云南省楚雄州2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

楚雄州中小学2022~2023学年下学期期中教育学业质量监测高中二年级物理试卷考生注意：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间120分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册。第Ⅰ卷（选择题共44分）一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.关于机械振动相关的描述，下列说法正确的是（　　）A.弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时的速度总是相同B.驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振C.单摆运动到平衡位置时，速度最大，受到合外力等于零D.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小【答案】B【解析】【详解】A．弹簧振子做简谐运动时，振子经过同一位置，速度大小一定相等，方向不一定相同，所以速度不一定相同，A错误；B．驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振，B正确；C．单摆运动到平衡位置时，速度最大，回复力为零，但受到的合外力大于零，C错误；D．根据单摆的周期公式可知，在同一地点，当摆长不变时，单摆做简谐运动的周期不变，D错误。故选B。2.每年夏季，我国多地会出现日晕现象。日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。一束太阳光射到正六边形冰晶时的光路图如图所示，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（） A.a光的频率大于b光B.a光的波长大于b光C.在冰晶中，b光的传播速度比a光大D.在真空中，a光的传播速度比b光大【答案】B【解析】【详解】AB．根据题图可知，a光的偏折角小于b光的偏折角，根据折射定律可知，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光，a光的波长大于b光，故A错误，B正确；D．在真空中，a光的传播速度等于b光，故D错误；C．根据知，在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故C错误。故选B。3.如图所示，某同学在练习用头颠球，某次足球被竖直顶起，在空中运动一段时间后又落回原位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.足球在空中整个运动过程中重力的冲量为零B.足球上升阶段重力的冲量大于下落阶段重力的冲量C.足球上升阶段重力的冲量小于下落阶段重力的冲量D.足球上升阶段和下落阶段动量的变化量相同【答案】D【解析】【详解】A．足球从被顶起到落回的时间内，重力的冲量为重力乘以重力作用的时间，显然大于零，故A错误；BC．根据运动的对称性可知，足球上升阶段的时间等于下落阶段的时间，则足球上升阶段重力的冲量等于下落阶段重力的冲量，故BC错误；D．根据动量定理可知，足球上升阶段和下落阶段动量变化量等于其所受重力的冲量，故D正确。故选D。4.水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻 两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（　　）A.质点A振动减弱B.质点A振动加强，质点D振动减弱C.再过半个周期，质点C是振动加强点D.质点B的振幅为2cm【答案】D【解析】【详解】ABC．在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，则质点A和质点D始终是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点B和质点C始终是振动减弱点，ABC错误；D．质点B是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差2cm，D正确。故选D。5.如图所示，OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面，入射角为45°，折射光线与圆柱面的交点为B。已知∠OO1B=60°，则此玻璃的折射率为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据几何关系可知折射角为30°，则此玻璃的折射率故选C。6.如图所示，一枚质量为m的火箭在空中飞行燃料即将耗尽，此时火箭的速度水平向右、大小为，若该 瞬间火箭突然炸裂成两块，其中质量为的后部箭体以速率水平向左飞行。若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则炸裂瞬间前部箭体的速度大小为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】以水平向右为正方向，炸裂过程根据动量守恒可得解得炸裂瞬间前部箭体的速度大小为故选D。7.盛砂漏斗与悬线构成的砂摆在竖直平面摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面被匀速拉动，可画出振动图像。若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以、两种速度被拉动，已知砂摆的周期，两种情况下得到的振动图像如图所示。则为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设板长为L，则 又解得故选B。8.随着科技的发展，夜视技术越来越成熟，一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里，“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（　　）A.镀膜使图像清晰的原理是光的干涉B.镀膜使图像清晰的原理是光的衍射C.红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射（绕过障碍物）D.红外线比可见光的频率大，平行度更好【答案】AC【解析】【详解】AB．镀膜使图像清晰的原理是光的薄膜干涉原理，A正确、B错误；C．红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射，更容易绕过障碍物，C正确；D．红外线比可见光的频率小，D错误。故选AC。9.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A.该波的波速为1.5m/sB.该波沿x轴正方向传播C.若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到回声频率大于105HzD.若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率小于105Hz【答案】BC【解析】【详解】A．根据题图可知，该波的波长为周期为则该波的波速为故A错误；B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确；CD．鱼群反射超声波的频率若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率应大于105Hz，故C正确，D错误。故选BC。10.如图所示，物块B和C用轻弹簧拴接，C放在水平地面上，物块A放在物块B上，整个系统处于静止状态。突然拿走静止在B上的A，B将在竖直方向做简谐运动，C始终没有离开地面。A、B、C的质量分别为、和，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）A.拿走A的瞬间，B所处的位置为简谐运动的平衡位置B.B的振幅为 C.弹簧恢复原长时，B的加速度为零D.B到达最高位置时，B的加速度大小为【答案】BD【解析】【详解】A．拿走A的瞬间，B所受合外力为（显然不等于零），此时B所处的位置不是简谐运动的平衡位置，此位置相对于平衡位置的位移最大，A错误；B．根据简谐运动回复力公式可知拿走A的瞬间回复力大小为故B的振幅为B正确；C．弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律可知，B的加速度大小为g，C错误；D．B到达最高位置时，对于平衡位置的位移最大，此时的回复力（合外力）大小为，根据牛顿第二定律可知，此时B的加速度大小为D正确。故选BD。11.如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑四分之一圆弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度沿圆弧槽口向小车滑去，一段时间后，小球又返回右端，离开小车，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.上述过程中，由小球和小车组成的系统总动量守恒B.小球再次回到圆弧槽口后将做自由落体运动 C.小球在圆弧形槽内上升的最大高度一定小于D.上述过程中，小球对小车做的功为【答案】BCD【解析】【详解】A．小球进光滑圆弧形槽后，水平方向不受外力，在水平方向上动量守恒，但是竖直方向合外力不为零，竖直方向动量不守恒，小球和小车组成的系统总动量不守恒，A错误；B．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，整个过程根据系统水平方向动量守恒可得根据能量守恒定律可得解得，即小球和小车分离后二者交换速度，所以小球在与小车分离后做自由落体运动，B正确；C．从开始到小球上升到最高点过程，小球和小车组成系统水平方向动量守恒，则根据能量守恒定律有解得C正确；D．上述过程中对小车分析，根据动能定理可得小球对小车做的功D正确。故选BCD。第Ⅱ卷（非选择题共56分） 二、非选择题：本题共6小题，共56分。12.韦同学做“利用双缝干涉测量光的波长”实验，实验装置如图甲所示，他将实验仪器按要求安装在光具座上，滤光片为绿色。然后，接通电源使光源正常工作。（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______（填“垂直”或“平行”）放置。（2）实验测得双缝间距为d，屏到双缝间的距离为l，得到的干涉条纹如图乙所示，利用分划板测得A位置与B位置的间距为，则可得绿光的波长______（用题中涉及的物理量符号表示）。（3）实验中若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，其他条件均不改变，则从目镜中观察到的条纹数目会______（填“增加”、“减少”或“不变”）。【答案】①.平行②.③.减少【解析】【详解】（1）[1]在组装仪器时，单缝和双缝应该相互平行，使通过光的光强最大，干涉图样明亮清晰。（2）[2]根据题图乙可知，A与B间有6个条纹宽度，则有可得绿光的波长为（3）[3]红光波长比绿光波长长，则干涉条纹间距增大，其他条件均不改变的情况下，从目镜中观察到的条纹数目会减少。13.孙同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后动量关系。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；②让质量为m1的入射小球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；③把质量为m2的被碰小球静置于槽的末端，再将入射小球从斜槽上S位置静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图乙所示，并分析数据。（1）实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为______。A.m1<m2B.m1=m2C.m1>m2（2）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______，间接地解决这个问题。A.小球抛出点距地面的竖直高度HB.小球做平抛运动所用的时间C.小球做平抛运动的水平射程D.小球开始释放的高度h（3）若两小球碰撞时动量守恒，则验证碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用题中涉及的物理量符号表示）。（4）入射小球的质量m1保持不变，换用多个被碰小球重复上述实验，分别记录被碰小球的质量m2以及对应的x1、x3，根据测量数据描点，作出如图丙所示的图像，该图像纵轴为x1，则横轴可能为______。A.m2B.x3C.D.m2x3 【答案】①.C②.C③.④.D【解析】【详解】（1）[1]为了避免碰撞后入射小球被反弹，所以要求入射小球的质量大于被碰小球的质量，即m1>m2。故选C。（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以间接地用水平位移来代替小球碰撞前后时的速度。故选C。（3）[3]设小球在空中运动的时间为t，入射小球的碰前速度碰后速度被碰小球m2的碰后速度若小球碰撞时满足动量守恒定律，则有整理得（4）[4]两小球碰撞时满足动量守恒定律，则有变形可知故选D。14.如图甲所示，O是单摆的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置，单摆摆动过程中的摆角小于5°。设摆球向右的方向为正方向，单摆做简谐运动的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。当地的重力加速度大小g=10m/s2，取π2=10，求（1）该单摆的振动方程； （2）该单摆的摆长L。【答案】（1）；（2）0.16m【解析】【详解】（1）由题图乙知，单摆做简谐运动的振幅为单摆做简谐运动的周期为单摆做简谐运动的圆频率为则单摆的振动方程为（2）单摆周期公式为解得15.有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于原点O，M、N分别是x轴上坐标为5m和9m的两个质点。时刻波刚好传到M点，此时波形图如图甲所示，波源O的振动图像如图乙所示。求：（1）该波的传播速度；（2）从质点M开始振动到N点第1次出现波峰的时间内，质点M通过的路程。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题图可知，该简谐波的波长，波源振动的周期，该波的传播速度解得（2）波的传播过程也是振动形式传播的过程，从质点M开始振动到N点第1次出现波峰的时间设为，则根据题意有质点M从平衡位置开始振动，每经过时间通过的路程均为A，则内质点M通过的路程16.某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为R的四分之一圆BAE与长方形BCDE组成，BC长为2R。一束单色光以平行于AB的方向照射到圆弧面上的F点，此时的入射角。折射光线在BC边上发生全反射，随后从CD边射出时折射角。已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）玻璃砖对该光的折射率n；（2）光在玻璃砖内传播的时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设单色光从F点射入时的折射角为，光线在CD边的入射角为，根据题意，光路如图所示 根据光路可逆知根据几何关系有根据折射定律有解得（2）F、G两点间距离G、H两点间的距离光在玻璃砖内传播的速度大小光在玻璃砖内传播的时间解得17.如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab部分水平，bcd为半径的半圆轨道，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。直轨道ab左侧的光滑水 平地面上停着质量的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度大小。（1）当物块B运动到圆弧轨道的最低点b时，求轨道对物块B的弹力大小；（2）求剪断细绳之前弹簧的弹性势能；（3）求小车的长度L。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设物块B经过最低点b时的速度为，B刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点，根据动能定理可得解得物块B经过最低点b时，根据牛顿第二定律可得解得（2）细绳剪断后，根据动量守恒定律有解得根据能量守恒定律，细绳剪断之前弹簧的弹性势能为 解得（3）对A与小车组成的系统，根据动量守恒定律有解得根据能量守恒定律有解得