甘肃省武威第六中学2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

武威六中2023年春学期高二年级期中考试试卷物理一、单选题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共30分）1.下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然现象的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（　　）A.“一叶障目”说明光能发生衍射现象B.“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像C.“海市蜃楼”说明光能发生干涉现象D.“随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移【答案】B【解析】【分析】【详解】A．“一叶障目”说明光沿直线传播，A错误；B．“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像，B正确；C．“海市蜃楼”说明光能发生折射，C错误；D．波的传播过程中质点不沿波速方向随波迁移，D错误。故选B。2.如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g。在整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）A.支持力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)cosθB.重力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)sinθC.合外力的冲量为0D.摩擦力的总冲量为Ff(t1＋t2)【答案】A【解析】【详解】A．将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力 则支持力对滑块的总冲量为方向垂直斜面向上，故A正确；B．根据冲量的定义知，重力对滑块的总冲量为方向竖直向下，故B错误；C．一开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，根据动量定理可知显然合外力的冲量不为0。故C错误；D．小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下，小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上为正方向，则摩擦力的总冲量为故D错误。故选A。3.质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t物体的动量为p，动能为Ek。若水平力变为2F，经过时间2t，则（　　）A.物体的动量变为2pB.物体的动量变为4pC.物体的动能变为4EkD.物体的动能变为8Ek【答案】B【解析】【详解】根据动量定理有根据动能与动量的关系有故ACD错误，B正确。故选B。4.两只完全相同的鸡蛋A、B自同一高度由静止释放，分别落在海绵和石头上，鸡蛋A完好（未反弹），鸡蛋B碎了。不计空气阻力，对比A、B鸡蛋，下列说法正确的是（　　） A.下落过程中鸡蛋B所受重力的冲量大B.下落过程中鸡蛋B的末动量大C.碰撞过程中鸡蛋B动量减小的更多D.碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大【答案】D【解析】【详解】AB．根据动量定理可知下落过程中鸡蛋A、B所受重力的冲量、和末动量一样大，故AB错误；C．碰撞后鸡蛋A、B都静止，可知碰撞过程中动量减少量相等，故C错误；D．鸡蛋B与石头作用时间段，碰撞过程中鸡蛋的动量变化率相同，作用时间短，所以碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大，故D正确。故选D。5.一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止。如图所示，当两人同时相向走动时（　　）A.要使小车向左运动，甲的速度大小一定比乙大B.要使小车向左运动，甲的质量一定比乙大C.要使小车向左运动，甲的动量大小一定比乙大D.要使小车保持静止，甲、乙的速度大小一定相等【答案】C【解析】【详解】ABC．由于小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人和小车组成的系统合外力为零，则系统动量守恒，要使小车向左运动，甲的动量大小一定比乙大，故AB错误，C正确；D．要使小车保持静止，甲、乙的动量大小一定相等，故D错误。故选C。6.如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A 处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】以为摆长的运动时间为以为摆长的运动时间为则这个摆的周期为故选D。7.如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光（　　）A.在玻璃砖中的折射率之比为∶1 B.在玻璃砖中的传播时间之比为∶1C.在玻璃砖中的波长之比为∶1D.由该玻璃砖射向空气中时临界角的正弦值之比为∶1【答案】D【解析】【详解】A．设两单色光a、b折射角为θ，则a光折射率为b光折射率为解得na∶nb＝sin30°∶sin45°＝1∶故A错误；B．根据则有由于在玻璃砖中的传播路程相同，可得ta∶tb＝na∶nb＝1∶故B错误；C．a光与b光的折射率不同，则光的频率不同，根据可知，a光与b光在玻璃砖中的波长之比λa∶λb≠va∶vb＝∶1故C错误；D．由临界角公式 sinC＝可得sinCa∶sinCb＝nb∶na＝∶1故D正确。故选D。8.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）A.周期为1.2sB.波速为10m/sC.x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰D.若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大【答案】BCD【解析】【详解】A．由题意知可得周期T=s知该简谐波的周期大于0.3s，则n取0，T=0.4s，故A错误；B．波速为故B正确；C．x=4m处的质点在t=0时位于平衡位置且向下振动，则它在时位于波峰处，故C正确； D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故D正确。故选BCD。9.某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移一时间图象。图中的线段、、分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知（　　）A.碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5：2B.碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大C.滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的D.碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小【答案】AC【解析】【详解】A．由题图可知，碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的速度大小分别为解得故A正确；B．设碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的动量大小分别为、，碰后结合体的动量大小为，则根据动量守恒定律有所以 故B错误；CD．设滑块Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，由题图可知碰后结合体的速度大小为根据动量守恒定律有解得碰前滑块Ⅰ和滑块Ⅱ的动能之比为所以碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能大，故C正确，D错误。故选AC。10.一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、两点，历时1s；质点通过点后再经过1s又第二次通过点。在这内质点通过的总路程为12，则质点的振动周期和振幅分别是（　　）A.3s，B.4s，C.4s，D.2s，【答案】B【解析】【详解】质点运动的过程如图：其中红色实线为由A到，绿色实线为第二次经过，红色、绿色虚线为补出的对称运动，从图像中可以观察到红色实线绿色实线振幅则振幅为。红色部分与绿色部分的运动时间之和为一个周期，故周期为4s。故选B。二、多选题（每小题有多个选项符合题意，每小题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分） 11.一质点沿y轴做简谐运动的振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A.该质点的振动周期为0.4sB.0.4s时，该质点沿y轴负方向运动C.在一个周期内，该质点的位移为0.4mD.在0.3~0.5s内，该质点的速度先增大后减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．质点完成一次全振动的时间叫周期，由题图知该质点的振动周期为0.4s，故A正确；B．0.4s后，质点由平衡位置向正向最大位移处运动，所以0.4s时，该质点沿y轴正方向运动，故B错误；C．经过一个周期，质点回到原位置，则在一个周期内，该质点的位移为0，故C错误；D．在0.3~0.5s内，该质点先靠近平衡位置，后远离平衡位置，则质点的速度先增大后减小，故D正确。故选AD。12.如图所示，波速均为2.0m/s的两列简谐波分别从波源x=0和x=12m处沿x轴相向传播，t=0时的波形如图所示，则以下说法正确的是（　　）A.两列波的频率均为0.25HzB.t=1.0s时两波相遇C.两波相遇过程中x=5m处和x=7m处的质点振动增强D.t=1.5s时，x=6m处质点的位移为最大值【答案】BD【解析】【详解】A．由题图可知，两列波的波长均为 λ=4m则频率均为A错误；B．两波相遇时需要的时间为即t=1.0s时两波相遇，B正确；C．x=5m处和x=7m处质点到两波源的距离之差均等于2m，为半波长的奇数倍，而两波源振动步调一致，则两处的质点振动减弱，C错误；D．波的周期为T=2s在x=6m处为振动加强点，在t=1s时，两列波在x=6m处相遇，此后x=6m处质点经过0.5s到达负向最大位置，则t=1.5s时，x=6m处质点的位移为负向最大值，D正确。故选BD。13.如图所示，甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　）A.a、b光在真空中的波长满足B.a、b光在玻璃中的折射率满足C.若该两束光分别为红光和紫光，则a为紫光D.若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小【答案】CD【解析】【详解】A．根据双缝干涉相邻条纹间距公式可知，在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知λa＜λb，故A错误；B．同种介质对频率越大光折射率越大，又由λa＜λb可知，所以na＞nb，故B错误； C．由可知，若该两束光分别为红光和紫光，则a光为紫光，故C正确；D．由,na＞nb知a光的临界角小于b光的临界角，故D正确。故选CD。14.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A.木板获得的动能为2JB.系统损失的机械能为2JC.木板A最小长度为1mD.A、B间的动摩擦因数为0.2【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．由图示图像可知，木板获得的速度为，A和B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得解得木板A质量为，木板获得的动能为故A错误；B．系统损失的机械能 代入数据解得故B正确；C．由图得到0~1s内B的位移为A的位移为木板A的最小长度为故C正确；D．由图示图像可知，B的加速度负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得解得故D错误。故选BC。三、实验题（每空2分，共14分）15.在“验证动量守恒定律”实验中，装置如图所示，按照以下步骤进行操作：①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；③把小球b静止放在斜槽轨道最右端，让小球a仍由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；(1)为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1___________m2。（填“>”、“<”或“=”） (2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是___________。A．小球a、b半径可以不同B．小球a每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放C．斜槽轨道末端必须保持水平D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间(3)实验测得，小球a、b质量分别为m1、m2，O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3，若动量守恒，则需要验证的表达式为___________。（用所测量的量表示）【答案】①.>②.BC③.【解析】【详解】(1)[1]为防止两球碰撞后，入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2(2)[2]A．在实验中，为了发生对心正碰，a、b两球的大小必须相等，故A错误；B．为保证小球a每次与b球碰撞前的速度相同，应使小球a每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，故B正确；C．为保证碰撞后两小球均做平抛运动，斜槽轨道末端必须保持水平，故C正确；D．本实验中通过小球a和小球b从同一高度做平抛运动并且落到同一竖直面上，由，可得因此速度可以通过测量距离来进行计算，不需要测量时间，故D错误故选BC。(3)[3]a、b两球碰撞前后做平抛运动，根据 可得验证动量守恒定律表达式为：整理为因此，若动量守恒，则需要验证的表达式为16.实验小组的同学们做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g=___________。（2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的___________（选填选项前的字母）。A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约1cm的均匀铁球D．直径约10cm的均匀木球（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。（4）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是___________（选填选项前的字母）。A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间。 【答案】①.②.AC##CA③.乙④.C【解析】【详解】（1）[1]由周期公式得（2）[2]AB．为减小误差应保持摆线的长度不变，要选用结实较细的细线，不能用橡皮绳，故A正确，B错误；CD．为减小空气阻力的影响，摆球密度要大，体积要小，故C正确，D错误。故选AC。（3）[3]悬点要固定，故题图乙。（4）[4]A．由得振幅大小与g无关，故A错误；B．开始计时时，过早按下秒表，所测周期偏大，则g偏小，故B错误；C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，则所测周期偏小，则g偏大，故C正确。故选C。四、解答题17.2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8日在韩国首尔市结束，中国组合隋文静、韩聪摘得金牌。如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0m/s，韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0s，隋文静的速度大小变为4.0m/s，假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg，求：(1)推开后韩聪的速度； (2)推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小。【答案】(1)－1m/s，方向与原来方向相反；(2)60N【解析】【详解】(1)以原来运动方向为正，由动量守恒定律得(m1＋m2)v=m1v1＋m2v2解得v2＝－1m/s方向与原来方向相反(2)由动量定理Ft=m2v2－m2v解得F=－60N即隋文静对韩聪的平均作用力大小为60N18.如图所示，用长为的不可伸长的轻绳将质量为的小球C悬挂于O点，小球C静止。质量为的物块A放在质量也为的木板B的右端，以共同的速度的，沿着光滑水平面向着小球滑去，小球与物块发生弹性正碰，物块与小球均可视为质点，且小球C返回过程不会碰到物块A，不计一切阻力，重力加速度。求：(1)碰后瞬间小球C的速度大小；(2)若物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板B至少要多长，物块A才不会从长木板的上表面滑出。 【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)设物块质量为，小球质量为，由于发生弹性正碰，则由动量守恒得由机械能守恒得解得，(2)此后物块加速，木板减速，物块刚好和木板共速时，物块运动到木板左端，设木板质量为，共速速度为，由动量守恒得由能量守恒得解得19.一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，OABC为矩形，OA=d，AB=2d，OCD为圆。现有一细束单色光在图示平面内从AB中点P以i=45°的入射角射入，折射后经过O点。已知光在真空中的速率为c，求：(1)玻璃砖的折射率；(2)光束在玻璃砖内的传播时间。 【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)作出光路图如下图所示由题知PA=d，OP==2d所以sinr==，r=30°所以n==(2)光束射到界面上的O点时入射角θ=60°根据sinC=可得C=45°，θ>C所以光束在O点发生全反射，则光束沿半径在CD弧射出光束在该玻璃砖中的速率v=所以光束在该玻璃砖中的传播时间 t==20.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知t1＝0.7s时M点第二次出现波峰。求：（1）这列波传播的速度大小；（2）从t＝0时刻起到t2＝1s止，Q处质点（x＝9m）通过的路程。【答案】（1）10m/s；（2）60cm【解析】【详解】（1）波沿x轴正方向传播，可知质点M在t＝0时沿y轴负方向振动，经过个周期第二次出现波峰，则有解得由题图可知波长为4m，可得波速为（2）从t＝0开始，设经过，Q处质点开始振动，则有所以Q处质点振动的时间为Q处质点通过的路程为