精品解析：河北省衡水市武强中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

武强中学2024--2025学年度下学期期中考试 高二物理试题 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 2024年3月，2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛落幕，中国蹦床队斩获3金2银。某运动员的质量为，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，重力加速度，规定竖直向下为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员与网刚分离时的动量为 B. 运动员与网接触时间内动量改变量为 C. 网对运动员的平均作用力大小为1350N D. 从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 2. 某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，跟它们对接。机车跟第1节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又跟第2节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度为（铁轨的摩擦忽略不计）（　　） A. 0.053 m/s B. 0.05 m/s C. 0.057 m/s D. 0.06 m/s 3. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0，已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，则墙壁受到水的平均冲击力为（　　） A. B. C. D. 4. 长为、质量为的小船停在静水中，质量为的人从静止开始从船头走到船尾。已知人与小船的质量之比为，不计水的阻力，则船和人对地面位移的大小分别为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球。B球靠近A球，但两者的悬线长度不同；C球远离A球，但两者的悬线长度相同，让A球在垂直于水平绳的方向摆动，则下列说法正确的是（ ） A. B的振动周期比A的振动周期大 B. B的振动周期比A的振动周期小 C. 振动稳定后C球的振幅比B球的振幅大 D. 振动稳定后C球的振幅和B球的振幅相等 6. 如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法是（　　） A. 增大振源频率 B. 减小振源频率 C. N板向下移动 D. N板向左移动 7. 列车静止时，静止的观察者听到列车上发出频率一定的声音。下列情况中，观察者会听到这个声音的音调变高的是（　　） A. 观察者静止，列车远离观察者行驶 B. 列车静止，观察者乘汽车向着列车运动 C. 观察者乘坐该列车，列车向前加速运动 D. 观察者乘坐该列车，列车在向前减速运动 二、多选题（共18分，每题6分，少选3分，错选不得分） 8. 波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上A、B两点处，AB=1.20m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同，则A、B间合振动振幅最小的点的位置与A点的距离为（　　） A. 0.35m B. 0.50m C. 0.85m D. 1.00m 9. 如图甲所示是一列沿x轴方向传播简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，S是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点。图乙为介质中质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 波源起振方向为y轴负方向 C. S与Q一定总是同时回到平衡位置 D. 波源起振后5s，处的质点第一次到达波峰 10. 如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，则（　　） A. 碰撞后C的速度为3m/s B. A、C碰撞后瞬间A的速度为0 C. A、C碰撞过程中能量损失为12J D. 从A与C碰撞结束时到与B的速度相等的过程中摩擦力做功为3J 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 图甲为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为的入射球多次从倾斜轨道上位置静止释放，记录其在水平桌面上的平均落点位置（称为第一次操作）。然后把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜轨道上位置静止释放，与相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置，测出碰后入射球的平均落点在点，被碰球的平均落点在点（称为第二次操作）。 （1）为检验两球大小是否相同，用图乙中游标卡尺的___________（选填“”或“b”）测量爪测量小球的直径，某次测量如图丙所示，读数为____________cm。 （2）下列实验要求中正确的有__________。 A. 入射球和被碰球的质量必须满足 B. 用铅垂线检查斜槽末端是否水平 C. 测量小球开始释放的高度来表示初速度大小 D. 利用复写纸与白纸记录小球的落点，实验过程中不可移动白纸的位置 （3）测出小球抛出点在桌面上的投影点到点的距离，分别记为，若两球碰撞时动量守恒，应满足关系式______________________________。 （4）若两球发生弹性碰撞，则之间一定满足关系式 。 A. B. C. 12. 如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 （1）关于此实验，下列说法中正确的是（ ） A. 大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B. 入射角越大，折射率的测量越准确 C. 利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D. 如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 （2）如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值___________。（用r、R表示） 四、解答题 13. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 （y的单位是cm）。 （1）由图确定这列波的波长与振幅； （2）求出这列波的波速、质点P在0.9s时的位移； （3）试判定这列波的传播方向 14. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率，AC为一半径为的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，求： （1）要使该光从该材料射向空气发生全反射的临界角； （2）从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，求这部分光照射圆弧AC的弧长； （3）若要使从点光源射入圆弧AC的光全部从AB、BC面直接射出，此光学元件的折射率需要满足什么条件？ 15. 在固定的光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量m=0.5kg的光滑金属圆环，一根长L=1m的轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量M=1.98kg的木块，如图所示。现有一质量为m0=0.02kg的子弹以v0=1000m/s的水平速度射向木块，最后留在木块内（不计空气阻力和子弹与木块作用的时间），g取10m/s2，求： （1）当子弹射入木块后瞬间，木块速度大小v； （2）木块向右摆动的最大高度h； （3）木块向右摆动到最高点过程中绳子拉力对木块做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 武强中学2024--2025学年度下学期期中考试 高二物理试题 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 2024年3月，2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛落幕，中国蹦床队斩获3金2银。某运动员的质量为，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，重力加速度，规定竖直向下为正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 运动员与网刚分离时的动量为 B. 运动员与网接触时间内动量的改变量为 C. 网对运动员的平均作用力大小为1350N D. 从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．运动员与网刚分离时速度 动量为 选项A错误； B．运动员与网刚接触时的速度 接触时间内动量的改变量为 选项B正确； C．根据动量定理 网对运动员的平均作用力大小为 F=1950N 选项C错误； D．从开始自由下落到蹦回离水平网面5.0m高处过程中，运动员所受重力的冲量为 选项D错误。 故选B。 2. 某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢，跟它们对接。机车跟第1节车厢相碰后，它们连在一起具有一个共同的速度，紧接着又跟第2节车厢相碰，就这样，直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等，则跟最后一节车厢相碰后车厢的速度为（铁轨的摩擦忽略不计）（　　） A. 0.053 m/s B. 0.05 m/s C. 0.057 m/s D. 0.06 m/s 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】取机车和15节车厢整体为研究对象，由动量守恒定律得 则 故B正确ACD错误。 故选B。 3. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0，已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，则墙壁受到水的平均冲击力为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知，时间内射向竖直墙壁的水的质量为 设水受到墙壁的作用力为，由动量定理有 联立解得 由牛顿第三定律可知，墙壁受到水的平均冲击力为 故选D。 4. 长为、质量为的小船停在静水中，质量为的人从静止开始从船头走到船尾。已知人与小船的质量之比为，不计水的阻力，则船和人对地面位移的大小分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】不计水的阻力，系统在水平方向上不受外力，水平方向动量守恒。人从船头走到船尾，设人对地面的位移为，船对地面的位移为，且 设人的质量为，船的质量为，根据动量守恒定律 由于运动时间相同，根据 则 即 又已知 联立求解，解得 故选D。 5. 如图所示，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球。B球靠近A球，但两者的悬线长度不同；C球远离A球，但两者的悬线长度相同，让A球在垂直于水平绳的方向摆动，则下列说法正确的是（ ） A. B的振动周期比A的振动周期大 B. B振动周期比A的振动周期小 C. 振动稳定后C球的振幅比B球的振幅大 D. 振动稳定后C球的振幅和B球的振幅相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．让A球在垂直于水平绳的方向摆动，则B球受迫振动，周期等于A球的振动周期，故AB错误； CD．由于AC的悬线长度相同，所以两小球的固有周期相同，此时C球发生共振，振幅比B球的大，故C正确，D错误； 故选C。 6. 如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法是（　　） A. 增大振源频率 B. 减小振源频率 C. N板向下移动 D. N板向左移动 【答案】B 【解析】 【详解】P点的水没有振动起来，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距；也可以增大水波的波长，即减小振源的频率。 故选B。 7. 列车静止时，静止的观察者听到列车上发出频率一定的声音。下列情况中，观察者会听到这个声音的音调变高的是（　　） A. 观察者静止，列车远离观察者行驶 B. 列车静止，观察者乘汽车向着列车运动 C. 观察者乘坐该列车，列车在向前加速运动 D. 观察者乘坐该列车，列车在向前减速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．观察者静止，列车远离观察者行驶，根据多普勒效应可知，观察者会听到这个声音的音调变低，故A错误； B．列车静止，观察者乘汽车向着列车运动，根据多普勒效应可知，观察者会听到这个声音的音调变高，故B正确； C．观察者乘坐该列车，列车在向前加速运动，由于观察者与列车保持相对静止，则观察者会听到这个声音的音调不变，故C错误； D．观察者乘坐该列车，列车在向前减速运动，由于观察者与列车保持相对静止，则观察者会听到这个声音的音调不变，故D错误。 故选B 二、多选题（共18分，每题6分，少选3分，错选不得分） 8. 波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的A、B两点处，AB=1.20m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同，则A、B间合振动振幅最小的点的位置与A点的距离为（　　） A. 0.35m B. 0.50m C. 0.85m D. 1.00m 【答案】AC 【解析】 【详解】两列波的波长为 以A为坐标原点，设P为AB间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为 ， 其中x、以m为单位，合振动振幅最小的点的位置满足 ，k为整数 则可知，当k=-1时 x=0.35m 当k=0时 x=0.85m 即A、B间合振动振幅最小的点的位置在距离A点0.35m和0.85m处。 故选AC。 9. 如图甲所示是一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，S是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点。图乙为介质中质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 波源起振方向为y轴负方向 C. S与Q一定总是同时回到平衡位置 D. 波源起振后5s，处的质点第一次到达波峰 【答案】AC 【解析】 【详解】B．由图乙可知质点P起振方向为沿y轴正方向，质点P起振方向与波源起振方向相同，故波源起振方向为沿y轴正方向。故B错误； A．由图乙可知，时，质点P振动方向向上，结合图甲可知该波沿x轴正方向传播。故A正确； C．S与Q平衡位置相差半个波长，因此一定总是同时回到平衡位置。故C正确； D．该简谐横波的波长，周期，波速 波源起振后，平衡位置距波源5 m处的质点第一次到达波峰时，波向前传播的距离为6m，所用时间为 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，则（　　） A. 碰撞后C的速度为3m/s B. A、C碰撞后瞬间A的速度为0 C. A、C碰撞过程中能量损失为12J D. 从A与C碰撞结束时到与B的速度相等的过程中摩擦力做功为3J 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为，C的速度大小为，以向右为正方向，由动量守恒定律得 A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为，由动量守恒定律得 B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 联立解得 故A正确B错误； C．A、C碰撞过程中能量损失为 故C正确； D．动过程中因摩擦而产生的热量等于A、B相互作用的过程中损失的机械能，即 代入数据解得 则摩擦力做功为-3J，故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 图甲为验证动量守恒定律的实验装置图。实验时，将斜槽固定在铁架台上，使槽末端水平。先让质量为的入射球多次从倾斜轨道上位置静止释放，记录其在水平桌面上的平均落点位置（称为第一次操作）。然后把质量为的被碰小球静置于槽的末端，再将入射球从倾斜轨道上位置静止释放，与相碰，并多次重复，记录两小球在桌面上的平均落点位置，测出碰后入射球的平均落点在点，被碰球的平均落点在点（称为第二次操作）。 （1）为检验两球大小是否相同，用图乙中游标卡尺的___________（选填“”或“b”）测量爪测量小球的直径，某次测量如图丙所示，读数为____________cm。 （2）下列实验要求中正确的有__________。 A. 入射球和被碰球的质量必须满足 B. 用铅垂线检查斜槽末端是否水平 C. 测量小球开始释放的高度来表示初速度大小 D. 利用复写纸与白纸记录小球的落点，实验过程中不可移动白纸的位置 （3）测出小球抛出点在桌面上的投影点到点的距离，分别记为，若两球碰撞时动量守恒，应满足关系式______________________________。 （4）若两球发生弹性碰撞，则之间一定满足关系式 。 A. B. C. 【答案】（1） ①. ②. 2.20 （2）AD （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1]由游标卡尺用途可知游标卡尺a测量爪测量内径，游标卡尺b测量爪测量外径，所以应选用b测量爪测量小球的直径，故填b。 [2]游标卡尺的读数为 【小问2详解】 A．为了避免碰撞后小球被反弹，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即，故A正确； B．铅垂线的作用是用来确定y轴的方向的，故B错误； C．因为小球做平抛运动，下落时间相等，故可用水平位移代替平抛的初速度，则实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量小球做平拋运动的水平位移来解决这个问题。而不是小球开始释放的高度，故C错误； D．实验中白纸上铺复写纸的目的是描绘落点的位置，复写纸的位置可以移动，但白纸的位置不可以移动，故D正确。 故选AD。 【小问3详解】 设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 整理得 【小问4详解】 若碰撞是弹性碰撞，还应满足机械能守恒定律 解得 联立解得 即 故选A。 12. 如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。 （1）关于此实验，下列说法中正确的是（ ） A. 大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B. 入射角越大，折射率的测量越准确 C. 利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D. 如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 （2）如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该液体的折射率的测量值___________。（用r、R表示） 【答案】（1）A （2） 【解析】 【小问1详解】 A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像，选项A正确； B．入射角大小要适当，并非入射角越大折射率的测量越准确，选项B错误； C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 选项C错误； D．如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射角测量值偏大，则折射率的测量值将偏小，选项D错误。 故选A。 【小问2详解】 折射率 四、解答题 13. 一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 （y的单位是cm）。 （1）由图确定这列波的波长与振幅； （2）求出这列波的波速、质点P在0.9s时的位移； （3）试判定这列波的传播方向 【答案】（1），；（2），；（3）沿轴正方向传播 【解析】 【详解】（1）由图可知这列波的波长为 这列波的振幅为 （2）根据简谐运动的表达式 可知周期为 则这列波的波速为 质点P在0.9s时位移为 （3）根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式 可知质点P在时向轴正方向振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向沿轴正方向。 14. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率，AC为一半径为的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，求： （1）要使该光从该材料射向空气发生全反射的临界角； （2）从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，求这部分光照射圆弧AC的弧长； （3）若要使从点光源射入圆弧AC的光全部从AB、BC面直接射出，此光学元件的折射率需要满足什么条件？ 【答案】（1）30°；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由公式 可得 （2）由图（1）根据几何关系可知 （3）如图（2）设从圆弧AC射向B点的光线恰好发生全反射，则 由 可得 由题意此光学元件的折射率 15. 在固定光滑水平杆（杆足够长）上，套有一个质量m=0.5kg的光滑金属圆环，一根长L=1m的轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量M=1.98kg的木块，如图所示。现有一质量为m0=0.02kg的子弹以v0=1000m/s的水平速度射向木块，最后留在木块内（不计空气阻力和子弹与木块作用的时间），g取10m/s2，求： （1）当子弹射入木块后瞬间，木块的速度大小v； （2）木块向右摆动的最大高度h； （3）木块向右摆动到最高点过程中绳子拉力对木块做的功W。 【答案】（1）10m/s （2）1m （3）-16J 【解析】 【小问1详解】 子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，则 解得 【小问2详解】 子弹、木块和金属圆环组成的系统水平方向动量守恒，当木块向右摆动到最大高度时，有 联立解得 ， 【小问3详解】 对木块和子弹整体，根据动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$