山西省2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（B卷）

2024~2025学年高二1月期末质量检测卷 物理(B卷) 考生注意: 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。 2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.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 题区域内作答,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。 4.本卷命题范围:人教版选择性必修第一册第一章至第四章第2节。 一、选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题 目要求) 1.下列关于机械波的说法中正确的是 A发生干涉现象时,介质中振动加强点振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零 B.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C.在任意4周期内,介质的质点所通过的路程等于振幅 D.某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大 2.光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播,以下关于光导纤维的说 法正确的是 A.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发 内芯 生全反射 外套 B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 C.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用 3.某物体的位置坐标随时间变化规律为x=l0sin( t+)(cm),关于该物体的运动,下列说法 正确的是 A.该物体做简谐运动,周期是 s B.t=0.5s时刻,该物体的位置坐标为10cm C.该物体在任意1s内的路程都是20cm D.该物体运动过程中速度变化频率为2.0Hz 4.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式,聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之 鸣,企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂.某次撞击前撞杠的速度为5m/s,撞击后撞杠反 弹,且速度大小变为3/s.已知撞杠撞钟的时间为0.2s,撞杠的质量为100kg.则撞杠对钟 撞击力大小为 A.800N B.4000N C.1000N D.1500N 5.如图甲所示为竖直方向的弹簧振子模型,轻弹簧的下端拴接质量m=10g的小球,t=0时刻 将小球由弹簧原长位置(A点)静止释放,利用位移传感器描绘出了小球相对平衡的位移关于 时间的变化规律,如图乙所示,已知t=0.2s时第一次运动到最低点B,重力加速度g= 10m/s2.则下列说法正确的是 A.r/cm A.小球的运动周期为0.2s B.轻弹簧的劲度系数为50N/m 甲 C.小球在最低点的加速度大小为10m/s2 D.0.3s~0.4s的时间内小球的速度逐渐增大 6.一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则 A.此单摆的固有周期约为0.5s +A/cm B.此单摆的摆长约为0.5m C.若摆长增大,单摆的固有频率增大 00.250.50.75f7mz D.若摆长增大,共振曲线的峰将向左移动 7.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2Hz,现在长绳 两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间,某时刻两个振源在长 绳上形成波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后 出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了共 振现象,则 A,由Q振源产生的波先到达弹簧振子处 B.两列波可能形成干涉 C.由Q振源产生的波的波速较接近4m/s D.绳上不会出现振动位移大小为2A的点 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.如图为半圆形玻璃砖的截面,一束由橙光、绿光和紫光组成的复色光沿半径方向射入玻璃砖, 在圆心O点从玻璃砖向空气中射出时分裂成a、b、c三束单色光,下列说 法正确的是 A.玻璃砖对c光的折射率最大 B.a光为紫光,c光为橙光 C.在水中传播时a光速度最大,c光波长最小 D.逐渐增大入射角a,a光最先发生全反射 9.如图所示,在光滑水平面上放置一半径为R的光滑半圆轨道,A、B点与圆心等高,C点是圆 弧最低点.现让小球从A点静止释放,已知小球及半圆轨道的质量均为,重力加速度为g, 以下说法正确的是 A.小球不能到达半圆轨道上的B点 B.半圆轨道向左运动的最远距离为R 77772777777777727777777777777 C小球的最大速度的大小为巫 D.小球的最大速度的大小为√gR 10.如图所示,光滑水平面上有一根轻质弹簧,弹簧两端分别连接小物块P和小物块N,处于静 止状态.一足够长且倾角为0的光滑斜面体固定在地面上,斜面底端与地面平滑连接.小物 块M与斜面底端的距离为L,小物块M由静止开始释放,在水平地面上与N发生弹性碰撞 (碰撞时间极短).已知小物块M、N、P的质量均为m,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限 度内,下列说法正确的是 A.小物块M与小物块N碰撞前的速度为√2 gLsin0 M B小物块M与小物块N碰撞后瞬间的速度为2g马n0 C.弹簧的最大弹性势能为2 mgLsin0 D.弹簧恢复原长时,小物块P的速度为√2 gLsin0 三、非选择题(本题共5小题,共54分)》 11.(6分)如图甲所示,长为L的细线下端系有直径为d的小球,上端固定在拉力传感器上,拉 力传感器固定在天花板上.现将小球拉偏竖直位置某一偏角(小于10)后无初速释放,小球 在竖直平面内摆动,稳定后通过拉力传感器得到拉力F与时间的图像如图乙所示,图乙中 to、F、F2已知,不计空气阻力. 拉力传感器 业222 6234546.748491 甲 乙 (1)根据相关信息,小球摆动的周期为 (2)根据相关信息,当地重力加速度g为 (用L、d、t表示). (3)当地重力加速度为g,根据相关信息,小球质量m为 (用F、F2、g表示) 12.(9分)如图所示,某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律,并进行 了如下的操作: a.将斜槽固定在水平桌面上,并调整斜槽末端水平; b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸: c.先让入射小球A多次从斜轨上的某位置由静止释放;然后把被碰小球B静置于轨道的末 端,再将入射小球A从斜轨上同一位置由静止释放,与小球B相撞; d.多次重复此步骤,用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点M、P、N, 其中P点为小球A单独运动的落点: (1)为了防止小球A不被反弹,则应满足小球A的质量 (选填“大于”、“等于”或“小 于”)小球B的质量; (2)被撞小球B的落点是 (选填“M”“P”或“N”); (3)关于对本实验的理解,下列正确的是 A.需测量释放点到斜槽末端的高度h B.需用游标卡尺测量小球的直径 C.需用天平测量两球的质量m和m2 D.需测量M、P、N到斜槽末端O点的长度L1、L2、L (4)若两球碰撞的过程中动量守恒,则关系式 成立(用m1、m2、L1、 L2、L3表示);若该碰撞过程的机械能也守恒,则关系式 成立(用 L1、L2、L3表示) 13.(9分)如图所示,玻璃半球半径为R,球心为O,AB为水平直径,M点是半球的最高点.一束 单色光从A点射入玻璃半球,射入的光线与AB成0角.当=30 时,光线从BM间某点C 平行于AB射出.光在真空中的传播速度为c.求: (1)玻璃半球的折射率; (2)若0=60 ,则光线在玻璃半球中传播的时间. M 14.(14分)如图所示的简谐横波沿x轴正方向传播,=0时刻在介质中第一次形成如图中实线 所示波形图,此时质点P刚要振动.t一1.1s时Q点右侧第一次出现如图中虚线所示的波 形图(未画完).求: (1)61=0时刻x=0m处质点的纵坐标; (2)该波的周期; (3)t2=1.6s时,P、Q两点的位移 y/cm r/m 15.(16分)如图所示,质量为3kg足够长的长木板B静止在光滑的水平面上,长木板的右端有 一厚度不计的挡板,长木板上表面光滑.质量为1kg的小物块A静止在长木板上,此时小物 块A与长木板右端挡板的距离为2,现给小物块A施加一个大小为4N、方向水平向右的 恒力,小物块A与挡板的碰撞为弹性碰撞,碰撞的时间忽略不计,求: (1)小物块A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小; (2)第一次碰撞后到第二次碰撞前,小物块A与挡板的最远距离: (3)第二次碰撞与第三次碰撞之间的时间间隔, B2024~2025学年高二1月期末质量检测卷·物理(B卷) 参考答案、提示及评分细则 1.A干涉时加强点振幅最大，减弱点可能为零，多普勒效应波源频率不变，一个周期路程为四个振幅，声波进 人水中频率不变，A正确 2.C内芯折射率大，在界面发生全反射，故C正确，A、B、D错误 3.C由于物体位置坐标按正弦规律变化，因此物体做简谐运动，周期T=2红-2红-2s,A错误；1=0.5s时 刻，物体的位置坐标为x=10sim(0.5x十看)(cm)=53cm,B错误；周期T=2s,任意1s内，即号T内，物 体位于平衡位置两侧，关于平衡位置对称，速度大小相等，方向相反，或物体位于平衡位置一侧，在，T内，从 最大位移处到平衡位置之间往返一次，则路程是2A一20c,C正确：物体做简谐运动，运动中位移、速度、加 速度都随时间按正余弦规律变化，周期和频率相同，频率f=一=0.5Hz,D错误。 4.B撞杠撞击钟的过程，对撞杠由动量定理得F·t=2一，其中初速度=5m/s,末速度边=一3m/s,撞 击时间t=0.2s,联立解得F=一4000N,根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N,B正确， 5.C小球由A到B的时间为半个周期，则有号=0.2s,解得T=0.4s,A错误；小球位于0点时弹簧的伸长 量为L=0.02m,该位置为平衡位置，由力的平衡条件得mg=L,代入数据解得k=5N/m,B错误；小球在 A点时弹簧原长，则小球只受重力的作用，此时小球的加速度等于重力加速度，即大小为10/s2,由于A、B 两点关于平衡位置对称，则由对称性可知，小球在最低点的加速度大小为10/s2,C正确；结合图甲和图乙 可知，0.3s~0.4s的时间内小球在平衡位置O的上方正在向A点移动，则小球的速度正在减小，D错误. 6.D驱动力频率为0.5Hz时共振，所以固有频率为0.5Hz,固有周期为2s,A错误；由单摆周期公式得摆长 约为1，B错误；摆长变大，固有周期变大，固有频率变小，共振曲线峰值向左移动，C错误，D正确， 7.CP先到达；频率不同无法干涉；u一产=4m/s,C正确，可能出现2A的点，D错误。 8.AC由图中a、b、c光线的偏折角大小可知n.<%<,A正确；同一种介质对单色光折射率不同，所以a是 橙光，b是绿光，c是紫光，B错误：再根据0一开可知，>>4，而光在水中的波长入=子，结合。<< 天，可知入>>入，C正确：由simC=元及元<%<m可知C.最小，即c光的全反射临界角最小，所以增大 入射角α时，c光最先发生全反射，D错误 9.BD小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水 平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，A错误；当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的 距离最远，设小球水平位移为x,半圆轨道水平位移为y,由动量守恒定律，得mx=my,由几何关系有x十y =2R,解得x=y=R,B正确；当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度为，半圆轨道的速度为 边，由动量守恒定律有m十m=0,由能量守恒定律有mgR=之m2+之m2,联立解得=欢=√g, C错误，D正确， 10.ACD小物块M由静止释放到碰撞前，根据动能定理mgLsin0=2m2,解得小物块M与小物块N碰撞 前的速度为vo一√2 gLsin0,A正确；小物块M与小物块N碰撞前后动量守恒，机械能守恒，则m一m 十m,合m2=之m2+合m2,解得小物块M与小物块N碰撞后瞬间M的速度为=0，N的速度为 2=√2gLs0,B错误：弹簧被压缩到最短时，此时N、P两物块的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据 mm=2m,尼，=7m2-之×2md,解得弹簧的最大弹性势能为=号mgLsin0,C正确；弹簧恢复原长 时，同理由小物块N与小物块P作用前后动量守恒，机械能守恒，可得小物块N与小物块P交换速度，故 此时物块P的速度为√2 glsin0,D正确. 11.1)4。(2分)(2)(2L+①(2分)(3)2E+E(2分) 8to2 3g 解析：(1)小球摆动一个周期内，2次经过最低点，根据拉力F-t图像，可知单摆周期T=4t. (2)根据单摆周期公式T=2π入 ,得g=(2L+山 8t2 (3)设拉偏平衡位置最大偏角为0，根据F-t图像中相关信息，在最大偏角处有F=mgcos9,设小球在平衡 位置的速度为，在平衡位置有F,一mg=m心 +号，由机械能守恒定律有mg(L+号)1一osD 2mU,联立解得m=2E+E 3g 12.(1)大于(2分)(2)N(1分)(3)CD(2分) (4)m√a=m√L+m2√(2分)√La+√L=√L(2分) 解析：(1)为了防止小球A不被反弹，则应满足A球的质量大于B球的质量； (2)结合题图分析可知，P点为碰前入射球A的落点，M、N分别为碰后入射球A以及被碰球B的落点； g 吕，若碰 (3)(4)结合图和题意可知=Lcs√2ina=L√2L1ina=√2L5ina 撞过程中两球的动量守恒，则应满足m1o=m1边十m22,由以上整理得m√T2=%√L十e√T。；小球抛 出时的初速度可以用L©sa√2。表示，无需测量高度，A错误：该实验中两球从同一点抛出，水平位移对应 小球在抛出点和落地点处的球心之间的水平距离，竖直位移对应小球在抛出点和落地点的最下方位置之间的竖 直高度，不需要测量A球或B球的直径，B错误；需要验证的关系式m√=m√十m√可知，需要测量 的物理量应有A球和B球的质量%和以及OM、OP、ON的长度L、L2、La,C、D正确.若该碰撞过程的机械能 守恒，则应有分州w2=m+号陇3，整理得正十石=√石。 13.解：(1)如图甲所示，由几何关系可得∠i=30°，∠r=60°(1分) 根据折射定律有一盘温韶一厅 (2分) C2者960，因为mC-号s血601分 所以光线在玻璃半球中发生两次全反射，最终从B点射出，光路图如图乙所示(1分) 光线在玻璃半球中传播的时间=3迟 (1分) 光线在玻璃半球中传播的速度v=二=三 n√3 (2分) 联立解得=33R 1分) 14.解：(1)由图可知A=2cm、入=8m(1分) 将x=1m,y=2cm代入图像可得y=2sin(年x+平)cm1分) 则x=0处y=/2cm(1分) (2)t=0时P点刚开始起振，说明振源的起振方向沿y轴的负方向(1分) t=1.1s时Q点右侧第一次出现如图中虚线所示的波形图，此时x=29m处的质点刚开始起振，则1.1s的 时间内波向右传播的距离为△x=x一xp=22m(1分) 波速v=兰=号m/s=20m/51分) 波的周期为T=立=务=0.4s(2分) (3)从t=0时刻到t2=1.6s的时间内 质点P振动了=号=4个周期(2分) 则1.6s时质点P位于平衡位置向下振动，位移为yp=0(2分) 1.1s时质点Q位于平衡位置沿y轴正向运动 则1.6s时质点Q位于波蜂位置，即Q点的位移为yQ=2cm(2分) 15.解：1)设物块A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为，对物块A由动能定理：FL=号mm:(2分) 解得=4m/s(1分) (2)设第一次碰撞后物块A的速度大小为1，木板B的速度大小为℃m 物块A和木板B系统动量守恒mAU1=mAxA1十mB1(1分) 物块A和木板B系统能量守恒之mo2=号moa2+号m函(1分) 解得1=一2m/s,=2m/s(负号表示方向向左)(1分) 第一次碰撞后，木板B做匀速直线运动，物块A先向左做匀减速运动，后向右做匀加速运动 当A、B速度相等时，两者相距最远 物块A加速的加速度大小a=E=4m/5Q分) mA 从第一次碰撞后到两者相距最远所用时间=2-2-一〈一2s=1。（1分) a 则第一次碰撞后到第二次碰撞前，物块A与挡板的最远距离 △xm=xB一xA=UB1i一0=2m(1分) (3)第一次碰撞后到第二次碰撞的时间间隔为t 物块A与木板B的位移相等 u什合ar=mt1分) 解得t=2s(1分) 物块A速度v2=vw十at-6m/s(1分) 第二次碰撞过程，根据动量守恒有A2十maVm=mA2十mB0m(1分) 根据能量守恒有方mun2+之mum2=2mo心2+名m流1分) 解得02=0，=4m/s(1分) 设从第二次碰撞到第三次碰撞的时间间隔为2，物块A与木板B的位移相等 则之a2=e 解得2=2s(1分)