2022-2023学年安徽省桐城中学高二上学期月考（4）物理试题（解析版）

安徽省桐城中学2022-2023学年高二上学期月考（4）

物理试卷

一、单选题

1. 下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是

A. 简谐运动平衡位置一定在运动过程的中心位置，在平衡位置的物体一定处于平衡状态
B. 波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
C. 受迫振动系统作非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个
D. 火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率低

2. 下列关于光的说法中正确的是

A. 光的偏振现象证明了光波是纵波
B. 光导纤维利用光的折射原理，其内芯的折射举小于外套的折射率
C. 增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度增至最大的
D. 通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象

3. 下列关于冲量和动量的说法中正确的足

A. 根据可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它受的合外力
B. 一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零
C. 易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量
D. 物体在运动过程中，如果物体的动量保持不变，则物体的机械能也保持不变

4. 2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正住输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶见动了起来，紧接着待输的a、c吊瓶液体均满瓶也跟者晃动起来，假设悬挂三个瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，a吊瓶比b、c小一些，则

A. b、c两吊瓶发生共振 B. a、b、c三个吊瓶均做自由振动
C. b、c两吊瓶的振幅相同 D. a、b、c三个吊瓶的振动周期相同

5. 光的干涉现象技术中行许多应用。图甲是利用干涉检查平面平整度装置，下列说法正确的是

A. 图中上板是待检登的光学元件，下板是标准样板
B. .若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变密
C. 若图为俯视图甲装置看到的干涉条纹，条纹弯曲说明被检查的平面在此处出现了凹陷而导致不平整
D. .如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光垂直从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的同心圆环

6. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形如图所示，N点的平衡位置为，M点的平衡位置为已知从图示时刻起，在时，M点第二次到达波谷位置，则下列说法正确的是

A. 该简谐波的周期和传播速度分别为4s和
B. 在时，N点正在平衡位置沿y轴负方向运动
C. 从到时间内，M点和N点运动的路程分别为10cm和4cm
D. 在波的传播过程中，M点和N点的加速度总是大小相等、方向相反的

7. 如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气空气折射率为发生如图所示的折射现象，下列说法正确的是

A. 水对a的折射率比水对b的折射率大
B. 在水中的传播速度
C. 在空气中的传播速度
D. 当a、b入射角为时，光线不偏折，但仍然发生折射现象

8. 如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻叠加情况，图中实线为波峰波面，虚线为波谷波面，已知两列波的振幅均为2cm，波速均为，波长均为8m，E点是BD和AC连线的交点，下列说法正确的是

A. A、C两处质点是振动加强点
B. B、D两处质点在该时刻的竖直高度差为4cm
C. 此时图中E正经过平衡位置且向下运动
D. 经2s，B点处质点通过的路程是8cm

9. 图甲为一列横波在时的波动图象，图乙为该波中处质点P的振动图象，下列说法正确的是
    

A. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的频率为
B. 若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大很多
C. 再过，P点的动能最大
D. 波沿x轴正方向传播

10. 如图所示，用插针法测定玻璃的折射率。下列说法正确的是

A. 若选用两折射面不平行的玻璃砖，则无法进行实验
B. 为了提高准确度，与及与之间的离应适当大些
C. 若有多块平行玻璃砖可选，应选择两平行折射面距离较大的玻璃砖
D. 入射角逐渐增大到某一值后折射光线将会在平行玻璃砖的下表面发生全反射

11. 直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线，位于处的波源发出的两列机械波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示，是此时刻a波传到的最远点，下列说法正确的是
     

A. 两列波的频率关系
B. 此时刻b波传到
C. 波源的起振方向沿y轴正方向
D. 平衡位置距处的两质点P、Q中，质点Q先到达最大位移处

12. 如图所示、水平轻弹簧与物体A和B相连，放在光滑水平面上，处于静止状态，物体A的质量为m，物体B的质量为M，且。现用大小相等的水平恒力、拉A和B，从它们开始运动以后的整个过程中整个过程中弹簧形变不超过弹性限度，说法正确的是

A. 因，所以A、B和弹簧组成的系统一定动量守恒
B. 由于、大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动
C. 因，所以A、B和弹簧组成的系统机械能不断增加
D. 弹簧第一次最长时，A和B总动能最小且为零

13. 如图1所示，在双缝干涉测光的波长实验中：
    
    ①用黄光滤光片，后换用红光滤光片，则先后看到如图2的图样是______ 、______ 。
    ②若双缝间距为d，屏与双缝间的距离为L，单色光波长，则双缝到第一条暗条纹的路程差是______ 。
    ③若用某单色光照射，双缝间距为，双缝到屏的距离为，今测得屏上第8条亮纹到第1第亮条纹之间距离为9mm，则单色光波长为______ m。
14. 某学习小组通过下图实验装置来验证动量守恒定律。A是固定在光滑水平桌面上的光滑斜槽。斜槽末端与水平桌面平行，B是气垫导轨，C是光电门，D是带由小孔的滑块孔内粘有胶带，小球进入小孔即粘在胶带上，滑块上方有一个很窄的挡光片。实验前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔下方与斜槽末端在同一高度处，同时调整气垫导轨水平，多次改变小球释放高度h，得到挡光片每次通过光电门的时间t，做出图象，已测出小球质量为m、滑块总质量为M、挡光片宽度为d、重力加速度为g，小球由斜面进入水平面时没有机械能损失。

若测得某次挡光片通过光电门的时间为，则可知此次滑块通过光电门的速度为_____。

只要满足关系式_____用题中所给的物理量来表示，就可以说明碰撞过程动量守恒。

如果实验中做出的图象是一条过原点的_____填写“倾斜直线”或“抛物线”同样可以验证动量守恒。

15. 在一次乒乓球击球训练中，运动员接球前瞬间乒乓球沿水平方向运动，速度为，运动员将乒乓球以的速度沿相反方向击回。已知乒乓球的质量为25g，与球拍的接触时间为，忽略空气阻力，求：
    乒乓球动量的变化；
    球拍对乒乓球的平均作用力。
    
    
    
    
    
     
16. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为光线从AB面上的M点入射，入射角，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度，真空中的光速，求：
     

透明材料的折射率n；

光从M点传播到O点所用的时间

 

17. 如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形。在时刻到时刻这段时间内，平衡位置在处的质点P共有两次到达波峰，求：
    
    若波沿x轴正向传播，波的传播速度为多少：若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；
    若波沿x轴正向传播，画出质点P的振动图像至少一个周期并写出质点P的振动方程不要求写推导过程。
    
     
18. 如图所示，一辆小车静止在光滑水平地面上，小车上固定着半径为的光滑圆弧轨道，小车和轨道的总质量为，轨道底端水平。质量为的物块静于圆弧轨道底端，物块可以看做质点，有一质量为的子弹，以速度为水平向右射入物块，并留在其中，子弹射入过程时间极短，重力加速度为，求：
    子弹打入物块后瞬间，物块对轨道的压力大小；
    物块上升到最高点时，距圆弧轨道底端的高度；
    在以后运动的过程中，小车的最大速度。

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：A、简谐运动平衡位置一定在运动过程的中心位置，处于平衡位置的物体，合外力不一定为零，物体不一定处于平衡状态。如单摆经过平衡位置时处于非平衡状态，故A错误；
B、当障碍物的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故B错误；
C、根据共振曲线可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，故C正确；
D、当观察者与波源的距离发生变化时，观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应，若火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率高。故D错误。
故选：C。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：A、偏振是横波特有的现象，光的偏振现象证明了光波是横波，故A错误；
B、光导纤维利用光的全反射原理，根据全反射的条件可知其内芯的折射举大于外套的折射率，故B错误；
C、增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减弱到最小，故C错误；
D、通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，属于光的衍射现象，故D正确。
故选：D。
 

3.【答案】A
 

【解析】解：A、由动量定理可得：，则，由此可知，物体动量的变化率等于它所受的力，故A正确；
B、恒力对物体做功为零，但冲量不一定为零，只要力有时间积累，就有冲量，故B错误；
C、由可知，动量变化相等时，时间t越长，力F越小，因此易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力，故C错误；
D、物体在运动过程中，如果物体的动量保持不变，说明物体做匀速直线运动，但机械能不一定不变，如匀速上升，故D错误；
故选：A。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：由题知b、c两吊瓶重心高度不同，导致有效摆长不同，所以二者不会发生共振，故A错误；
B.只有b吊瓶做自由振动，a、c两吊瓶均做受迫振动，故B错误；
因为a、c两吊瓶在b吊瓶的驱动力作用下做受迫振动，所以振动周期等于驱动力的周期，所以a、b、c三个吊瓶的振动周期相同，故C错误，D正确。
故选：D。
 

5.【答案】C
 

【解析】解：图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A错误；
B.相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长，若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变疏，故B错误；
C.弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，可知，对应的位置是凹陷的，故C正确；
D.空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为明条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。
故选：C。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：A、由题意可知，简谐波沿x轴正方向传播，可判断在时，质点M在平衡位置沿y轴负方向运动；再经过5s的时间，在时，M点第二次到达波谷位置，有，解得周期为；由图知波长为，所以可求波速，，故A错误；
B、由图示图象可知，在时，简谐波刚传播到处，再经过3s即在时传播到N点，所以在时，质点N振动了2s，即半个周期，可判断此时N点正在平衡位置沿y轴正方向运动，故B错误；
C、从到时间内，M点振动了5s，N点振动了2s，可知它们振动经过的路程分别为5倍振幅和2倍振幅，即路程分别为10cm和4cm，故C正确；
D、由图示图象可知，M点和N点的距离为7m，即，两点的振动情况不是相反的，所以加速度不总是大小相等、方向相反的，故D错误。
故选：C。
 

7.【答案】B
 

【解析】解：A、由于两光束从水射入空气中，入射角相等，折射角关系为，则由折射定律知，水对a的折射率比水对b的折射率小，故A错误。
B、由知，在水中的传播速度关系为，故B正确。
C、在空中两束的传播速度相同，近似为c，故C错误。
D、当a、b入射角为时，折射角为，光线不偏折，并未发生折射现象，故D错误。
故选：B。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：A、根据题图可知A、C两点是波峰与波谷相遇点，故为振动减弱点，故A错误；
B、根据题图可知，B点为波峰与波峰相遇点，振幅为4cm，D点为波谷与波谷相遇点，振幅为4cm，故两质点的高度差为8cm，故B错误；
C、根据题图可知E点是AC和BD连线的交点，故E点在两列波中都处于平衡位置，下一时刻波源的波峰要传播到此位置，故图中E点静平衡位置向上运动，故C错误；
D、由公式得代入数据解得，经时间2s，刚好是半个周期，质点运动2A，故B点处的质点经过的路程为，故D正确；
故选：D。
 

9.【答案】CD
 

【解析】解：A、由波动图象甲读出波长，由振动图象乙读出周期，则该波的频率为要想发生稳定的干涉，两列波的频率必须相同，故A错误．
B、该波的波长为4m，当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射．所以若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸应比4m小或两者差不多．故B错误．
C、，P点到达平衡位置，速度最大，动能最大．故C正确．
D、由振动图象上时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，则由波动图象判断出波沿x轴正方向传播．故D正确．
故选：CD
 

10.【答案】BC
 

【解析】解：A、实验中玻璃砖上下表面不一定需要平行，选用两折射面不平行的玻璃砖，也可以进行实验，故A错误；
B、与及与之间的距离应适当大些，可以减少相对误差，提高实验的精确度，故B正确；
C、在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时，玻璃砖宽度较大时，引起的角度误差较小，所以应选择射面距离较大的玻璃砖，故C正确；
D、入射角对应的折射角为临界角，折射光线在平行玻璃砖的下表面的入射角等于临界角，所以不会发生全反射，故D错误。
故选：BC。
11.【答案】BD
 

【解析】解：A、由题意可知，这两列波是由同同一振源引起的，故两列波的频率关系为：，故A错误；
B、由图象可知，a波的波长为：，由图象可知，b波的波长为：
根据公式可知：
由题可知：，
整理可以得到：
带入数据可以得到：，故B正确；
C、由题可知，此时刻的质点刚刚开始振动，根据质点的传播方向和振动方向的关系可知，该质点此时刻向y轴负方向振动，说明振源开始振动的方向也为y轴负方向，故C错误；
D、根据传播方向可以知道，该时刻P、Q质点均向y轴正方向振动，质点P经过个周期到达最大位移处，而质点Q在小于个周期的时间里就能达到最大位移处，即Q质点先到达最大位移处，故D正确。
故选：BD。
 

12.【答案】AD
 

【解析】解：A、因、大小相等，方向相反，则A、B以及弹簧组成的系统所受的外力之和为零，系统的动量守恒，故A正确；
B、在拉力作用下，A、B开始做加速运动，弹簧伸长，弹簧的弹力变大，拉力大小不变，m、M所受合力变小，m、M做加速度减小的变加速运动，当弹力等于拉力时两物体的加速度为零，然后弹力大于拉力，物体做加速度增大的变减速运动，故B错误；
C、当m、M相互远离时，、均做正功，可知A、B和弹簧组成的系统机械能增大；当m、M相互靠近时，、均负功，可知A、B和弹簧组成的系统机械能减小，故C错误；
D、当弹簧第一次为最长时，A、B的速度均为零，A和B总动能最小且为零，故D正确。
故选：AD。
 

13.【答案】 
 

【解析】解：①由得：越大就越大，因红光的波长大，故红光的条纹间距大，又双缝干涉出现的条纹是等间距的，故红光的干涉条纹图样为A，黄光的干涉条纹图样为B，故填：B、A；
②出现暗条纹的路程差，……，第一条即时，即；
③，由得：；
故答案为：①B、A，②，③。
 

14.【答案】倾斜直线
 

【解析】解：小球与滑块碰撞后在气垫导轨上做匀速运动，平均速度等于瞬时速度，则；
根据动能定理得：
得小球下滑到斜面底端的速度
小球与斜槽碰撞时动量守恒：

又小球与斜槽通过光电门的速度
解得：；
由分析可知h与成正比，所以图象是一条倾斜直线，同时可以验证动量守恒。
故答案为：；；倾斜直线。
 

15.【答案】解：以乒乓球飞来的方向为正方向，乒乓球的动量变化：

故乒乓球动量变化的大小为，方向与初速度方向相反。
由动量定理可知，球拍对乒乓球的平均作用力：

故球拍对乒乓球的平均作用力大小为，方向与初速度方向相反。
答：乒乓球动量的变化为，方向与初速度方向相反；
球拍对乒乓球的平均作用力为，方向与初速度方向相反。
 

16.【答案】解：设光线在AB面的折射角为r，根据折射定律得：
 …①
设棱镜的临界角为由题意，光线在BC面恰好发生全反射，得到…②
由几何知识可知，…③
联立以上各式解出
光在棱镜中传播速度
由几何知识得，
故光从M点传播到O点所用的时间
答：透明材料的折射率n为；
光从M点传播到O点所用的时间t为
 

17.【答案】解：在时刻到时刻这段时问内，平衡位置在处的质点P共有两次到达波峰。
若波沿x轴正方向传播，测质点P沿y轴负方向传播则：
解得：
波传播的速度出，代入数据计算可得：
若波沿x轴负方向传播，则：
解得：
波传播的速度，代入数据计邻可得：
若波沿x轴正向传播，则质点P的振动图像为：

则质点P的振动方程为：
答：若波沿x轴正向传播，波的传播速度为：若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为；
若波沿x轴正向传播，质点P的振动图像见解析，质点P的振动方程为。
 

18.【答案】解：子弹射入木块过程时间极短，该过程子弹和木块系统动量守恒。取水平向右为正方向，由动量守恒定律可得：
 
解得：
子弹打入木块瞬间，受力分析，由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小：
由题意可知，物块上升到最高点时，物块与小车的速度相同。整个过程，系统水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，可得：
系统机械能守恒，可得：
解得物块距圆弧轨道低端的高度为：
当物块返会轨道最低点时，小车的速度最大。从木块沿轨道始运动，到最后返回到轨道取低点，整个过程，水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，可得
整个过程系统机械能守恒，可得：
解得小车的最大速度：
答：子弹打入物块后瞬间，物块对轨道的压力大小为36N；
物块上升到最高点时，距圆弧轨道底端的高度为；
在以后运动的过程中，小车的最大速度为。
 

【解析】子弹打入物块的过程，根据动量守恒定律求出二者的共同速度，然后根据向心力公式列式求出轨道物块对支持力，从而根据牛顿第三定律得到物块对轨道的压力大小；
物块上升到最高点过程中，物块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，当物块上升到最大高度时两者速度相同，根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒列式，联立方程求解；
物块上升到最高点过程中，小车加速，物块从最高点滑下过程中，小车仍加速，则物块返回最低点时小车速度最大，根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒列式求解。