湖南省長沙市長郡中學2023-2024學年高二上學期期中物理Word版含解析.docx

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長郡中學2023年下學期高二期中考試物理試卷時量：75分鐘滿分：100分一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確）1.下列有關(guān)光學現(xiàn)象說法正確的是（　?。〢.甲中荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于光的全反射B.乙中看到的全息照片利用的是光的全反射原理而制成的C.丙中用涂有增透膜的相機拍照，可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景D.丁中肥皂在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象【答案】A【解析】【詳解】A．荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于光線從水中射向空氣時發(fā)生光的全反射；故A正確；B．全息照片是借助于一束相干的參考光，利用物光與參考光的光程差，同時記錄光波的振幅與相位的信息，利用光的干涉現(xiàn)象；故B錯誤；C．加有偏振濾光片的相機拍照，偏振片可將車窗的反射光減弱，從而可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景；用涂有增透膜的相機拍照，仍不能拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景。故C錯誤。D．肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜內(nèi)外反射的光線疊加產(chǎn)生的效果，這是光的干涉。故D錯誤。故選A。2.為了交通安全，常在公路上設置如圖所示的減速帶，減速帶使路面稍微拱起以達到使車輛減速的目的。一排等間距設置的減速帶，可有效降低車速。如果某路面上的減速帶的間距為，一輛固有頻率為的汽車勻速駛過這排減速帶，下列說法正確的是（　?。?A.當汽車以的速度行駛時，其振動頻率為B.當汽車以的速度行駛時最不顛簸C.當汽車以的速度行駛時顛簸最厲害D.汽車速度越大，顛簸就越厲害【答案】C【解析】分析】【詳解】A．當汽車以的速度行駛時，驅(qū)動力的周期為所以頻率等于A錯誤；BCD．當汽車以的速度行駛時，汽車的頻率為此時和固有頻率相同，所以顛簸最厲害，BD錯誤C正確。故選C。3.如圖所示，O為彈簧振子的平衡位置，時刻把小球向左拉到某位置靜止釋放。以水平向右為正方向，下列描述球相對O點的位移x、球的速度v、球所受回復力F、球的加速度a隨時間t變化的關(guān)系圖像中，可能正確的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】A．向右為正方向，時刻，小球在左方，位移是負的，A錯誤；B．小球運動過程中加速度不是恒定的，不會做勻變速運動，B錯誤；C．小球運動過程中，合力且時刻，小球在左方，位移是負的，回復力F為正，C錯誤；D．由 知，a與x大小成正比，方向相反，D正確。故選D。4.消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題，如圖所示的消聲器可以用來削弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲。波長為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播，在聲波到達a處時，分成上下兩束波，這兩束聲波在b處相遇時可削弱噪聲。已知上下兩束波從a處到b處的路程分別為和，下列說法正確的是（　?。〢.該消聲器是根據(jù)波的衍射原理設計的B.該消聲器是根據(jù)波的多普勒效應原理設計的C.和關(guān)系滿足時，消聲效果最好D.和關(guān)系滿足時，消聲效果最好【答案】D【解析】【詳解】AB．該消聲器是根據(jù)波的干涉原理，故AB錯誤；CD．根據(jù)干涉特點知，兩相干波源的距離差為半波長的奇數(shù)倍時，此點為振動減弱點，要減弱聲音，應滿足故C錯誤，D正確。故選D。5.本屆杭州亞運會跳水項目上，中國跳水隊實現(xiàn)“十全十美”，所有項目的金牌全部收入囊中。在某次訓練中，跳水運動員在跳臺上由靜止開始豎直落下，進入水中后做減速運動，速度減為零時并未到達池底。不計空氣阻力，下列說法正確的是（　?。〢.運動員在空中運動時，其動量變化量小于重力的沖量B.運動員從剛進入水中到速度減為零的過程中，其重力的沖量等于水的作用力的沖量 C.運動員從開始下落到速度減為零的過程中，其動量的變化量等于水的作用力的沖量D.運動員從開始下落到速度減為零的過程中，其重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向【答案】D【解析】【詳解】A．運動員在空中運動過程中只受重力作用，根據(jù)動量定理可知運動員在空中動量的變化量等于重力的沖量，故A錯誤；B．運動員在水中運動過程中受到重力和水對他的作用力，動量的變化向上，則其重力的沖量小于水的作用力的沖量，故B錯誤；C．整個過程其動量的變化量等于合外力的沖量，故C錯誤；D．整個過程根據(jù)動量定理可得所以即運動員整個運動過程中重力沖量與水的作用力的沖量等大反向，故D正確。故選D。6.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為，某時刻的波形如圖所示。質(zhì)點M的平衡位置處于處，在之后的內(nèi)M點運動的路程為（　?。〢.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】由圖可知，該波的波長為，由公式可得，該波的周期為則之后的內(nèi)質(zhì)點振動了，振動一個周期通過的路程為由同側(cè)法可知，此時的質(zhì)點沿軸正方向振動，由可得，經(jīng)過，波傳播的距離為 則處質(zhì)點的振動形式傳到點，即點到達波峰，則內(nèi)質(zhì)點通過的路程為則在之后的內(nèi)M點運動的路程為故選C。二、多選題（本大題共4小題．每小題5分．共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得5分．選對但不全的得3分，有選錯的得0分）7.芯片制作關(guān)鍵在于光刻機的技術(shù)突破，光刻機利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高投影精細圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體提高分辨率。若浸沒液體的折射率為1.6。當不加液體時光刻膠的曝光波長為，則加上液體后（　?。〢.紫外線進入液體后波長變短B.傳播相等的距離，在液體中所需的時間變?yōu)樵瓉淼腃.紫外線在液體中比在空氣中更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率D.在液體中的曝光波長為【答案】AD【解析】【詳解】A．紫外線進入液體頻率不變，傳播速度變慢，則波長變短，故A正確；B．設傳播距離為L，在真空中的時間在液體中所需時間故B錯誤；C．因紫外線在液體中波長變短，由產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，波長變短更不容易發(fā)生衍射，故C 錯誤；D．紫外線在液體中波長故D正確。故選AD。8.如圖甲所示是一組同學在“戰(zhàn)繩”練習中晃動一端使其上下振動（可視為簡諧運動）形成橫波的情境。圖乙所示是形成的簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖丙所示為質(zhì)點G以此時刻為計時起點的振動圖像，下列說法正確的是（　?。〢.此列波的波速為4m/sB.此列波向右傳播C.經(jīng)過2.125s時，質(zhì)點E的加速度大于質(zhì)點D的加速度D.質(zhì)點B的位移隨時間的變化規(guī)律為【答案】ABD【解析】【詳解】A．根據(jù)乙圖可知該簡諧橫波的波長為4m，由丙圖可知質(zhì)點的振動周期為1s，所以該簡諧橫波的波速為故A正確；B．由丙圖可知質(zhì)點G該時刻處于平衡位置，且向上運動，結(jié)合乙圖可知質(zhì)點G處于下坡，根據(jù)上下坡法可知，該簡諧波向右傳播；故B正確；C．2.125s此簡諧波向右傳播的距離為畫出時的波形圖 的質(zhì)點位于最低點，質(zhì)點E和質(zhì)點D與的距離相等，兩質(zhì)點距離平衡位置的距離相等，所以兩者的加速度大小相等；故C錯誤；D．質(zhì)點F此時刻位移40cm，振動周期1s，而則質(zhì)點B的位移隨時間的變化規(guī)律為故D正確。故選ABD。9.A，B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰，如圖所示為兩球碰撞前后的位移一時間圖象，a、b分別為A，B兩球碰前的位移一時間圖象，c為碰撞后兩球共同運動的位移一時間圖象，若A球質(zhì)量是，則由圖可知下列結(jié)論錯誤的是（　?。〢.A、B碰撞前的總動量為B.碰撞時A對B所施沖量為C.碰撞前后A的動量變化為D.碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10J【答案】AC 【解析】【分析】【詳解】由圖象可知，碰撞前有：A球的速度B球的速度碰撞后有：A、B兩球的速度相等，為對A、B組成系統(tǒng)，A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰，碰撞前后都是做勻速直線運動，所以系統(tǒng)的動量守恒，碰撞前后A的動量變化為根據(jù)動量守恒定律，碰撞前后A的動量變化為又所以所以A與B碰撞前的總動量為由動量定理可知，碰撞時A對B所施沖量為碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能代入數(shù)據(jù)解得所以AC錯誤，符合題意；BD正確，不符合題意；故選AC。 10.如圖所示，木塊靜止在光滑水平面上，子彈A、B從兩側(cè)同時水平射入木塊，木塊始終保持靜止，子彈A射入木塊的深度是B的2倍。假設木塊對子彈的阻力大小恒定，A、B做直線運動且不會相遇，則A、B運動的過程中，下列說法正確的是（　?。〢.木塊和子彈A、B組成的系統(tǒng)動量守恒B.子彈B的初速度大小是子彈A的初速度大小的2倍C.子彈B的質(zhì)量是子彈A的質(zhì)量的2倍D.若子彈A向右射入木塊，與木塊相對靜止后，子彈B再向左射入木塊，最終A進入的深度仍是B的2倍【答案】AC【解析】【詳解】A．以子彈A、B和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)的外力矢量和為零，則系統(tǒng)的動量守恒，A正確；BC．由動量守恒定律得即子彈A的初動量與子彈B的初動量大小相等，由于木塊始終保持靜止狀態(tài)，則兩子彈對木塊的推力大小相等，則兩子彈所受的阻力大小相等，設為，根據(jù)動能定理，對子彈A得對子彈B得由于，則兩子彈的初動能關(guān)系為又 則得，則子彈B的質(zhì)量是子彈A的質(zhì)量的2倍，子彈A的初速度大小是子彈B的初速度大小的2倍，B錯誤，C正確；D．若子彈A向右射入木塊，A與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，子彈A與木塊相對靜止時具有向右的共同速度，由能量守恒定律可知，系統(tǒng)損失的機械能則子彈B再向左射入木塊，由于A、B與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，由前面的分析可知系統(tǒng)初動量為零，由動量守恒定律可知，最終A、B與木塊都靜止，子彈射入木塊過程，由能量守恒定律可知，系統(tǒng)損失的機械能則綜上所述可知D錯誤故選AC。三、實驗題（共15分）11.某組同學在圖a所示裝置的基礎上再增加一個速度傳感器，如圖b所示，將擺球拉開一小角度使其做簡諧運動，速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關(guān)系，如圖c所示的圖線。 （1）由圖c可知，該單擺的周期__________s；（2）擺線長度L為單擺懸點至小球上端的距離，更換擺線長度后，多次測量，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作圖線，并根據(jù)圖線擬合得到方程。由此可以得出當?shù)氐闹亓铀俣萠_________（取，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。若其他測量、計算均無誤，則用上述方法算得的g值和真實值相比是__________（選填“偏大”“偏小”或“不變”）的?！敬鸢浮竣?2.0②.9.76③.不變【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)圖線知，單擺的周期。（2）[2]設小球直徑為，根據(jù)單擺周期公式有可得由題中可知解得[3]在圖像中，未測得擺球的直徑，不影響斜率的求解，則算出的g值和真實值相比較是不變的。12.某興趣小組設計了一個“探究碰撞中的不變量”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動（做勻速運動時已撤去推力），然后與原來靜止在前方的小車B 相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速直線運動。他設計的具體裝置如圖a所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器的電源頻率為50Hz，長木板下墊著薄木片以平衡摩擦力。（1）若已測得打點紙帶如圖（b）所示，并測得各計數(shù)點間距（已標在圖b上）。A為運動的起點，則應選___________段來計算A碰前的速度，應選___________段來計算A和B碰后的共同速度（以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。（2）已測得小車A的質(zhì)量，小車B的質(zhì)量，則碰前兩小車的總動量為___________kg·m/s，碰后兩小車的總動量為___________kg·m/s。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）（3）如果打點計時器連接交流電工作時，A和B碰后交流電的頻率突然變小了，該小組同學仍按50Hz計算，則碰后兩小車的總動量計算結(jié)果___________（選填“大于”或“小于”或“等于”）真實值?！敬鸢浮竣?BC②.DE③.0.210④.0.209⑤.大于【解析】【詳解】（1）[1]因為碰撞之后共同勻速運動的速度小于碰撞之前A獨自運動的速度，故AC應在碰撞之前，DE應在碰撞之后。推動小車由靜止開始運動，故小車有個加速過程，在碰撞前做勻速直線運動，即在相同的時間內(nèi)通過的位移相同，故BC段為勻速運動的階段，所以BC是正確的計算碰前的速度；[2]碰撞過程是一個變速運動的過程，而A和B碰后的共同運動是勻速直線運動，故在相同的時間內(nèi)通過相同的位移，故應選DE段來計算碰后共同的速度。（2）[3]碰前系統(tǒng)的動量即A的動量，則有[4]碰后總動量（3）[5]交流電的頻率變小，則打點周期變大，計算時間時代入周期偏小，速度計算結(jié)果變大。四、計算題（共41分）13.一列簡諧橫波沿軸傳播，時的波形圖如圖甲所示，圖乙為介質(zhì)中質(zhì)點A的振動圖像。求（1）波的傳播方向及波速； （2）時，波剛好傳播到坐標原點，質(zhì)點平衡位置的坐標（圖中末畫出），求質(zhì)點處于波峰位置的時刻?！敬鸢浮浚?）沿x軸負方向，；（2）【解析】【詳解】（1）由題圖乙可知時，質(zhì)點A正經(jīng)過平衡位置沿y軸負方向運動，結(jié)合題圖甲可知，波的傳播方向為沿x軸負方向傳播。由題圖甲可知波長，由題圖乙可知，周期為，波速解得（2）波從O點傳播到B點所需時間質(zhì)點B離開平衡位置是向上運動的，到波峰位置所需時間為質(zhì)點B處于波峰位置的時刻解得14.如圖所示，一個半徑為、折射率為的透明半球體，為球心，放置在水平面上。有一束橫截面足夠大的光束豎直射向半球體。求： (1)能透過半球體的光束的橫截面積；(2)透過半球體的光束在桌面上形成的面積?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【詳解】(1)對一個過半球體直徑的豎直截面進行研究，光路圖如圖所示其中光線在曲面處恰好發(fā)生全反射可得因此能透過半球體的光束的橫截面積 (2)光線透過曲面之后的光路圖如圖所示點為光線與桌面的交點，由幾何知識可知，為的角平分線。由正切的二倍角公式可得解得由此15.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的左端固定在小球B上，右端與小球C接觸但未拴接，球B和球C靜止在光滑水平臺面上（此時彈簧處于原長）。小球A從左側(cè)光滑斜面上距水平臺面高度為h處由靜止滑下（不計小球A在斜面與水平面銜接處的機械能損失），與球B發(fā)生正碰后粘在一起，碰撞時間極短，之后球C脫離彈簧，在水平臺面上勻速運動并從其右端點O水平拋出，落入固定放置在水平地面上的豎直四分之一光滑圓弧軌道內(nèi)，該段圓弧的圓心在O點，半徑為。已知三個小球A、B、C均可看成質(zhì)點，且質(zhì)量分別為m、2m、m，重力加速度為g，不計空氣阻力和一切摩擦。求：（1）小球A、B碰撞后瞬間的速度大小；（2）彈簧具有的最大彈性勢能；（3）以O為圓心，水平向右為x正方向，豎直向下為y正方向建立xOy坐標系，小球C從水平臺面右端點O拋出后落到圓弧軌道上的P點的位置坐標。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設A球到達水平臺面時速度為，則有A球與B球發(fā)生完全非彈性碰撞，設A、B粘在一起的速度為，根據(jù)動量守恒定律有：解得（2）此后A、B作為一個整體壓縮彈簧，A、B、C三者共速時，設共速的速度為，彈簧具有最大彈性勢能，設為，對A、B、C系統(tǒng)：根據(jù)動量守恒定律有根據(jù)機械能守恒定律有解得故（3）當彈簧恢復原長時，C與A、B分離，設A、B整體的速度為，的速度為，對系統(tǒng)：由動量守恒定律有由機械能守恒定律有 解得小球C在水平臺面右端點O以水平拋出，由平拋運動規(guī)律得結(jié)合圓的方程解得