2022-2023学年云南省云南师范大学附属中学高二下学期期中物理试题（解析版）

2022-2023学年下学期期中考试

高二年级物理试题

全卷四大题，22小题满分：100分考试时间：120分钟

第I卷：选择题（共50分）

一、单项选择题（每小题3分，共30分。每小题所给四个选项中，只有一个选项正确。每题选对得3分，错选、不选或多选得零分。）

1. 下面的应用与多普勒效应无关的是（　　）

A. 利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度

B. 交通警察向行进中的汽车发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度

C. 铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况

D. 有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去

【答案】C

【解析】

【详解】A．凡是波都有多普勒效应，利用多普勒效应可测定遥远天体相对于地球的运动速度，故A正确，不符合题意；

B．被反射的电磁波，相当于一个运动物体发出的电磁波，其频率发生变化，通过计算可以求出运动物体的速度，故B正确，不符合题意；

C．铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况作出判断的，故C错误，符合题意；

D．炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D正确，不符合题意。

故选C。

2. 如图所示，滑块在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若滑块位于N点时开始计时，则其振动图像为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，如图所示

故选A。

3. 关于激光的应用问题，下列说法正确的是（　　）

A. 光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的

B. 计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点

C. 医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点

D. “激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性好的特点，故A错误；

B．计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点，故B错误；

C．医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故C正确；

D．激光测距利用的是激光的平行度好的特点，故D错误。

故选C。

4. 让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直到完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现

A. 由大变小的三角形光斑，直至光斑消失

B. 由大变小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

C. 由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失

D. 由大变小的三角形光斑，圆心光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

【答案】D

【解析】

【详解】当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏首先出现的是三角形光斑，之后随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑．随着小孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭合而全部消失， D正确

【点睛】明确光的直线传播以及小孔成像规律，同时注意当能发生明显的衍射条件时，会在屏上出现彩色条纹．

5. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则（　　）

A. 质点的振动周期为0.8s

B. 质点在任意0.1s内通过的路程均为10cm

C. 在0.2～0.3s内，质点的加速度逐渐增大

D. 在0.1～0.2s内，质点的动能逐渐减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．质点的振动周期为

故A错误；

B．由位移随时间变化的关系式可知，振幅

由

质点在平衡位置和最大位移处内通过的路程是A，在其它位置内通过的路程不是A，所以质点在任意0.1s内通过的路程不一定为10cm，故B错误；

C．在0.2～0.3s内，质点在平衡位置向最大位移运动，由

可知质点的加速度逐渐增大，故C正确；

D．在0.1～0.2s内，质点从最大位移处向平衡位置运动，质点的动能逐渐最大，故D错误。

故选C。

6. 在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器，两个扬声器连续发出波长为5m的声波。一位同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进15m。在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（　　）

A. 2 B. 4 C. 6 D. 8

【答案】C

【解析】

【详解】当同学到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的，故该同学从中间向一侧移动0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m、12.5m、15m时，听到声音变大；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，故该同学从中间向一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m、11.25m、13.75m时，声音减弱；故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为6次。

故选C。

7. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块中，这一过程中木块始终保持静止。已知子弹A射入深度dA大于子弹B射入的深度dB，则可判断（　　）

A. 子弹在木块中运动时间

B. 子弹质量

C. 子弹入射时的初速度

D. 子弹入射时的初动能

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析得知，两子弹在木块中运动时间必定相等，否则木块就会运动。故A错误；

D．由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所受的阻力大小相等，对A子弹根据动能定理得

得

对B子弹根据动能定理得

得

由于

则子弹入射时的初动能

D错误；

BC．对整体组成系统动量守恒，根据动量与动能的关系

则有

则

根据

可得

故B正确，C错误。

故选B。

8. 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为。若某时刻在波传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由A中图可知，波长，周期

由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时

由B中图可知，波长，周期

由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时

由C中图可知，波长，周期

由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时

由D中图可知

可得

则周期

由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时

所以D波形中质点a最早到达波谷。

故选D。

【点睛】

9. 如图所示，质量为M的木块A，放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系长为L的细线，细线另端系一质量为m的球B。现将B球拉起使细线水平伸直，并由静止释放（B从竖直杆前摆过），则下列判断错误的一项是（　　）

A. 若A固定水平面上，则小球B可以到达左侧与释放点等高处

B. 若A可以在水平面上自由滑动，则小球B可以到达左侧与释放点等高处

C. 若A固定在水平面上，小球B在最低点对摆线拉力大小为

D. 若A可以在水平面上自由滑动，小球B在最低点对摆线拉力大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．若A固定在水平面上，B在运动中机械能守恒，则小球B可以到达左侧与释放点等高处，故A正确；

B．若A可以在水平面上自由滑动，则A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，B到达最高点时速度为零，则A在水平方向上的速度也是零；又由系统机械能守恒可知小球B可以到达左侧与释放点等高处，故B正确；

C．若A固定在水平面上，小球B在最低点时

，

解得摆线对小球B的拉力大小为

由牛顿第三定律可知小球B在最低点对摆线拉力大小与摆线对小球B的拉力大小相等为

故C正确；

D．若A可以在水平面上自由滑动，A、B组成的系统在水平方向动量守恒

A、B组成的系统机械能守恒

解得

由

解得

由牛顿第三定律可知小球B在最低点对摆线拉力大小与摆线对小球B的拉力大小相等为

故D错误。

本题选错误，故选D。

10. 如图所示，一个弹簧振子在光滑的水平面上的A、B间做简谐运动，当振子正经过最大位移处（B点）时，有块胶泥落在它的顶部，并随振子一起振动，那么后来的振动与原来相比则（　　）

A. 振幅的大小变小

B. 速度的最大值变小

C. 加速度的最大值不变

D. 势能的最大值变小

【答案】B

【解析】

【详解】AD．当振子正经过最大位移处（B点）时，胶泥落在它的顶部，故此时势能最大值不变，振子质量变大，振幅不变，AD错误；

B．振子在平衡位置时速度最大，弹性势能全部转化为动能，最大动能不变，振子质量变大，速度最大值变小，B正确；

C．振子在最大位移处合外力最大，保持不变，但振子质量变大故根据牛顿第二定律可知，加速度的最大值减小，C错误。

故选B。

二、多项选择题（每小题4分，共20分。每小题所给四个选项中，有多个选项正确。每小题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。）

11. 关于冲量和功，下列说法正确的是（　　）

A. 在某一过程中，作用于物体的合力的冲量为零，则合力的功也一定为零

B. 在某一过程中，作用于物体的合力的功为零，则合力的冲量也一定为零

C. 合力的冲量不为零时，合力的功也一定不为零

D. 合力的功不为零时，合力的冲量也一定不为零

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在某一过程中，作用于物体的合力的冲量为零，则物体的动量不变，速度不变，动能不变，则合力的功也一定为零，A正确；

B．在某一过程中，作用于物体的合力的功为零，只能说明物体动能不变，速度大小不变，速度方向可能变化，则物体的动量变化，合力冲量不一定为零，B错误；

C．合力的冲量不为零时，物体的速度大小可能不变，动能不变，则合力的功也可能为零，C错误；

D．合力的功不为零时，物体的动能一定变化，动量一定变化，合力的冲量也一定不为零，D正确。

故选AD。

12. 如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且在图中所示范围内传播的振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，G点是F、H连线的中点。则下列说法正确的是（　　）

A. G、H两点都保持静止不动

B. 图示时刻E、F两质点竖直高度差为

C. 图示时刻G质点正向下运动

D. 从此时刻起经，F质点通过的路程为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由图可知，G、H两点都是振动加强点，并不会保持静止不动，故A错误；

B．图示时刻E点是波峰与波峰相遇，F点是波谷与波谷相遇，均是振动加强点，振幅均为2A；图示时刻E、F两质点竖直高度差为

故B正确；

C．由图可知，图示时刻G质点处于平衡位置，接下来F点的波谷先传到G点，则此时G质点正向下运动，故C正确；

D．波的周期为

由于F点为振动加强点，振幅为2A，则从此时刻起经，F质点通过的路程为

故D正确。

故选BCD。

13. 图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（　　）

A. 在t=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动

B. 在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同

C. 从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m

D. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm

【答案】BC

【解析】

【详解】A．图乙为质点Q振动图像，则知在t=0.10s时，质点Q正从平衡位置向y轴负方向运动，故A错误；

B．在t=0.10s时，质点Q向y轴负方向运动，根据波形平稳法可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向y轴正方向运动。由图乙读出周期T=0.2s，从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

则在t=0.25s时，质点P位移为负，加速度方向与y轴正方向相同，故B正确；

C．由甲图知波长λ=8m，则波速为

从t=0.10s到=0.25s经过的时间为Δt=0.15s，该波沿x轴负方向传播的距离为

故C正确；

D．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或最大位移处，所以质点P通过的路程

故D错误。

故选BC。

14. 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则（　　）

A. 在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长

C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D. 若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失

【答案】ABD

【解析】

【详解】AC.根据光的折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，又由于

可得a光的传播速度小于b光的传播速度，A正确，C错误；

B.波长越短，介质对该光的折射率越大，因此在真空中，a光的波长小于b光的波长，B正确；

D.折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，因此若增大入射角θ，则折射光线a首先发生全反射，D正确；

故选ABD。

15. 如图所示，质量为m的小球放在劲度系数为k的轻弹簧上（不拴接），小球上下振动而又始终未脱离弹簧。则（　　）

A. 小球的振幅可以大于

B. 在最大振幅下弹簧对小球的最大弹力是

C. 小球在振动过程中机械能守恒

D. 弹簧的最大弹性势能为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．最大振幅满足

kA=mg

即

A=

A错误；

B．在A=的条件下小球在最高点和最低点所受回复力大小相同，在最低点有

Fm-mg=mg

得

Fm=2mg

B正确；

C．小球和弹簧组成的系统中只有重力和弹簧弹力做功，其机械能守恒，但小球的机械能不守恒，故C错误；

D．当小球到达最低点时弹簧的形变量最大，则弹性势能最大，根据机械能守恒得最大弹性势能为

2mgA=

故D正确。

故选AD。

第II卷：非选择题（共50分）

三、实验题（本题共3小题，每空2分，共16分。只需在答题卡上写出答案即可，不用写解题过程。）

16. 在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比Δx1______Δx2（填“＞”、“＜”或“=”）。若实验中红光的波长为630nm，双缝到屏幕的距离为1m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为______mm。

【答案】    ①. ＞    ②. 0.3

【解析】

【详解】[1]双缝干涉条纹间距，红光波长比绿光长，所以用红光的双缝干涉条纹间距较大

>

[2] 条纹间距为

根据

解得

17. 某同学利用单摆测量重力加速度．

（1） 为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________

A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球   

B. 组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动    

D. 摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

（2） 如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL．用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g =______．

【答案】    ①. B C    ②.

【解析】

【详解】①为了减小空气阻力的误差选用密度大，体积小的小球，A错．如果振幅过大（大于10o小球的运动不在是简谐运动，所以误差较大，D错误．要求小球在运动过程中摆长不变，且是单摆，而不能是圆锥摆故选BC．

②同理得两式相减可得

18. 某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑块A，滑块A匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B相碰，碰后滑块AB先后通过光电门乙，采集相关数据进行验证。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）

（1）下列所列物理量哪些是必须测量的_________

A．滑块A的质量，滑块B的质量

B．遮光片的宽度d（滑块A与滑块B上遮光片遮光片宽度相等）

C．本地的重力加速度g

D．滑块AB与长木板间的摩擦因数

E．滑块A、B上遮光片通过光电门的时间

（2）滑块A、B与斜面间的摩擦因数、，质量、，要完成本实验，它们需要满足的条件是_______。

A．，B．，C．，D．，

（3）实验时，要先调节斜面的倾角，应该如何调节_______________。

（4）若光电门甲的读数为，光电门乙先后的读数为，，用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式____________。

【答案】    ①. AE    ②. C    ③. 滑块下滑通过两光电门所用时间相等    ④. (或)

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要验证

故选项AE正确。

（2）由于滑块A匀速通过光电门甲，则有

要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要滑块B也满足

即

所以有

又因为碰撞后两滑块先后通过光电门乙，所以A的质量大于B的质量，故C正确。

（3）[3]实验过程要求两滑块匀速运动，所以调整斜面的倾角，当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时，表示滑块在斜面上做匀速运动。

（4）[4]由第（1）问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为

四、计算题。（本题共4小题，共34分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位。）

19. 如图甲所示，一列简谐横波在x轴上传播，x轴上a、b两点的振动图像如图乙所示，且试求出这列波的波长与波速。

【答案】见解析

【解析】

【详解】若机械波向右传播,则有

解得

则波速为

若机械波向左传播。

解得

则波速为

20. 如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A=30°，C＝90°。三棱镜材料的折射率是，一束与BC面成角的光线射向BC面。

（1）试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线？

（2）作出三棱镜内完整的光路图，指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角。

【答案】（1）在AC面下方不能观察到折射光线，原因见详解；（2）光路图见详解，

【解析】

【详解】（1）由折射定律，在BC界面

解得

由临界角公式

得

所以全反射临界角C60°，而光线在AC面上的入射角为60°＞C，故光线在AC界面发生全反射，在AC面下方不能观察到折射光线；

（2）光路如图所示，最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为120°

21. 如图所示，质量为m的子弹以水平速度击中并穿过质量分别为的两木块。所用时间分别为和。开始两木块挨在一起静止在光滑水平地面上，已知子弹在两木块中所受阻力大小恒为f；则子弹穿过两木块后及子弹的速度各为多少？

【答案】，，

【解析】

【详解】子弹穿时取、系统研究，有

子弹穿过程中，对有

取方向为正方向，对子弹由动量定理得