云南省丽江市第二中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷

丽江市第二中学2024-2025学年高二上学期12月月考 物理试卷 一、单选题（本大题共8小题） 1．如图所示为一束紫光在正六边形冰晶中的折射光路，i、r分别为经过第一个界面的入射角和折射角。已知冰晶折射率为1.54，则折射角r的可能值为（已知sin40.5°=0.65）（　　） A．40° B．42° C．51° D．52° 2．质量相等的甲和乙原本都静止在光滑的水平冰面上，现在，其中一人向另一个人水平抛出一个篮球，另一人接住球后再水平抛回，如此反复进行几次后，最终球停在其中一个人手中，关于甲和乙最后的速率关系下列选项正确的是    （   ） A．若乙最先抛球，则一定是 B．无论怎样抛球和接球，都是 C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有 D．若乙最后接球，则一定是 3．某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点（　　） A．振动周期为0.4s B．0.2s时的速率比0.4s时的大 C．0.1s时的回复力与0.3s时的相等 D．在0～1s内通过路程为20.0cm 4．某人感冒打喷嚏时气流喷出的速度大小为v，假设打一次喷嚏大约喷出体积为V的空气，用时约Δt。已知空气的密度为ρ，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力大小为(　　) A． B． C． D． 5．如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的部分波形图如图所示，此时质点A、B的位移相同，t=0.2s时，质点B（t=0后）第一次回到平衡位置，t=0.7s时，质点A（t=0后）第一次到达波谷，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．波源的振动周期为1.2s C．0~0.7s内，质点A通过的路程为75cm D．平衡位置位于坐标原点的质点的振动方程为y=－30sin（πt）cm 6．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（　　） A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射 B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮 C．液体的折射率为 D．液体的折射率为 7．质量为m的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为l，另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v0=的速度开始运动（g为当地重力加速度），如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，水平叠放在一起的两个物体A、B，在光滑的水平面上一起做简谐运动，并始终保持相对静止。A、B两物体连接的弹簧劲度系数和原长相同，两物体的质量分别为m1、m2（m1≠m2），在A、B一起运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．两物体之间一直无摩擦力 B．除原长位置外，其它位置都有摩擦力，且大小不变 C．除原长位置外，其它位置都有摩擦力，且大小随位置变化 D．除原长位置外，左右各有一处存在摩擦力为0的位置 二、多选题（本大题共3小题） 9．如图甲所示，一列机械波沿直线传播，a、b为传播直线上两质点， ，a、b两点的振动情况如图乙所示。已知波长λ>2m，下列说法中正确的是（　　） A．波速可能是 B．波长可能是 C．波速可能是 D．波速可能是 10．（多选）如图所示，一玻璃棱镜的横截面为底角45°的等腰梯形，从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知玻璃棱镜的折射率 ，光在真空中传播的速度 ，则下列说法中正确的有（ ） A．光线在CD边一部分反射，一部分出射 B．AC边上的入射角逐渐减小至零，光线均不会从CD面射出 C．AC边上的入射点逐渐上移，光线在棱镜中的传播时间变长 D．若 ，光经CD边反射后从BD边射出棱镜，光在该棱镜内部传播的时间为2×10-10s 11．一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点的振动图像如图乙所示，已知质点的平衡位置在处，质点的平衡位置在处，下列说法正确的是（　　） A．该波中每个质点的振动频率均为 B．时刻后质点比质点先到达平衡位置 C．从时刻起经过，质点的速度大于质点的速度 D．从时刻起经过，质点通过的路程为 E.时，质点的加速度大于质点的加速度 三、实验题（本大题共2小题） 12．在“用单摆测量重力加速度”实验中： （1） 除1 m的细线、带铁夹的铁架台、有小孔的小球、游标卡尺外，下列器材中，还需要____； A．停表　　　　 B．米尺　　　　C ． 天平　　　　 D． 弹簧秤 （2） 用游标卡尺测小球的直径，如图甲所示，则小球的直径是_______ ； 甲 乙 （3）下列做法正确的是_______； A．从摆球达到最高位置时开始计时 B．记录摆球完成一次全振动的时间 C．要让摆球在竖直平面内摆动离开平衡位置的角度不小于 D．选用的细线应细、质量小，且不易伸长 （4） 某同学利用单摆测量当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长 ，通过改变摆线的长度，测得 组 和对应的周期 ，画出 图线，然后在图线上选取 、 两个点，坐标如图乙所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为 _______（用图中标注字母表示 ） 。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将_______（ 选填“偏大”“偏小”或“相同” ） 。 13．【科学探究】某同学为了探究动量守恒定律，设计了如下实验.实验器材：气垫导轨、滑块和、天平、两个压力传感器（侧面固定有轻质小弹簧）及其配件.实验装置示意图如图所示. 实验步骤： ①用天平测出两个滑块的质量、，且； ②按图示方式安装实验装置，调节气垫导轨水平，固定压力传感器； ③给气垫导轨充气，将滑块向左水平推动，使弹簧压缩一定长度.静止释放，和左侧弹簧分离后再与静止的碰撞，碰后向左弹回，则向右运动，分别挤压两侧弹簧.所有过程中弹簧均在弹性限度内； ④读取碰撞前左侧压力传感器示数最大值为；碰撞后左右两侧压力传感器示数的最大值分别为和.（已知弹簧具有的弹性势能为，其中、分别为弹簧的劲度系数和形变量） （1） 请写出刚释放瞬间弹簧的弹性势能______________（用和弹簧劲度系数表达）； （2） 请写出碰撞前，和左侧轻弹簧分离时的动量_____________（用、、表达）； （3） 实验要验证动量守恒的表达式为____________________________（用、、、、表达）； （4） 若碰撞为弹性碰撞，实验还要验证的表达式为____________________________（用、、表达）. 四、解答题（本大题共3小题） 物体的摆动是生活中常见的物理现象，像海盗船，钟摆等等，都能在竖直平面内周期性地来回“摆动”，他们都包含了摆的科学原理。 14．如图所示，以O点为平衡位置，单摆在A、B两点间做简谐运动。下列说法正确的是（    ） A．摆球从A点经O点运动到B点即完成一次全振动 B．摆球经过平衡位置时所受合力为零 C．摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比 D．从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力不断减小 15．如图甲所示，挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小幅度地摆动，即可用来拆卸混凝土建筑。若将该设备视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．铁球振动的周期是4s B．时，铁球的速度最大 C．铁球的质量增大，周期变小 D．从到6s，铁球的势能不断增大 16．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，稳定后可以发现（    ） A．B摆振动的周期最短 B．C摆振动的周期最长 C．各摆摆动的周期均与A摆相同 D．D摆的振幅最小 17．如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。当注射器在竖直面内摆动时，沿着垂直于摆动方向匀速拖动一张硬纸板，注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线。关于图乙所示的图像，下列说法中正确的是（    ） A．x轴表示拖动硬纸板的速度，y轴表示注射器振动的位移 B．拖动硬纸板的速度越大，注射器振动的周期越短 C．拖动硬纸板的速度越大，注射器振动的周期越长 D．匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器振动的周期2倍 18．惠更斯利用单摆的等时性原理制成了世界上第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们常见到的一种摆钟，图乙所示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。在A地走时准确的摆钟移到B地未做其他调整时摆动减慢了，则地的重力加速度较大（选填“A”或“B”），若要调准可将螺母适当向移动（选填“上”或“下”）。 19．某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验： （1）从下列器材中选用最合适的器材（填写器材代号）。 A．小塑料球    B．小铁球    C．100cm长的细线 D．40cm长的细线    E．时钟    F．秒表 （2）实验时，先用10分度的游标卡尺测量小球直径，读数如图甲所示。游标卡尺的读数为mm；用米尺测得摆线长为99.51cm。则该次测量单摆的摆长l为cm； （3）该同学根据多次测量数据作出图线（如图乙所示），根据图线求出重力加速度g= （保留3位有效数字）。 20．图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，图中F的最大值，最小值，重力加速度为g。不计摆线质量及空气阻力。则 （1）单摆的周期s；摆长m（，）； （2）摆球质量m的表达式（用题干中已知物理量的符号表示）。 21．一列横波在x轴上传播，t1=0和t2=0.005s时的波形，如图所示的实线和虚线，求： (1)设周期大于，求波速； (2)设周期小于，并且波速为6000m/s，求波速的传播方向． 22．如图所示，在光滑水平面上有一足够长平板小车，车上相距放有滑块和，其中滑块在小车的最左端，滑块和小车的质量均为，滑块与小车之间的动摩擦因数均为0.2。一质量为的小球以的初速度与滑块发生弹性碰撞后，滑块过一段时间与滑块发生完全非弹性碰撞，重力加速度取，求： (1)滑块被小球碰后瞬间获得的速度大小； (2)与滑块相碰前瞬间滑块的速度大小； (3)从滑块被小球碰后到两滑块与小车一起匀速运动的过程中，系统损失的机械能。 参考答案 1．【答案】A 【详解】若i=90°，根据光的折射定律可知，可得，可知r=40.5°，则折射角r≤40.5°。 2．【答案】D 【详解】因系统动量守恒，最终甲、乙动量大小必相等．谁最后接球谁的质量中包含了球的质量，即质量大，根据动量守恒：m1v1=m2v2，因此最终谁接球谁的速度小．选D． 3．【答案】C 【详解】A．由题图可知周期为，A错误； B．在时振幅最大，根据简谐振动规律，此时速率最小，B错误； C．时与时位移相同，根据简谐振动规律，此时回复力相等，C正确； D．在内质点经历，由题图可知振幅为，得通过路程为，D错误。选C。 4．【答案】A 【详解】打一次喷嚏大约喷出气体的质量m＝ρV，由动量定理有Δt＝mv，解得＝＝，根据牛顿第三定律可知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力大小为，故A正确。 5．【答案】B 【详解】设波源的振动周期为，假设该波沿轴正方向传播，则，则质点第一次到达波谷所用的时间小于0.4s，A错误；设质点后）到达波峰所用的时间为，根据题意有，，解得T=1.2s，B正确；时质点A的相位，则时，质点A的位移，则内质点A通过的路程为，C错误。波源振动的圆频率，质点的振动方程中圆频率为，D错误； 6．【答案】C 【思路点拨】由几何关系求出光线在BC面上的入射角，作出光路图，光线恰好在水平液面上发生了全反射，入射角等于临界角C，根据折射定律和几何知识结合求解。 本题是几何光学问题，关键要掌握全反射条件及临界角与折射率的大小关系，结合几何关系帮助解答。 【详解】A．D发出的光照射到CB界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，A错误； B．由题知，发光点D发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面，可知点D发出的在垂直于BC以下的部分光不能射出液面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，B错误； CD．由几何关系可知，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC进入液体后，在上边的液面处的入射角等于，恰好不能射出液面，则临界角为，所以折射率， 故C正确，D错误。选C。 7．【答案】C 【详解】小物块与箱子组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，解得，对小物块和箱子组成的系统，由能量守恒定律得，解得，由题意可知，小物块与箱子发生5次碰撞，则物体相对于木箱运动的总路程，，小物块受到摩擦力为，对系统，利用产热等于摩擦力乘以相对路程，得，，，即，C正确，ABD错误。选C。 8．【答案】C 【详解】由于A、B两个物体在光滑的水平面上一起做简谐运动，根据牛顿第二定律，对AB整体，有，所以，对A物体，若不受摩擦力，有，所以，由于，所以，由此可知，A、B两物体之间存在摩擦力，但在平衡位置处，加速度为零，弹簧弹力为零，摩擦力为零，在其他位置都有摩擦力，且大小随位置变化。选C。 9．【答案】BCD 【详解】 由图知，周期为 质点a的振动状态传到b用时 波速为 波长为 已知波长 λ>2m 则波长可能是，波速可能是，波速可能是。 故选BCD。 10．【答案】BD 【详解】A．如图所示，根据几何关系可知光线在AC边的入射角为 ，根据折射定律有 ，解得光线在AC边的折射角为 ，光线发生全反射的临界角为 ，光线在CD边的入射角为 ，所以光线在CD边将发生全反射，不会出射，故A错误； B．AC边上的入射角逐渐减小时，根据几何关系可知光线在CD边的入射角也减小，当光线在AC边的入射角为零时，它在CD边的入射角最小，为45°，仍然等于全反射临界角，所以AC边上的入射角逐渐减小至零，光线均不会从CD面射出，故B正确； C．如图所示，根据正弦定理有 ，联立以上两式可得光线在棱镜中的传播距离为 ，根据上式可知s与光线在AC边上的入射点位置无关，所以AC边上的入射点逐渐上移，光线在棱镜中的传播时间不变，故C错误； D．若 ，则 ，光在棱镜中的传播速度为 ，光在棱镜内部传播的时间为 ，故D正确。故选BD。 11．【答案】ACE 【详解】 A．波上每个质点振动频率均相同为 选项A正确； B．时质点正经过平衡位置沿轴负方向振动，因此波沿轴正方向传播，质点正沿轴正方向振动，因此质点先到达平衡位置，选项B错误； C．因 因此经过四分之一周期，位于平衡位置， 速度最大，选项C正确； D．从时刻起经过，即，由于在时质点不在平衡位置和最大位移处，所以从时刻起经过，质点通过的路程不等于，选项D错误； E．因 半个周期后质点、均处于与现在位置关于轴对称的位置，质点位于波谷，加速度最大，选项E正确。 故选ACE。 12．【答案】 （1） ；（2） ；（3） ；（4） ；相同 【详解】 （1） 在实验中，需测量单摆的周期，所以需要停表，需要测量摆线的长度，所以需要米尺，摆球的质量不需要测量，也不需要测量小球的受力，所以不需要天平或弹簧秤，故AB正确，CD错误，选AB （2） 游标卡尺的主尺读数为 ，游标尺读数为 ，所以最终读数为 （3） ．摆球经过平衡位置时速度最大，在该处计时测量误差较小，故A错误 B．通过测量 次全振动的时间 ，然后依据 求解周期，测量摆球完成一次全振动的时间误差较大，故B错误 C．摆球同一竖直面内摆动，不能做圆锥摆，且离开平衡位置的角度不大于 ，故C错误 D．选用的细线应细，质量小，且不易伸长，以减小细线质量和长度变化对实验结果的影响，故D正确。选D （4） 由单摆的周期公式 ，可得 ，则 ， ，可得 ，由此可得，测得的 与某一次实验时的摆长无关，与两次实验中的摆长差有关，所以 值与摆球重心在不在球心处无关。该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将相同。 13．【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 （1） 刚释放瞬间，弹簧的弹力为，则，此时弹簧的弹性势能为. （2） 根据能量守恒定律可知，和左侧轻弹簧分离时的动能为，解得，和左侧轻弹簧分离时的动量为. （3） 碰撞后左右两侧压力传感器示数的最大值分别为和，设碰撞后和的速度大小分别为、，则有，，解得，，根据动量守恒有，可得，则实验要验证动量守恒的表达式为. （4） 若碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒定律有，可得，整理可得实验还要验证的表达式为. 【答案】14．D，15．B，16．C，17．D，18．A；上，19．BCF；9.8；104.41；9.86，20．1.6； 0.64； 【解析】14．A．摆球从A点经O点运动到B点，然后从B点再经过O点返回A点，摆球完成一次全振动，A错误； B．摆球经过平衡位置时所受回复力为零，但合力不为零，B错误； C．摆球做简谐运动，所受回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比，B错误； D．从A点向O点运动的过程中，摆球受到的拉力不断增大，回复力不断减小，D正确。选D。 15．A．由图乙可以看出单摆振动的周期为8s，A错误； B．由题知，t=2s时，摆球处于平衡位置，即单摆的最低点，摆球的速度最大，B正确； C．根据单摆周期公式，易知单摆周期与摆球的质量无关，C错误； D．从到6s，铁球向平衡位置运动，即向单摆的最低点运动，其势能不断减小，D错误。选B。 16．ABC．受迫振动中，被迫振动的周期由驱动力周期决定，都与A摆的周期相等，AB错误，C正确； D．当驱动力的周期与固有周期相等时振幅最大，A、D摆长相同，则D的振幅最大，D错误。选C。 17．A．硬纸板上的图像为注射器的振动图像，y轴表示注射器振动的位移，x轴间接表示注射器振动的时间（即），A错误； BC．由单摆周期公式可知，注射器振动的周期只与单摆的摆长有关，与拖动硬纸板的速度无关，BC错误； D．由图乙可知，匀速拖动硬纸板移动距离L的时间等于注射器振动周期的2倍，D正确。选D。 18．[1][2]由题意可知摆钟由A地移到B地时周期变大，根据单摆周期公式T=2π，可知A地的重力加速度较大，B地的重力加速度较小，为调准摆钟，使摆钟的周期适当变短，需要适当减小摆长，应将螺母适当向上移动。 19．（1）[1]AB．为了减小空气阻力产生的实验误差，选择体积小密度大小球，所以选择B； CD．细线越长，单摆的周期越大，摆动越慢，相对误差越小，所以细线选择C； EF．测量周期仪器的精度越高，实验误差越小，所以选择F。选择ACF。 （2）[2]由图甲可知游标卡尺的读数 [3]单摆的摆长 （3）[4]根据单摆周期公式得，化简得l-T2图像的斜率为k，则，解得 20．（1）[1]单摆在一个周期内会两次经过最低点，摆线出现两次弹力最大的时刻，则周期为 [2]根据，得 （2）[3]设摆球在最高点时摆线与竖直方向的夹角为，当摆球在最高点时，有，摆球在最低点时，根据牛顿第二定律，根据机械能守恒有 ，联立得 21．【答案】(1)周期大于,波右传时,速度为400 ;左传时,波速为1200 . (2)波的传播方向向左(x轴负方向). 【详解】当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离；由图知，波长，(1)因所以波传播的距离可以直接由图读出，若波向右传播，则在0.005s内传播了2m，波速为；若波向左传播，则在0.005s内传播了6m，速度为 (2)因，所以波传播的距离大于一个波长，在0.005s内传播的距离为，因，即，因此可得波的传播方向沿x轴的负方向． 22．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小球与发生弹性碰撞，根据动量守恒则有 根据能量守恒则有 联立解得 （2）滑块的加速度 设滑块和小车一起运动的加速度为，根据牛顿第二定律 解得 根据位移关系则有 代入数据解得或 当时，的速度为0，不合题意，舍去 所以， （3）设、、小车一起在水平地面上匀速运动的速度为，根据动量守恒 解得 损失的机械能为 第 page number 页，共 number of pages 页 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $$