江西省赣州市重点中学校2022-2023高二下学期期中考试物理试题（含解析）

赣州市重点中学校2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是（　　）
A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象
2．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置在A、B间振动，AB=8cm，振子由A点向右运动到B点所需的时间为0.2 s，则正确的是( )
A．振幅是8 cm
B．从A至C振子做减速运动
C．周期是0.8 s
D．周期是0.4
3．半径的半圆形光滑圆弧槽固定在水平面上，一质量的小球从与圆心等高处沿着圆弧槽由静止下滑，小球运动到最低点的过程中，若，以下说法中正确的是（ ）
A．重力对小球的冲量的大小为
B．槽对小球的支持力的冲量为0
C．小球受合力的冲量大小为
D．槽对小球的支持力的冲量的大小一定等于重力对小球冲量的大小
4．图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=1m的质点。下列说法正确的是（　　）
A．波速为0.4m/s
B．波的传播方向沿x轴负方向
C．0~2s时间内，P运动的路程为8cm
D．当t=7s时，P恰好经平衡位置向+y方向运动
5．如图甲所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，检查中所观察到的干涉条纹如图乙所示，则（　　）
A．产生干涉的两列光波分别是由a的上表面和b的上表面反射的
B．产生干涉的两列光波分别是由a的下表面和b的下表面反射的
C．被检查的玻璃表面有凸起
D．被检查的玻璃表面有凹陷
6．如图所示光屏竖直放置，一个半径为r的半圆形透明介质水平放置。一束光线由a、b两种频率的单色光组成。该光束与竖直方向成30°沿半径方向从圆周上的某点入射，此时光屏截取到三个光斑，分别位于P、Q、R位置，其中P为a光的光斑。若已知a光的折射率为，下列说法正确的是（　　）
A．在该透明介质中，a光的折射率小于b光的折射率
B．在该透明介质中，b光的速度大于a光的速度
C．a光进入介质后经时间到达光屏P点
D．若要使Q处光斑消失，则入射光线绕O点逆时针转过至少15°
7．在足够长的倾斜长直轨道上，先后将甲、乙两个相同小球以相同的初速度在同一位置沿轨道向斜上方弹出，它们运动的v -t图像如图所示。据图可知下列说法错误的是（　　）
A．该轨道是光滑轨道
B．t=4 s时，两球相对于出发点的位移相等
C．两球在轨道上发生的碰撞是完全非弹性碰撞
D．两小球回到出发点时的速度大小为10 cm/s
8．如图所示，一段呈直线的光导纤维，当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端面射出，则（ ）
A．当入射角大于i时，光也能全部从另一端面射出
B．当入射角小于i时，光也能全部从另一端面射出
C．光导纤维的折射率至少为
D．光导纤维的折射率至少为
9．质量为m1的小环A套在光滑的直角杆上，MN部分竖直，小环A与物块B用细绳连接，如图所示。物块B的质量为m2，小环A在M点由静止释放，MN间距为h，ON水平，OM与竖直夹角为θ，则有（　　）
A．小环A运动到N点时，小环A的速度为零
B．小环A运动到N点时，物块B的速度为零
C．小环A运动到N点时，小环A的速度为
D．小环A从M点运动到N点的过程中，绳的拉力对A做的功为
10．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是(　　)
A．波速为6 m/s
B．频率为1.5 Hz
C．t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰
D．t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置
11．如图所示，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平地面上，有一质量为m的小球由槽顶端A点静止释放，重力加速度大小为g，不计空气阻力，在其下滑至槽末端B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．若圆弧槽不固定，则小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，则小球在水平方向上移动的位移为
C．在圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度大小之比为
D．若圆弧槽固定，则圆弧槽对地面的最大压力为
二、实验题（共20分）
12．某同学用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
（1）本实验必须测量的物理量有________。
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（2）根据实验要求，ma_______mb（填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）经测定，ma=45.0g，mb=7.5g，小球落地点的平均位置距Ｏ点的距离如图乙所示。利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为________（结果保留三位有效数字）。定义相对误差，本次实验δ=________%。
13．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为______。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是______s（结果保留三位有效数字）。
（3）测量出多组周期、摆长的数值后，画出图线如图丙所示，此图线斜率的物理意义是______
A． B． C． D．
（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小______
A．偏大 B．不变 C．偏小 D．都有可能
三、计算题（共36分）
14．如图所示为某种材料做成的透明球体放置在真空中，O为球心，半径为R。距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光。从A点发出垂直OA发射的某条光线a经过球面发生三次全反射后能回到A点。透明球体对该色光的折射率n = 2，光在真空中的光速为c，求：
（1）该色光对透明球体的临界角C；
（2）光线a从发出到回到A的时间t。
15．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示。
（1）为什么必须匀速拖动纸带？
（2）刚开始计时时，振子处在什么位置？t＝17s时振子相对平衡位置的位移是多少？
（3）若纸带运动的速度为2cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是多少？
（4）振子在几秒末负方向速度最大；在几秒末正方向加速度最大；2.5s时振子正在向什么方向运动？
(5)写出振子的振动方程。
16．长为0.51m的木板A，质量为1 kg。板上右端有物块B，质量为3kg。它们一起在光滑的水平面上向左匀速运动，速度v0=2m/s。木板与等高的竖直固定板C发生碰撞，时间极短，没有机械能的损失。物块与木板间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2。求:
（1）第一次碰撞后，A、B共同运动的速度大小和方向；
（2）第一次碰撞后，A与C之间的最大距离；（结果保留两位小数）
（3）A与固定板碰撞几次，B可脱离A板。
1．A
【详解】A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度大小相等，方向可能相同也可能相反，故A错误；
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期是由驱动力的周期决定的，与单摆的摆长无关，故B正确；
C．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故C正确；
D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故D正确。
此题选择不正确的选项，故选A。
2．D
【详解】A．由图可知AB=8cm，所以振幅是4cm，故A错误；
B．越衡位置速度越大，所以从A至C振子做加速运动，故B错误；
CD．振子由A点向右运动到B点所需的时间为0.2 s，这是半个周期的时间，所以周期是0.4，故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】ABC．小球运动到最低点的过程中，根据动能定理有
解得
则合力的冲量为
冲量是力和时间的乘积，重力和槽对小球的支持力在小球运动过程不为零，所以冲量均不为零，重力对小球的冲量的大小不等于，故AB错误，C正确；
D．重力和槽对小球的支持力的大小无法判断，则无法判断重力和支持力对小球冲量的大小关系，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．波速为
选项A错误；
B．由平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像可知，在t=2s时该质点向下振动，结合波形图可知，波的传播方向沿x轴正方向，选项B错误；
C．0~2s时间内，质点P振动半个周期，从波谷到波峰，则运动的路程为2A=8cm，选项C正确；
D．当t=7s时，即从图示位置再振动 ，则P恰好经平衡位置向-y方向运动，选项D错误。
故选C。
5．D
【详解】AB．薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的，即产生干涉的两列光波分别是由a的下表面和b的上表面反射的故AB错误；
CD．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知该处凹陷，故C错误，D正确；
故选D。
6．A
【详解】A．因P为a光的光斑，则Q为b光的光斑，R为两种光的复合光斑，由图可知，透明介质对b光的折射程度较大，则b光的折射率大于a光的折射率，选项A正确；
B．根据可知，在该透明介质中，b光的速度小于a光的速度，选项B错误；
C．光线a出离介质后的折射角
则
在介质中的速度
a光进入介质后经到达光屏P点的时间
选项C错误；
D．若入射光线绕O点逆时针转过15°角，则此时入射角为45°，则此时a光线的折射角为90°，即此时a光线恰能发生全反射，而此时射到Q点的b光线早已发生了全反射从Q处消失了，选项D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．由图中甲的运动图像可知，甲上滑和下滑的加速度相同，则说明小球只受重力和支持力，即轨道是光滑轨道，A正确；
B．由图像可知，甲在t=4s时的位移为
乙在t=4s时的位移为
B正确；
C．由图像可知，两小球碰撞后速度都变为0，则碰撞为完全非弹性碰撞，C正确；
D．由图像可知，两小球碰撞后速度都变为0，沿轨道向下运动的加速度大小为
碰撞发生在t=4s时，此时两小球离出发点的距离为20cm，由可得
D错误。
本题选错误的，故选D。
8．BC
【详解】AB．当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端射出，当入射角小于i时，导致光从光纤射向空气时，入射角大于临界角，从而发生光的全反射现象，故A错误B正确；
CD．当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端射出，依据光的折射定律，则有
且
并根据几何关系，则有
解得
因此要发生光的全反射，则光纤维的折射率至少为，故C正确D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】AC．由题图中几何关系可知
以AB为整体，由动能定理可知
解得
无法确定小环A在N点时的速度是否为零，故AC错误；
B．小环A到达N点时，水平方向的速度分量一定为零，因此物块B的速度为零，故B正确；
D．对小环A从M点运动到N点的过程中，由动能定理可知
可解得绳的拉力对A做的功为
故D正确。
故选BD。
10．ABD
【详解】由图象可知，波长为λ=4m
AB. 由题意知
得周期为
因为该简谐波的周期大于0.5s，则n取0
频率为
波速为
故AB项与题意相符；
C. t=0时x=1 m处的质点位于波峰，经t=1 s，即经过1.5个周期，该质点处于波谷处，故C项与题意不相符；
D. t=0时x=2 m处的质点位于平衡位置正向上运动，经t=2 s，即经过3个周期，质点仍然位于平衡位置正向上运动，故D项与题意相符．
11．BC
【详解】A．若圆弧槽不固定。小球和槽组成的系统水平方向动量守恒。但竖直方向上受力不平衡，动量不守恒。故A错误；
B．若圆弧槽不固定。对小球和槽组成的系统。根据动量守恒定律有
则
又因为
解得小球在水平方向上移动的位移
故B正确；
C．若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统，根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有
解得小球滑到B点时的速度大小
若圆弧槽固定，对小球，根据机械能守恒定律得
解得小球滑到B点时的速度大小
所以在圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度大小之比为
故C正确；
D．若圆弧槽固定，小球滑到B点时
得
此时圆弧槽对地面的压力最大，为
故D错误。
故选BC。
12． BE 大于 1.02 10%
【详解】（1）[1]由碰撞过程动量守恒可得
mava0=mava+mbvb
再由平抛规律
OB= va0t
OA= vat
OC= vbt
整理以上各式可得
maOB=maOA+mbOC
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量、记录O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故选BE．
（2）[2]根据动量守恒定律可知若碰撞小球a的质量小于b球的质量，则小球a可能被碰回，所以a球质量必须大于b球质量．
（3）[3][4]碰前
碰撞前、后总动量的比值为
相对误差
13． 2.06 2.11 C B
【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺长度为20mm，游标尺对齐格数为6个格，读数：6×0.1=0.6mm，所以直径为：20mm+0.6mm=20.6mm=2.06cm；
(2)[2]由单摆全振动的次数为次，秒表读数为t=67.5s，该单摆的周期是T=2.11s；
(3)[3]由单摆的周期公式
可得
可知图象的斜率为
故选C；
(4)[4]描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点
即作出T2-L线的图象，其斜率不变，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变；故选B。
14．（1）C = 30°；（2）
【详解】（1）根据临界角定义
解得
C = 30°
（2）根据对称性，作出光路如图所示
光在B点的入射角为θ，根据几何关系解得
θ = 30°
光透明球体中的速度
则光线a从发出到回到A的时间
15．（1）见解析；（2）最大位移处，0；（3）4cm；（4）3s，向-x方向运动；（5）
【详解】（1）匀速条件下,可以用纸带通过的位移表示时间；
（2）由图乙可知，开始时振子在平衡位置左侧最大位移处，振子周期为T=4s，当t＝17s时，振子振动了，则振子相对平衡位置的位移是0；
（3）由x=vt，振动图线上1、3两点间的距离为
x=2cm/s×2s=4cm
（4）3s末负方向速度最大，加速度方向总是指向平衡位置，所以t=0或t=4s时正方向加速度最大，t=2.5 s时，向-x方向运动；
（5）由题可知
则振子的振动方程为
16．（1）-1m/s；方向水平向左；（2）0.13m；（3）三次
【详解】（1）以A、B整体为研究对象，从A与C碰后至AB有共同速度v，系统动量守恒，以向左为正方向，则
解得
即第一次碰撞后，A与B共同运动的速度大小为4，方向水平向左。
（2）以A为研究对象，从与C碰后至对地面速度为零，受摩擦力为f，位移为s，根据动能定理
其中
整理得
（3）第一次A与C碰后至AB有共同速度为v，B在A上相对于A滑行L1
解得
第二次A与C碰后至AB有共同速度为，B在A上相对于A滑行L2，根据动量守恒
因此
解得
假设第三次A与C碰后至A B仍有共同速度为，B在A上相对于A滑行L3，根据动量守恒
解得
此时
即A与固定挡板碰撞三次，B可以脱离A。

江西省赣州市重点中学校2022-2023高二下学期期中考试物理试题（含解析）