精品解析：河南省实验中学2024-2025学年高二下学期月考（一）物理试卷

河南省实验中学2024-2025学年下期 高二物理第1次月考 一、选择题（1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题每题6分，共10题46分） 1. 人类最先进的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜已为人类拍摄了许多早期古老宇宙的照片，其主要利用多普勒原理。多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛的应用，关于多普勒效应，波的干涉和衍射，下列说法错误的是（　　） A. 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远离，这是利用了多普勒效应 B. 某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变短 C. 两列波发生干涉时，振动加强点的振幅一定增大 D. 水波遇到障碍物能绕过障碍物继续传播是衍射现象 2. 海市蜃楼分为两种形式：海面的海市蜃楼和沙漠中的海市蜃楼。观察对比下列两幅图像，下列说法正确的是（　　） A. 海面附近与沙漠表面，底层空气均比上层空气稠密 B. 海市蜃楼的原理和平面镜相同 C. 两图都是光从光密介质进入光疏介质，最终发生了全反射 D. 两图都是折射现象，没有反射现象 3. 如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，空气阻力不计，则在物体上升过程中下列说法正确的是（　　） A. 时间内拉力F的冲量为0 B. 时间内拉力F所做的做功为0 C. 物体上升过程中的最大速度为 D. 时刻物体的速度为0 4. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为m的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射入木块后的运动过程中，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 B. 子弹射入木块后的瞬间，它们的共同速度为 C. 子弹射入木块后，子弹和木块能上升的最大高度为 D. 子弹射入木块后，当子弹和木块上升到最大高度时，圆环的速度达到最大 5. 如图所示，光滑固定圆弧槽半径为R，O为圆弧最低点，圆弧OM的长度远小于R，两个可看作质点的小球A和B，A球初始位置在M点，B球在O点正上方h高度处。现同时释放两球，要使A 球在第二次通过O点时恰好与B球相碰，则h应为（　　） A. B. C. D. 6. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图。若该波波速，在时刻波刚好传播到处，下列关于波在时的运动情况分析，不正确的是（　　） A. 该波平衡位置为处的质点的位移为-5cm B. 该波平衡位置为处的质点的位移为5cm C. 该波平衡位置为处的质点速度方向沿y轴负方向 D. 该波刚好传播到处 7. 如图所示为两列频率均为f、振幅分别为2cm和3cm的水波（可看成横波）发生干涉时在某一时刻的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，A、B、C、D为波传播区域内的四个质点，则下列说法正确的是（　　） A. 质点A的振动频率为2f B. 经过的时间，质点A会传播到质点C的位置 C. 质点B与质点D的振动完全相同 D. 质点A与质点C振动过程中最大高度差为10cm 8. 在光滑水平桌面上有一个静止的木块，高速飞行的子弹水平穿过木块，若子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变，则（　　） A. 若木块固定，则子弹对木块的摩擦力的冲量为零 B. 若木块不固定，则子弹减小的动能大于木块增加的动能 C. 不论木块是否固定，两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等 D. 不论木块是否固定，两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等 9. 如图甲所示，一列水波由A 向B 传播，A、B两质点的平衡位置相距3m ，A 质点的振动图像如图乙中的实线所示，B质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（　　） A. 10 s内 A 质点通过的路程一定为 20cm B. t=18.5s 时，B 质点的位移为 cm C. 该波的波长可能为0.8 m D. 该波的波速可能为1.8 m/s 10. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为、半径为的扇形，一束光平行于横截面，以入射角照射到上，不透光。只考虑首次入射到圆弧上的光（　　） A. 若，则面上最大的入射角大于 B. 若，则面上最大的入射角为 C. 若，则上有光透出部分的弧长πR D. 若增大，则上有光透出部分的弧长变长 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 在“用插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上。 （1）在某次测量中，测得∠P1OF＝45°，∠P4OE＝60°，则该玻璃砖的折射率为________； （2）实验时，若在插P3处的大头针时，不小心将玻璃砖逆时针转动一个角度（O点不变），则折射率的测量结果________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 （1）下列最合理的装置是___________ A． B． C． D． （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有___________ A． 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长 B． 在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动 C． 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大 D． 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时 （3） 某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。 ①该图像的斜率为___________ A． g B． C． D． ②由此得出重力加速度的测量值为___________。（π取3.14，计算结果保留三位有效数字） （4） 实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值___________真实值。（填“>”、“=”、“<”） 三、解答题 13. 如图为一半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图，O为圆柱截面的圆心，AB为直径，现将一束垂直于直径AB的光从M点射入，OM长度为，光线射到玻璃砖的圆弧面恰好发生全反射。 （1）先完成光路图并求玻璃砖的折射率； （2）求光线在玻璃砖中的传播时间（光在真空中的速度用c表示）。 14. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求： （1）该波的波速为多少？ （2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。 15. 如图所示，在光滑水平面上有B、C两个木板，B的上表面光滑，C的上表面粗糙，B上有一个可视为质点的物块A，A、B、C的质量分别为3m、2m、m。A、B以相同的初速度v向右运动，C以速度v向左运动。B、C的上表面等高，二者发生完全非弹性碰撞但并不粘连，碰撞时间很短。A滑上C后恰好能到达C的中间位置，C的长度为L，不计空气阻力。求： （1）木板C的最终速度大小； （2）木板C与物块A之间的摩擦力的大小Ff； （3）物块A滑上木板C之后，在木板C上做减速运动的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省实验中学2024-2025学年下期 高二物理第1次月考 一、选择题（1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题每题6分，共10题46分） 1. 人类最先进的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜已为人类拍摄了许多早期古老宇宙的照片，其主要利用多普勒原理。多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛的应用，关于多普勒效应，波的干涉和衍射，下列说法错误的是（　　） A. 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远离，这是利用了多普勒效应 B. 某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变短 C. 两列波发生干涉时，振动加强点的振幅一定增大 D. 水波遇到障碍物能绕过障碍物继续传播是衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据炮弹的声音频率判断接近还是远离，是多普勒效应，故A正确； B．星球远离地球，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，故B错误； C．两列波发生干涉时，振动加强点振幅一定增大，故C正确； D．水波绕过障碍物继续传播是衍射现象，故D正确。 本题选择错误选项，故选B。 2. 海市蜃楼分为两种形式：海面的海市蜃楼和沙漠中的海市蜃楼。观察对比下列两幅图像，下列说法正确的是（　　） A. 海面附近与沙漠表面，底层空气均比上层空气稠密 B. 海市蜃楼的原理和平面镜相同 C. 两图都是光从光密介质进入光疏介质，最终发生了全反射 D. 两图都是折射现象，没有反射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度高空气稀薄，温度低空气稠密，海面附近底层空气比上层空气稠密，沙漠表面底层空气比上层空气稀疏，故A错误； C．题中两图都是光从光密介质进入光疏介质，最终发生了全发射，故C正确； BD．海市蜃楼中光发生了折射，也发生了反射，而平面镜只发生反射，题中两图既有折射现象也有反射现象，故BD错误。 故选C。 3. 如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，空气阻力不计，则在物体上升过程中下列说法正确的是（　　） A. 时间内拉力F的冲量为0 B. 时间内拉力F所做的做功为0 C. 物体上升过程中的最大速度为 D. 时刻物体的速度为0 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据冲量定义 知，时间内拉力F不为0，故力F的冲量不为0，故A错误； B．时间，由题图知 物体静止，拉力F所做的功为0，故B正确； C．由题图可知，内 物体在这段时间内一直在加速，时刻物体具有上升过程中的最大速度；时刻之后，由于 物体减速上升。所以从到运用动量定理有 结合图像围成的面积表示力F的冲量可知 联立求得 故C正确； D．从到时刻运用动量定理 结合图像的面积得 并不为0，故D错误。 故选BC。 4. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为m的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 子弹射入木块后的运动过程中，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 B. 子弹射入木块后的瞬间，它们的共同速度为 C. 子弹射入木块后，子弹和木块能上升的最大高度为 D. 子弹射入木块后，当子弹和木块上升到最大高度时，圆环的速度达到最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．子弹射入木块后的运动过程中，圆环、木块和子弹构成的系统在竖直方向上存在加速度，即合外力不为零，动量不守恒，故A错误； B．子弹射入木块的过程，子弹与木块组成的系统动量守恒，设射入后的瞬间子弹的速度大小为v1，根据动量守恒定律有 解得 故B错误； C．子弹射入木块后的运动过程中，圆环、木块和子弹构成的系统在水平方向上所受合外力为零，水平方向动量守恒，当三者达到共同速度v时，子弹和木块上升的高度最大，设为h，根据动量守恒定律有 从子弹射入木块后到子弹和木块上升到最大高度的过程中，根据机械能守恒定律有 联立解得 故C正确； D．子弹射入木块后的运动过程中，子弹和木块上升到最大高度时，圆环受到向右下方的拉力，速度方向又向右，则之后做加速运动。可知此时速度不是最大，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，光滑固定圆弧槽半径为R，O为圆弧最低点，圆弧OM的长度远小于R，两个可看作质点的小球A和B，A球初始位置在M点，B球在O点正上方h高度处。现同时释放两球，要使A 球在第二次通过O点时恰好与B球相碰，则h应为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题分析知，可将A球运动看作摆长为R的单摆，其周期 A第二次通过位置O，即用时 B做自由落体运动，用时与A相同，故 解得 故选D。 6. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波的部分波形图。若该波波速，在时刻波刚好传播到处，下列关于波在时的运动情况分析，不正确的是（　　） A. 该波平衡位置为处的质点的位移为-5cm B. 该波平衡位置为处的质点的位移为5cm C. 该波平衡位置为处的质点速度方向沿y轴负方向 D. 该波刚好传播到处 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，该横波的波长为8m，已知波速为40m/s，则根据波长公式可得周期为 因在时,波刚好传播到处，则在时，波向前传播了个波形，需要将整个图形向右平移个波形，此时处正好为波形的波谷，因此此处质点的位移为-5cm，故A正确； B．根据选项A的分析可知，时处的质点位移与时处的质点位移相同，为0cm，故B错误； C．根据选项A的分析可知，时处的质点位移与时处的质点位移相同，由于波向x轴正方向传播，所以质点速度方向沿y轴负方向，故C正确； D．根据选项A中的分析可知，在时，波向前传播了个波形，因此其传播距离为 由图可知时，波传播到处，因此时，波刚好传播到处，故D正确； 故选B。 7. 如图所示为两列频率均为f、振幅分别为2cm和3cm的水波（可看成横波）发生干涉时在某一时刻的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，A、B、C、D为波传播区域内的四个质点，则下列说法正确的是（　　） A. 质点A的振动频率为2f B. 经过的时间，质点A会传播到质点C的位置 C. 质点B与质点D的振动完全相同 D. 质点A与质点C振动过程中最大高度差为10cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．两列频率相同的波发生干涉时，频率不会叠加，故质点A的振动频率仍为，故A错误； B．质点不会随波运动，只会在其平衡位置上下振动，故质点A不会传播到质点C的位置，故B错误； C．由图可知，B、D两点都是波峰与波谷叠加的点，故两个质点相距半个波长，所以如果B在波峰，则D在波谷，这两点振动相反，故C错误； D．由图可知，A是波峰与波峰叠加的点，C是波谷与波谷叠加的点，故A、C都是振动加强点，振动加强点的振幅为5cm，当A在波峰时，C在波谷，两点间最大高度差为10cm，故D正确。 故选D。 8. 在光滑水平桌面上有一个静止的木块，高速飞行的子弹水平穿过木块，若子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变，则（　　） A. 若木块固定，则子弹对木块的摩擦力的冲量为零 B. 若木块不固定，则子弹减小的动能大于木块增加的动能 C. 不论木块是否固定，两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等 D. 不论木块是否固定，两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若木块固定，子弹在木块中运动的时间t不为零，摩擦力f不为零，则子弹对木块的摩擦力的冲量I＝ft不为零，A错误； B．若木块不固定，子弹减小的动能等于木块增加的动能与系统增加的内能之和，可知子弹减小的动能大于木块增加的动能，B正确； C．木块固定时子弹射出木块所用时间较短，木块不固定时子弹射出木块所用时间较长，摩擦力大小不变，则木块不固定时木块对子弹的摩擦力的冲量大小大于木块固定时木块对子弹的摩擦力的冲量大小，C错误； D．不论木块是否固定，摩擦产生的热量等于摩擦力与木块厚度的乘积，摩擦力与木块厚度都不变，因此两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等，D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，一列水波由A 向B 传播，A、B两质点的平衡位置相距3m ，A 质点的振动图像如图乙中的实线所示，B质点的振动图像如图乙中的虚线所示。下列说法正确的是（　　） A. 10 s内 A 质点通过的路程一定为 20cm B. t=18.5s 时，B 质点的位移为 cm C. 该波的波长可能为0.8 m D. 该波的波速可能为1.8 m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图知，周期为 则 A 质点通过的路程 故A正确； B．由题知 由图可知，B 质点的位移为  cm，故B错误； C．A、B两质点的平衡位置相距3m ，由图可知 当时 故C正确； D．由 可得 代入，可知n不为整数，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为、半径为的扇形，一束光平行于横截面，以入射角照射到上，不透光。只考虑首次入射到圆弧上的光（　　） A. 若，则面上最大的入射角大于 B. 若，则面上最大的入射角为 C. 若，则上有光透出部分的弧长πR D. 若增大，则上有光透出部分的弧长变长 【答案】AC 【解析】 【详解】根据折射定律有，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为，过的光线垂直入射到界面上点射出，到之间没有光线射出；越接近的光线入射到界面上时的入射角越大，根据临界角公式得临界角为，即面上最大的入射角大于；如果界面上的临界点为，此光线在界面上点入射，在三角形中可求得与水平方向的夹角为，所以到之间没有光线射出，由此可得有光线射出的圆弧对应圆心角为，有光透出部分的弧长为；增大，则折射角也增大，根据几何关系，设折射角为，则有光线射出的部分对应的圆心角为，知对应的弧长不变，故选项A、C正确，B、D错误。 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 在“用插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上。 （1）在某次测量中，测得∠P1OF＝45°，∠P4OE＝60°，则该玻璃砖的折射率为________； （2）实验时，若在插P3处的大头针时，不小心将玻璃砖逆时针转动一个角度（O点不变），则折射率的测量结果________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]根据光的折射定律，该玻璃砖的折射率为 （2）[2]玻璃砖逆时针转动一个角度后，作出光路图如图所示 法线也会逆时针转过一个小角度，实际的入射角变大，则折射角也变大，所以折射光线将顺时针转动，折射角∠P4OE偏大，而作图时其边界和法线不变，则入射角（玻璃砖中的角）不变，折射角偏大，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射率将偏大。 12. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 （1）下列最合理的装置是___________ A． B． C． D． （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有___________ A． 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长 B． 在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动 C． 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大 D． 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时 （3） 某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。 ①该图像的斜率为___________ A． g B． C． D． ②由此得出重力加速度的测量值为___________。（π取3.14，计算结果保留三位有效数字） （4） 实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值___________真实值。（填“>”、“=”、“<”） 【答案】 ①. D ②. BC##CB ③. C ④. 9.86 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细私线，悬点应该用铁夹来固定。 故选D。 （2）[2]根据周期公式 可得重力加速度为 A．测量摆长时，应该测量竖直拉直后的摆线长，故A错误； B．在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动，故B正确； C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，如摆角太大，将不能看作简谐运动，单摆周期公式失效，故C正确； D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，因为最低点位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误。 故选BC。 （3）[3]由图可知，设M点到重心得距离为d，根据周期公式 可得 故该图像的斜率为 故选C。 [4]由于 解得由此得出重力加速度的测量值为 （4）[5]由之前的分析可知，有 图像的斜率为 其重力加速度为 由上述分析可知，其摆长的测量不影响重力加速度的测量结果，所以其测量值等于真实值。 三、解答题 13. 如图为一半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图，O为圆柱截面的圆心，AB为直径，现将一束垂直于直径AB的光从M点射入，OM长度为，光线射到玻璃砖的圆弧面恰好发生全反射。 （1）先完成光路图并求玻璃砖的折射率； （2）求光线在玻璃砖中的传播时间（光在真空中的速度用c表示）。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示， 根据几何关系，可知 又 解得 【小问2详解】 由几何关系，可知光线在玻璃砖中的传播路程为 根据 可得 14. 如图所示为沿x轴传播的简谐横波，实线为时的波形图，经时波形图为虚线所示。求： （1）该波的波速为多少？ （2）若波速为时，从时重新开始计时，写出坐标为处的质点的振动方程。 【答案】（1）（，1，2，3…）或（，1，2，3…）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可知波的振幅为、波长为，时坐标为处的位移为 若波沿x轴正方向传播，则 （，1，2，3…） 解得 （，1，2，3…） 波速为 （，1，2，3…） 若波沿x轴负方向传播，则 （，1，2，3…） 解得 （，1，2，3…） 波速为 （，1，2，3…） （2）结合（1）的解析可知，当波速为时，波沿x轴的负方向传播，处的质点振动方向沿y轴的正向。周期为 则 处的振动方程为 开始计时时，处的位移为，解得 则开始计时时，处的振动方程为 15. 如图所示，在光滑水平面上有B、C两个木板，B的上表面光滑，C的上表面粗糙，B上有一个可视为质点的物块A，A、B、C的质量分别为3m、2m、m。A、B以相同的初速度v向右运动，C以速度v向左运动。B、C的上表面等高，二者发生完全非弹性碰撞但并不粘连，碰撞时间很短。A滑上C后恰好能到达C的中间位置，C的长度为L，不计空气阻力。求： （1）木板C的最终速度大小； （2）木板C与物块A之间的摩擦力的大小Ff； （3）物块A滑上木板C之后，在木板C上做减速运动的时间t。 【答案】（1）v；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）以水平向右为正方向，B、C碰撞过程中动量守恒，则有 解得 v1＝ A滑到C上，A、C组成的系统动量守恒，则有 解得 v2＝v （2）根据能量关系可知，在A、C相互作用过程中，木板C与物块A之间因摩擦产生的热量为 联立解得 Ff＝ （3）在A、C相互作用过程中，以C为研究对象，由动量定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $