内容正文:
吉林油田高级中学2025一2026学年度第一学期期末检测
高二物理试卷
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第小题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,某学校探究性学习小组的同学用两种颜色的激光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其折射光线由圆心O点射出后重合。两种光穿过玻璃砖所需时间分别为,全反射临界角分别为,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图知A光的折射率n更大,光在介质中的速度为
可知A光在玻璃砖中的速度比B光的小,根据
A、B光的光程一样,所以A光穿过玻璃砖所需时间较长,即
由全反射临界角公式
可知A光的全反射临界角比B光的小,即
故C正确,ABD错误。
故选C。
2. 消防队员使用高压水枪灭火时,竖直向上的圆柱形水流垂直射向着火的天窗,水流撞击窗口后竖直方向速度减为零。已知水枪出水口横截面积,水的密度,窗口受到水的平均冲击力大小F=150N。水流上升过程近似看作匀速运动。则水从水枪出水口喷出的流量Q(单位时间流出水的体积)约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据动量定理,水流冲击力F等于单位时间内水的动量变化。设水流速度为v,单位时间Δt内流经的水的质量为
水流撞击窗口后速度由v减为0,动量变化
因此,冲击力
解得
流量
故选B。
3. 如图甲,2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞文化在我国源远流长。其简化模型如下:材质不同的重水袖A和轻水袖B连接在一起,放在光滑水平玻璃上。某时刻在重水袖A左端抖动产生如图乙所示波形,下列说法正确的是( )
A. 振幅越大,则波速越小 B. 重水袖上某点一个周期内通过的路程等于波长
C. 波在A、B中传播的速度一定相等 D. 波在A、B中传播的频率相等
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.机械波的波速仅由介质决定,与振幅无关,则介质一定时,振幅变大,但波速不变。波的频率仅由波源决定,机械波从一种介质中进入另一种介质时,其频率不变,波速改变,可见机械波在A、B中传播的频率相等,波速不相等,AC错误,D正确;
B.重水袖上某点一个周期内通过的路程为4倍振幅,而这一个周期内机械波传播的距离为一个波长,B错误。
故选D。
4. 如图为一“环腔式”消声器的原理图,可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上下两部分,分别通过通道①、②继续向前传播,在右侧汇聚后噪声减弱,下列说法正确的是( )
A. 该消声器是利用波的漫反射原理设计的
B. 该消声器对所有频率的声波均能起到降噪效果
C. 上下两束波的路程和满足时,降噪效果最好
D. 上下两束波的路程和满足时,降噪效果最好
【答案】C
【解析】
【详解】A.该消声器是利用声波干涉原理设计,故A错误;
BCD.根据波的叠加原理可知,该消声器对于路程差为
的声波降噪效果良好,但不符合上述条件的声波降噪效果较差,甚至不能起到降噪效果,故而并非对所有波长或频率的声波均有效,故BD错误,C正确。
故选C。
5. 质量为1kg的物块静止在水平地面上,t=0时对其施加一水平拉力F,当物块运动一段时间后撤去拉力,之后物块继续运动直至停止。该物体运动的位移时间图象如图所示,图象在P点处的斜率最大、Q点处的斜率为0,已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度取,则水平拉力F的大小为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N
【答案】C
【解析】
【详解】从0~t0,对物块根据动量定理有
撤去拉力后,对物块根据动量定理有
解得
N
故选C。
6. 某人在一只静止的小船上练习射击,船、人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为,枪内装有颗子弹,每颗子弹的质量均为,枪口到靶的距离为,子弹水平射出枪口相对于地的速度为。在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已射入靶中,在发射完颗子弹并击中靶时,不计船受到的阻力,小船后退的距离等于( )
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以船、人连同枪(不包括子弹)、靶以及枪内有颗子弹组成的系统为研究的对象,取子弹的速度方向为正方向,由系统的动量守恒得
设每颗子弹经过时间打到靶上,则有
联立以上两式得
射完颗子弹的过程中,每一次发射子弹船后推的距离都相同,所以船后退的总距离为。
故选C。
7. “两弹一星功勋奖章”获得者钱学森在二十八岁时就成为世界知名的空气动力学家。如图甲所示,理想状态下没有空气阻力的抛体运动的轨迹为抛物线,但在真实的情况下由于空气阻力的影响,如图乙,其轨迹为一个可视为质点的物体由水平地面上斜向上抛出,只在重力和空气阻力作用下的运动轨迹,已知物体的质量为m,其所受空气阻力的大小与速度大小成正比,方向与速度方向相反,比例系数为k,重力加速度为g,抛出瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,落地瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地整个过程动量变化量大小为
B. 从抛出到落地整个过程物体所受阻力做功为
C. 物体水平射程为
D. 物体在空中飞行的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于动量是矢量,且初、末动量不在同一直线上,初动量、末动量和动量变化量构成一个矢量三角形,所以从抛出到落地整个过程动量变化量大小
故A错误;
B.从抛出到落地整个过程物体只受重力和空气阻力,从抛出到落地,高度不变,重力做功之和为0,根据动能定理可得,从抛出到落地整个过程物体所受阻力做功为
故B错误;
C.物体在水平方向受力只有空气阻力的分力,设物体的水平分速度大小为,则对应的空气阻力水平分力大小为
对物体水平方向根据动量定理可得
又
联立解得物体水平射程为
故C错误;
D.设物体在空中飞行的时间为,以竖直向下为正方向,竖直方向根据动量定理可得
其中
解得
故D正确。
故选D。
8. 如图所示是产生机械波的波源О做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是( )
A. 该图表示的是多普勒现象
B. 此时波源正向A观测者靠近
C. C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等
D. B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.机械波的波源О在匀速运动,当波源与观察者发生相对运动时,观察者接受到的频率发生改变,可知,该图表示的是多普勒现象,故A正确;
B.根据图示可知,在相等时间内,A观测者接受到的完整波数目增大,可知,观察者接受到的频率增大,则此时波源正在向A观测者靠近,故B正确;
C.题中图像具有对称性,结合上述可知,波源O正在向A观测者运动,则C、D两位观测者与波源均相对远离,则C、D两位观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率,故C错误;
D.结合上述可知,B观测者与波源相对远离,则B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率,故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示,电路中的电表皆为理想电表,闭合开关S后,将滑动变阻器 R2的滑片 P 向右移动,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L变亮 B. 电压表的示数减小
C. 电流表的示数减小 D. 电容器所带电荷量增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片 P向右移动,R2接入电路中的阻值减小,电路中的总电阻也减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,灯泡L变亮,故A正确;
B.总电流变大,则内电压变大,外电压减小;灯泡两端电压变大,则电压表的示数减小,故B正确;
C.并联电路的电压减小,R1、R3所在支路的电流减小,则R2所在支路的电流增大,电流表的示数增大,故C错误;
D.R1、R3所在支路的电流减小,电容器两端电压等于 R3两端电压,R3两端电压减小,电容器所带电荷量减小,故D错误。
故选AB。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形如图所示,P、Q两质点的位移分别为,,已知波的周期,下列说法正确的是( )
A. 时,质点P沿y轴正方向振动
B. 质点P的平衡位置在处
C. 时,P、Q两质点的位移相同
D. 时,P、Q两质点的速度相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于简谐横波沿x轴正方向传播,由题图根据波形平移法可知,时,质点P沿y轴负方向振动,故A错误;
B.由题图可知,波动方程为
则有
解得质点P的平衡位置为
故B正确;
C.根据对称性可知,时,处的位移为;由题图可知波长为,则波速为
由
简谐横波沿x轴正方向传播,结合波形平移法可知,时,P质点的位移为0,Q质点的位移为,故C错误;
D.根据对称性可知,时,处的位移为;由
简谐横波沿x轴正方向传播,结合波形平移法可知,可知时,P质点的位移为,且此时P质点沿y轴负方向振动;时,Q质点的位移为,且此时Q质点沿y轴负方向振动;根据简谐振动对称性可知,此时P、Q两质点的速度相同,故D正确。
故选BD。
二、非选择题(本题共4小题,共54分)
11. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用游标卡尺测量摆球的直径,测量结果如图乙所示,则该摆球的直径为______mm。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 需要用天平称出小球的质量
B. 摆球应选用体积较小、质量较大的小球
C. 为了方便测量,摆球摆动的幅度越大越好
D. 测量周期时,应从摆球到达最高点时开始计时
(3)实验测出单摆完成n次全振动的时间为t,摆长为L,则计算重力加速度的表达式为______。
【答案】(1)9.7 (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
题图乙中游标卡尺的分度值为0.1mm,摆球的直径为
【小问2详解】
A.实验是通过测单摆周期计算重力加速度的,与摆球的质量无关,故A错误;
B.实验的摆球应选择体积较小、质量较大的,这样阻力小些,故B正确;
C.当摆球的摆角较小时,摆球的运动可以看作简谐运动,所以单摆偏离平衡位置的角度不能过大,故C错误;
D.测定周期时从平衡位置开始计时误差较小,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
根据单摆的周期公式
其中周期为
解得
12. 某组同学做测量玻璃的折射率实验
(1)如图甲所示,在本实验中,为了减小误差,下列说法正确的是( )
A. 实验时,大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要小一些
B. 入射角应适当大一些,但也不宜太大
C. 在操作时,手不能触摸玻璃砖的光学平面,也不能用玻璃砖代替直尺画界面
D. 实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置可上下移动
(2)如图乙所示,A同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确,则折射率的测量值______准确值(选填A.“大于” B.“小于” C.“等于”)
(3)B同学先用插针法正确画出光路图如图丙,AO为入射光线,OB为折射光线。他过B点向交界面作垂线BN,延长AO与垂线BN交于点M。则该玻璃的折射率为n=______(用丙图中线段长度表示)。
【答案】(1)BC (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.为减小实验误差,大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要大一些,故A错误;
B.为减小实验误差,入射角应适当大一些,但也不宜太大,故B正确;
C.在操作时,手不能触摸玻璃砖光学平面,也不能用玻璃砖代替直尺画界面,否则会影响玻璃砖的折射率,故C正确;
D.实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可上下移动,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
以实线作出实际光路图,用虚线作出测量光路图,如图所示
根据图像可知,光进入玻璃砖的入射角不变,测量时的折射角偏大,则折射率的测量值将偏小。
【小问3详解】
令法线与入射光线之间的夹角,即入射角为,法线与折射光线之间的夹角,即折射角为,根据几何关系有=,=
根据折射率的表达式有
13. 如图所示,质量为的物体A放在质量为的平台B上,两物体叠放在竖直轻弹簧上并处于静止状态。现用一竖直向上的恒力作用在A上,重力加速度为。
(1)若,证明A和B做简谐运动;
(2)为了使A和B做简谐运动过程中不分离,求应满足的条件;
(3)若,A和B做简谐运动的周期为,求从最低点到最高点的过程中,B对A的冲量。
【答案】(1)见解析;(2);(3),方向竖直向上
【解析】
【详解】(1)根据题意,设A和B位于平衡位置时弹簧的压缩量为,有
当A和B相对于平衡位置向上的位移为x时,回复力大小
回复力方向与x方向相反
当时,在刚刚施加恒力一瞬间,对A和B整体有
解得
到达最高点时有
解得
可知,A和B没有分开,则有回复力与位移大小成正比,方向相反,说明A和B是简谐运动。
(2)当A和B做简谐运动到达最高点时即将分离,此时它们之间的弹力为零,对A有
在刚刚施加恒力F的一瞬间,对A和B整体有
根据简谐运动的对称性,有
联立解得
即为了使A和B做简谐运动的过程中不分离,应满足
(3)若
A和B一起做简谐运动,设竖直向下为正方向,从最低点到最高点的过程中,对A由动量定理,有
解得B对A的冲量
方向竖直向上。
14. 如图,一半径为R的透明材料半球,O点是半球的球心,虚线表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知该材料的折射率为,光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。
(1)半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出;
(2)距光轴的入射光线,经球面折射后与光轴相交,求该光线从进入半球到该交点的时间t。(已知)
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)当光线在球面发生全反射,即入射角为临界角C时,入射光线到光轴距离最大,设此时入射点到球顶点的竖直距离为h,由
所求面积
联立解得
(2)如图所示
由几何关系
由折射定律可得
解得
光在半球中的速度为
在半球运动中运动的时间
由正弦定理
解得
光在空中运动的时间
则该光线从进入半球到该交点的时间
15. 如图所示,质量为的轨道静止在光滑水平面上,轨道和水平面间不固定。轨道水平部分的上表面粗糙,竖直部分为表面光滑的四分之一圆弧轨道,两部分在点平滑连接,为轨道的最高点。现有一质量的小物块从平板车的右端以水平向左的初速度滑上水平轨道,小物块与水平轨道间的动摩擦因数。已知轨道圆弧部分的半径,小物块处在轨道水平部分运动时,轨道加速度与小物块加速度大小之比为1:3,小物块可视为质点,重力加速度。求:
(1)轨道的质量;
(2)若小物块恰能到达圆弧轨道最高点,求水平轨道的长度;
(3)在(2)的前提下,判断小物块能否从轨道上滑下来;如果能,求小物块滑下来的速度;如果不能,求小物块停在轨道的位置与的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)不能,
【解析】
【小问1详解】
小物块处在轨道水平部分运动时,设二者之间的摩擦力大小为f,则由牛顿第二定律得
又
求得
【小问2详解】
因小物块恰能到达圆弧轨道的最高点,所以小物块到达最高点时二者速度相等,设共同速度为,在整个过程中,根据动量守恒和能量守恒有
联立,求得
【小问3详解】
假设轨道的水平部分足够长,则二者最终将共速,设共速速度为,则从小物块开始滑上轨道到最终二者共速的整个过程中,根据动量守恒和能量守恒,有
求得
因
所以,小物块不能从轨道上滑下来,小物块停在轨道的位置与的距离为
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高二物理试卷
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第小题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,某学校探究性学习小组的同学用两种颜色的激光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖,其折射光线由圆心O点射出后重合。两种光穿过玻璃砖所需时间分别为,全反射临界角分别为,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
2. 消防队员使用高压水枪灭火时,竖直向上的圆柱形水流垂直射向着火的天窗,水流撞击窗口后竖直方向速度减为零。已知水枪出水口横截面积,水的密度,窗口受到水的平均冲击力大小F=150N。水流上升过程近似看作匀速运动。则水从水枪出水口喷出的流量Q(单位时间流出水的体积)约为( )
A. B. C. D.
3. 如图甲,2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞文化在我国源远流长。其简化模型如下:材质不同的重水袖A和轻水袖B连接在一起,放在光滑水平玻璃上。某时刻在重水袖A左端抖动产生如图乙所示波形,下列说法正确的是( )
A. 振幅越大,则波速越小 B. 重水袖上某点一个周期内通过的路程等于波长
C. 波在A、B中传播的速度一定相等 D. 波在A、B中传播的频率相等
4. 如图为一“环腔式”消声器的原理图,可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上下两部分,分别通过通道①、②继续向前传播,在右侧汇聚后噪声减弱,下列说法正确的是( )
A. 该消声器是利用波的漫反射原理设计的
B. 该消声器对所有频率的声波均能起到降噪效果
C. 上下两束波的路程和满足时,降噪效果最好
D. 上下两束波路程和满足时,降噪效果最好
5. 质量为1kg物块静止在水平地面上,t=0时对其施加一水平拉力F,当物块运动一段时间后撤去拉力,之后物块继续运动直至停止。该物体运动的位移时间图象如图所示,图象在P点处的斜率最大、Q点处的斜率为0,已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度取,则水平拉力F的大小为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N
6. 某人在一只静止的小船上练习射击,船、人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为,枪内装有颗子弹,每颗子弹的质量均为,枪口到靶的距离为,子弹水平射出枪口相对于地的速度为。在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已射入靶中,在发射完颗子弹并击中靶时,不计船受到的阻力,小船后退的距离等于( )
A. 0 B. C. D.
7. “两弹一星功勋奖章”获得者钱学森在二十八岁时就成为世界知名的空气动力学家。如图甲所示,理想状态下没有空气阻力的抛体运动的轨迹为抛物线,但在真实的情况下由于空气阻力的影响,如图乙,其轨迹为一个可视为质点的物体由水平地面上斜向上抛出,只在重力和空气阻力作用下的运动轨迹,已知物体的质量为m,其所受空气阻力的大小与速度大小成正比,方向与速度方向相反,比例系数为k,重力加速度为g,抛出瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,落地瞬间速度大小为,与水平方向的夹角为,下列说法正确的是( )
A. 从抛出到落地整个过程动量变化量大小为
B. 从抛出到落地整个过程物体所受阻力做功为
C. 物体水平射程为
D. 物体在空中飞行的时间为
8. 如图所示是产生机械波波源О做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是( )
A. 该图表示的是多普勒现象
B. 此时波源正在向A观测者靠近
C. C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等
D. B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率
9. 如图所示,电路中的电表皆为理想电表,闭合开关S后,将滑动变阻器 R2的滑片 P 向右移动,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L变亮 B. 电压表的示数减小
C. 电流表的示数减小 D. 电容器所带电荷量增大
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形如图所示,P、Q两质点的位移分别为,,已知波的周期,下列说法正确的是( )
A. 时,质点P沿y轴正方向振动
B. 质点P平衡位置在处
C. 时,P、Q两质点的位移相同
D. 时,P、Q两质点的速度相同
二、非选择题(本题共4小题,共54分)
11. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用游标卡尺测量摆球的直径,测量结果如图乙所示,则该摆球的直径为______mm。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 需要用天平称出小球的质量
B. 摆球应选用体积较小、质量较大的小球
C. 为了方便测量,摆球摆动的幅度越大越好
D. 测量周期时,应从摆球到达最高点时开始计时
(3)实验测出单摆完成n次全振动的时间为t,摆长为L,则计算重力加速度的表达式为______。
12. 某组同学做测量玻璃的折射率实验
(1)如图甲所示,在本实验中,为了减小误差,下列说法正确的是( )
A. 实验时,大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要小一些
B. 入射角应适当大一些,但也不宜太大
C. 在操作时,手不能触摸玻璃砖的光学平面,也不能用玻璃砖代替直尺画界面
D. 实验过程中,玻璃砖在纸面上位置可上下移动
(2)如图乙所示,A同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确,则折射率的测量值______准确值(选填A.“大于” B.“小于” C.“等于”)
(3)B同学先用插针法正确画出光路图如图丙,AO为入射光线,OB为折射光线。他过B点向交界面作垂线BN,延长AO与垂线BN交于点M。则该玻璃的折射率为n=______(用丙图中线段长度表示)。
13. 如图所示,质量为的物体A放在质量为的平台B上,两物体叠放在竖直轻弹簧上并处于静止状态。现用一竖直向上的恒力作用在A上,重力加速度为。
(1)若,证明A和B做简谐运动;
(2)为了使A和B做简谐运动的过程中不分离,求应满足的条件;
(3)若,A和B做简谐运动的周期为,求从最低点到最高点的过程中,B对A的冲量。
14. 如图,一半径为R的透明材料半球,O点是半球的球心,虚线表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知该材料的折射率为,光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。
(1)半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出;
(2)距光轴的入射光线,经球面折射后与光轴相交,求该光线从进入半球到该交点的时间t。(已知)
15. 如图所示,质量为的轨道静止在光滑水平面上,轨道和水平面间不固定。轨道水平部分的上表面粗糙,竖直部分为表面光滑的四分之一圆弧轨道,两部分在点平滑连接,为轨道的最高点。现有一质量的小物块从平板车的右端以水平向左的初速度滑上水平轨道,小物块与水平轨道间的动摩擦因数。已知轨道圆弧部分的半径,小物块处在轨道水平部分运动时,轨道加速度与小物块加速度大小之比为1:3,小物块可视为质点,重力加速度。求:
(1)轨道的质量;
(2)若小物块恰能到达圆弧轨道的最高点,求水平轨道的长度;
(3)在(2)的前提下,判断小物块能否从轨道上滑下来;如果能,求小物块滑下来的速度;如果不能,求小物块停在轨道的位置与的距离。
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