故A错误； C．简谐横波，的质点 各自平衡位置垂直于波的传播方向振动，质点并不随波迁移，即波源Q不会向右运动，故C错误； D．质点相对于平衡位置位移越大，质点运动速度越小，即质点在周期内位置始终在靠近波峰位置运动，且远离平衡位置过程与靠近平衡位置过程具有对称关系，此时平均速度最小，运动路程最短，即左右对称部分经历的时间均为，由于一个完整的正弦式波形的振动方程为 当时间时，解得 可知，该波中的质点，在周期内所走最短路程为 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（　　） A. 向上偏折了 B. 向下偏折了 C. 向上偏折了 D. 向下偏折了 【答案】B 【解析】 【详解】光线在法线两侧，光线从光楔右侧出射时向下偏折，光路图如图 设光线从光楔右侧出射时与入射时相比的偏转角为，根据折射定律 由于角很小，所以也很小，所以原式约等于 解得 故选B。 6. 在桌面上铺上白纸，长方形玻璃砖ABCD放在白纸上，用铅笔画出玻璃砖的轮廓线，然后作出直线MN，让直线MN与玻璃砖的AB边平行。作玻璃砖AD边平行线与CD、AB分别交于O、。拿一只激光笔，让红色激光束从O点以某一入射角射到玻璃砖上，经过玻璃砖两次折射后红色激光束照射到直线MN上的P点，在其他条件不变的情况下，仅取走玻璃砖，红色激光束照射到直线MN上的Q点，是直线OQ与AB的交点，测得，，，则玻璃砖的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设 ，， 设在O点时，光线入射角为、折射角为，根据折射定律有 由于玻璃砖使光线发生侧移，如图所示 则 ， 所以三角形是等腰直角三角形 ， 联立解得 故选A。 7. 如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】第一次抽气相当于气体的体积由变为，且 温度不变，根据玻意耳定律得 解得 同理可得，第二次抽气后有 解得 故选D。 8. 一列简谐横波在时的波形如图甲所示，是介质中的质点，图乙是质点的振动图像。已知波在介质中的波长为，则下列说法正确的是（　　）。 A. 波速为 B. 波速为 C. 质点的平衡位置坐标为 D. 质点的平衡位置坐标为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，波的周期为1.2s，则波速为 故A正确、B错误； CD．振动方程为 可知t=0.2s时，质点P的位置坐标为 由图甲可知，t=0.2s时，该列波的波动方程为 将代入，可得 解得 故C错误、D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示.图丙是用这种材料制成的透明实体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束该单色光从左侧A′点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明实体.已知光在真空中传播的速度为c，以下说法中正确的是（ ） A. 该透明材料的临界角是37° B. 该透明材料的临界角是53° C. 该透明材料的折射率为 D. 光线在透明体中传播的总时间为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，θ=37°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角C，即得 C=90°-37°=53° 故A错误，B正确。 C．根据全反射临界角公式 得该透明材料的折射率 故C正确； D．因为临界角是53°，光线在玻璃砖中刚好发生3次全反射，光路图如图所示， 则光程为 光在该透明材料中的传播速度为 光线在透明长方体中运动的总时间 故D正确。 故选BCD。 10. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为，如图所示，一物块从钢板正上方距离为的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m，弹簧的弹性势能，弹簧振子做简谐运动的周期，M为振子的质量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块与钢板碰撞后一起下落的初速度是 B. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅 C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对物块，根据动能定理 解得 设v1表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，动量守恒取v0方向为正 解得 故A正确； B．碰后根据能量守恒 根据平衡条件可得 解得 当物块与钢板受力平衡时，为平衡位置 解得 所以振幅为 故B错误； C．碰撞刚结束至两者第一次运动到平衡位置时间为，则 解得 继续运动到最低点所经历的时间，则 所以，碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 故C正确； D．当物块与钢板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大 故D错误。 故选AC。 二、非选择题：共54分。考生根据要求作答，计算题需写出必要的解题过程。 11. 用图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验 （1）下列说法正确的是 A. 实验时需要用手扶住注射器外壁 B. 实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 C. 封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 （2）某实验小组进行了两次规范的实验，并由记录的数据作出了p—V图像，如图甲、乙图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T甲____T乙；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m甲____m乙(两空均选填“＞”、“＜”或“＝”)。 【答案】（1）C （2） ①. > ②. > 【解析】 【小问1详解】 [1]A．实验时为防止温度发生变化，不能用手握注射器推拉柱塞，故A错误； B．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止温度发生变化，故B错误； C．在封闭一定质量的气体时，要先摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]在p-V图象中，根据 可得 即离坐标原点越远的等温线温度越高，故 [2]由克拉珀龙方程 式中m是气体的质量，M是摩尔质量，R是摩尔气体常量，可知在相同情况下，当温度T不变时，所选气体的质量m越大，pV值越大，可知 m甲>m乙 12. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机的质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 【答案】（1）AB （2） （3） ①. 0.19##0.20##0.21 ②. 0.29##0.30##0.31 【解析】 【小问1详解】 A．通过最低点时角速度应达到峰值，由图乙可知，在时间内手机20次通过最低点，故A正确； BC．由题意知手机的角速度会随着振幅的减小而衰减，根据图乙可知，手机的角速度随着时间在衰减，可知手机在做阻尼振动，故B正确，C错误； D．阻尼振动的周期不变，其周期由系统本身的性质决定，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 短时间内在不考虑其振动衰减的情况下，在最低点对手机由牛顿第二定律有 解得 式中L为悬点到手机重心的距离，根据上式可知，手机运动到最低点时的拉力和角速度的平方呈线性变化，作图时应用平滑的直线将各点迹连接起来，不能落在图像上的点迹应使其均匀的分布在图线的两侧，有明显偏差的点迹直接舍去，做出的图像如图所示 【小问3详解】 [1][2]根据图像结合其函数关系可得 解得 13. 介质中一质点O做简谐振动，振幅为，振动周期为，以O为原点建立平面直角坐标系，质点O引起的横波沿着x轴正方向传播。时刻质点O的位移为，此时的波动图像如图所示。求： （1）当时，质点O的位移； （2）求时，波形图的方程。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，质点O引起的横波沿着x轴正方向传播，则由“同侧法”可知，处的质点在时刻将沿着轴正方向振动，可得其振动方程为 根据题图可得该波的波长、振幅、圆频率分别为 ，， 则时刻处质点的振动方程为 由于质点O先于处的质点振动，可得先于质点O得振动传播到处的质点所用得时间为 而 解得 由此可得质点O的振动方程为 因此当时，质点O的位移 （2）令波形图的方程为 当时，，即有 当时，，即有 当时，，即有 且根据波形图可知 联立解得 ， 则可知求时，波形图的方程为 14. 在一个平静的湖面上，距离水面高度处有一条水平缆索，缆索上每隔就从站台以速度沿一个方向持续开出一辆缆车。湖水深，缆索中央正下方的湖底有一员潜水员，该潜水员只能看到湖面半径的圆面有亮光，又在透过湖面半径的圆面上才能清晰的看到缆索上的缆车。已知，，，求: （1）湖水的折射率的大小（用分式表示）； （2）潜水员最多能清晰的看到缆索上缆车的数量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，由于潜水员只能看到湖面半径的圆面有亮光，如图所示 则有 解得 （2）潜水员透过湖面半径的圆面看到缆索，如图所示 由几何关系有 ， 又有 解得 由对称性可知，潜水员透过湖面半径的圆面看到缆索长度为 由题意可知，相邻缆车间的距离为 则有 即潜水员最多能清晰的看到缆索上缆车的数量为。 15. 差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 丰城九中2024-2025学年上学期高二日新期中考试物理试卷 考试时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。1-7小题只有一项符合题目要求，选对得4分，8-10小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答得0分。 1. 钓鱼是古老的中华文化，陕西省西安半坡村仰韶文化遗址发现了许多骨制鱼钩。上古三个有名的钓鱼人分别是帝舜、周穆王姬满和姜太公。《庄子·刻意》：就数泽，处闲旷，钓鱼闲处、无为而已矣。”钓鱼时当鱼漂受到扰动后会上下振动，忽略水的阻力和水面波动影响，以竖直向下为正方向，某一时刻开始鱼漂的振动图像如图所示，则鱼漂（　　） A. 在时刻加速度为零 B. 振动过程中机械能守恒 C. 在时刻动量最小 D. 在时间内所受到合力的冲量方向竖直向下 2. 如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（　　） A. B. C. D. 3. 体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（　　） A. 图中彩带上的质点a正在向下运动 B. 彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a C. 短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动 D. 由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波 4. 波源位于坐标原点的一列简谐横波，经向右传播到达P点，此时波源处于Q点。已知这列波振幅，P、Q两点坐标分别为（5m，0）和（0，1.5cm），则（　　） A. 该波的频率为 B. 该波波源起振方向向下 C. 波源Q向右运动需要 D. 该波中的质点，在周期内所走最短路程为 5. 如图所示，用折射率为n的玻璃制成顶角很小的棱镜，称为光楔。一束平行光垂直光楔左侧射入，不考虑多次反射，光线从光楔右侧出射时与入射时相比（　　） A. 向上偏折了 B. 向下偏折了 C. 向上偏折了 D. 向下偏折了 6. 在桌面上铺上白纸，长方形玻璃砖ABCD放在白纸上，用铅笔画出玻璃砖的轮廓线，然后作出直线MN，让直线MN与玻璃砖的AB边平行。作玻璃砖AD边平行线与CD、AB分别交于O、。拿一只激光笔，让红色激光束从O点以某一入射角射到玻璃砖上，经过玻璃砖两次折射后红色激光束照射到直线MN上的P点，在其他条件不变的情况下，仅取走玻璃砖，红色激光束照射到直线MN上的Q点，是直线OQ与AB的交点，测得，，，则玻璃砖的折射率为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A. B. C. D. 8. 一列简谐横波在时的波形如图甲所示，是介质中的质点，图乙是质点的振动图像。已知波在介质中的波长为，则下列说法正确的是（　　）。 A. 波速为 B. 波速为 C. 质点的平衡位置坐标为 D. 质点的平衡位置坐标为 9. 如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示.图丙是用这种材料制成的透明实体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束该单色光从左侧A′点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明实体.已知光在真空中传播的速度为c，以下说法中正确的是（ ） A. 该透明材料的临界角是37° B. 该透明材料的临界角是53° C. 该透明材料的折射率为 D. 光线在透明体中传播的总时间为 10. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为，如图所示，一物块从钢板正上方距离为的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m，弹簧的弹性势能，弹簧振子做简谐运动的周期，M为振子的质量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块与钢板碰撞后一起下落的初速度是 B. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅 C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能 二、非选择题：共54分。考生根据要求作答，计算题需写出必要的解题过程。 11. 用图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验 （1）下列说法正确的是 A. 实验时需要用手扶住注射器外壁 B. 实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 C. 封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 （2）某实验小组进行了两次规范的实验，并由记录的数据作出了p—V图像，如图甲、乙图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T甲____T乙；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m甲____m乙(两空均选填“＞”、“＜”或“＝”)。 12. 某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值 （1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在时间段内 。（多选） A. 手机20次通过最低点 B. 手机做阻尼振动 C. 手机振幅不变 D. 手机振动的周期越来越小 （2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度－时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以（单位：N）为纵坐标、（单位：）为横坐标进行描点，请在图中作出的图像____。 （3）根据图像求得实验所用手机的质量为____kg，手机重心做圆周运动的半径为____m。（结果均保留两位有效数字，重力加速度） 13. 介质中一质点O做简谐振动，振幅为，振动周期为，以O为原点建立平面直角坐标系，质点O引起的横波沿着x轴正方向传播。时刻质点O的位移为，此时的波动图像如图所示。求： （1）当时，质点O的位移； （2）求时，波形图的方程。 14. 在一个平静的湖面上，距离水面高度处有一条水平缆索，缆索上每隔就从站台以速度沿一个方向持续开出一辆缆车。湖水深，缆索中央正下方的湖底有一员潜水员，该潜水员只能看到湖面半径的圆面有亮光，又在透过湖面半径的圆面上才能清晰的看到缆索上的缆车。已知，，，求: （1）湖水的折射率的大小（用分式表示）； （2）潜水员最多能清晰的看到缆索上缆车的数量。 15. 差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $