2022-2023学年上海市曹杨重点中学高二（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年上海市曹杨重点中学高二（下）期中物理试卷

一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）

1.  两个物体具有相同的动量，则它们一定具有(    )

A. 相同的速度 B. 相同的质量 C. 相同的运动方向 D. 相同的动能

2.  下列说法正确的是(    )

A. 波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短
B. 波发生反射时，频率不变、波长、波速均变大
C. 波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D. 波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化

3.  如图所示，为水面上一波源，、是两块挡板，其中板固定，板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到点振动，为了能观察到点的振动，可采用的方法是(    )

A. 将板向右移 B. 将向左移 C. 减小波源的频率 D. 增大波源的振幅

4.  A、两个弹簧振子，的固有频率为，的固有频率为，若它们均在频率为的策动力作用下作受迫振动，则(    )

A. 振子的振幅较大，振动频率为 B. 振子的振幅较大，振动频率为
C. 振子的振幅较大，振动频率为 D. 振子的振幅较大，振动频率为

5.  如图所示为“观察电容器的充、放电现象”实验，其中正确的说法是(    )

A. 电容器充电时，电压表示数先迅速增大，然后逐渐稳定在某一数值
B. 电容器充电时，灵敏电流计的示数一直增大
C. 电容器放电时，电阻中的电流方向从下到上
D. 电容器放电时，灵敏电流计的示数一直增大
 

6.  如图是一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的水面波纹，由图可知蜻蜓(    )

A. 向右飞行，飞行速度比水波传播的速度小
B. 向左飞行，飞行速度比水波传播的速度小
C. 向右飞行，飞行速度比水波传播的速度大
D. 向左飞行，飞行速度比水波传播的速度大

7.  如图所示，一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从运动到的过程中(    )
 
 

A. 树枝对小鸟的合作用力先减小后增大 B. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大
C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大 D. 树枝对小鸟的弹力保持不变

8.  灵敏电流计的零刻度位于刻度盘中央，为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学设计利用“电磁阻尼”来实现这一目的。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案，甲方案和乙方案中的相同磁场均位于零刻度线下方，甲方案在指针转轴上装上扇形铝板，乙方案在指针转轴上装上扇形铝框，下列说法正确的是(    )

A. 因为铝框较铝板质量小，所以乙方案比甲方案更加合理
B. 乙方案中，铝框小幅度摆动时一定会产生感应电流
C. 甲方案中，即使铝板摆动幅度很小，铝板中也能产生涡流
D. 因为穿过铝框的磁通量更大，所以乙方案更合理

9.  一物体从静止开始运动，下面四张图表示它做单向直线运动的是(    )

A.  B.
C.  D.

10.  质量相同的甲、乙两人站在光滑的冰面上，甲的手中拿有一个球，甲将球抛给乙，乙接到后，又抛给甲，如此反复多次，最后球落在乙手中。此时甲、乙两人的速率关系是(    )

A. 甲、乙两人速率相等 B. 甲速率大
C. 乙速率大 D. 两人仍保持静止状态

11.  在光滑水平面上的点系一绝缘细线，线的另一端系一带正电的小球。当沿细线方向加上一匀强电场后，小球处于平衡状态。若给小球一垂直于细线的很小的初速度，使小球在水平面上开始运动，则小球的运动情况与下列情境中小球运动情况类似的是各情境中，小球均由静止释放(    )

A.  B.
C.  D.

12.  作为先进的大都市，上海拥有许多非常高的建筑物，这些大楼不仅设计先进，还安装了风阻尼器。已知风阻尼器的截面积，风速为，空气密度，风遇到风阻尼器后速度立即减为零，则风对风阻尼器产生的作用力大小约为(    )

A.  B.  C.  D.

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

13.  如图实线与虚线分别表示频率相同的两列机械波某时刻的波峰和波谷。两列波的振幅分别为和，则此时刻、两点偏离平衡位置的位移之差大小为______ ，质点的振幅为______ 。

14.  在如图所示的电路中，灯和是规格相同的两盏灯。当开关闭合后达到稳定状态时，灯比灯亮。当断开开关的瞬间，观察到灯逐渐熄灭，灯 ______ ，流过灯的电流的方向为______ 。填“向左”或“向右”

15.  如图所示，某单色光以角入射到等腰三棱镜的一个侧面上，测得其折射角是。已知光速为，则此单色光在该三棱镜中的速度为______ ；当此折射光在三棱镜内的另一侧面上刚好发生全反射时，三棱镜的顶角的大小为______ 。

16.  质量为的小球从距离地面高的某点自由下落，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，经过速度减为零．则全过程中，阻力的冲量大小为______；球与泥潭间的平均作用力的大小为______取。

17.  如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由、两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为，周期为当物块向右通过平衡位置时，、之间的粘胶脱开；以后小物块振动的振幅和周期分别为和，则______填“”、“”或“”，______填“”、“”或“”。

三、实验题（本大题共3小题，共27.0分）

18.  测量性实验是中学物理实验的重要组成部分，实验时，不仅要理解实验原理，也要正确分析和处理实验数据，从而得到所需物理量。某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则此玻璃的折射率计算式为 ______ 用图中的、表示；如果玻璃砖的上下表面不平行，对此玻璃的折射率的测量结果______ 选填“有”或“没有”影响。

19.  测量性实验是中学物理实验的重要组成部分，实验时，不仅要理解实验原理，也要正确分析和处理实验数据，从而得到所需物理量。“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图甲所示。实验时，如果把光屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮纹中心的距离将______ 选填“变大”“变小”或“不变”。若双缝间距为，双缝到光屏的距离为，某同学在测两个亮条纹中心的间距的情况如图乙所示，则他测得该光的波长为______ 。

 

20.  测量性实验是中学物理实验的重要组成部分，实验时，不仅要理解实验原理，也要正确分析和处理实验数据，从而得到所需物理量。将一单摆竖直悬挂于一深度未知且开口向下的小筒中，单摆的下部露于筒外，如图所示。将摆球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变测出对应的摆动周期，作出图像。从、、中选择正确的图像，求出小筒的深度 ______ ，当地的重力加速度 ______ 。

 

四、简答题（本大题共1小题，共3.0分）

21.  如图所示是一列向正方向传播的简谐横波，波速，点的横坐标为，时刻波传到点，求：
波源的起振方向和该波的周期；
经过的时间，点经过的路程；
经过多长时间，点第二次到达波谷？
画出处的质点的振动图像。

 

五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）

22.  如图所示，整个装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放，已知，，滑块与轨道和间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。
求滑块运动到竖直圆轨道最高点时对轨道的压力；
通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端点；
若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距点处的质量为的小滑块相碰，碰后粘在一起运动，它们与轨道间的动摩擦因数仍为，求它们在轨道上到达的最大高度与之间的关系。碰撞时间不计

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、根据物体的动量，两个物体具有相同的动量，它们质量与速度的乘积大小相等，速度方向相同，它们的速度与质量不一定相同，故AB错误，C正确；
D、根据动能与动量大小的关系，则它们的动能不一定相同，故D错误。
故选：。
物体的动量，结合动量定义式分析答题。
本题考查了动量定义式的应用，知道动量的定义式、明确动量是矢量即可正确解题。
 

2.【答案】 

【解析】解：、波发生反射时在同一介质中，则波速不变，波源不变，则频率不变，由可知波长不变，故AB错误；
、波发生折射时，介质改变，波速发生变化，振源不变，波的频率不变，由可知波长也发生变化，故C正确，D错误。
故选：。
波发生反射介质不变，波源不变，波发生折射时，介质变化，波源不变，根据波速由介质决定，频率由波源决定，波长由分析变化情况。
本题考查了波速与波长和频率的关系，解题的关键是知道波速、频率、波长分别由介质、波源、波速和频率来决定。
 

3.【答案】 

【解析】解：当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射，所以为了使点能发生振动，一个方法是增大波长，由可知，即减小波源的频率因为波速不变，频率减小，波长变大。一个方法是减小狭缝的宽度，即将板向左移。故C正确，ABD错误。
故选：。
要使点振动应使波通过狭缝时产生明显的衍射现象，而发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小。
解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件，同时知道波速、波长与频率的关系。
 

4.【答案】 

【解析】解：由题，、都做受迫振动，它们的频率都等于驱动力频率。由于的固有频率为，与驱动力频率较接近，振幅较大。故B正确。
故选：。
物体做受迫振动时，其频率等于驱动力的频率．当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象．驱动力频率与物体固有频率越接近，受迫振动的振幅越大．
本题考查两个知识点：一是物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率；二是共振现象产生的条件：驱动力的频率等于物体的固有频率．
 

5.【答案】 

【解析】解：、根据公式可知，在充电过程中，电荷量逐渐增大，电压也逐渐增大，当稳定时电容器电压等于电源电动势，故A正确；
B、充电过程中两极板的电势差逐渐增大，则极板电压和电源电动势差值逐渐减小，因此回路中的电流逐渐减小，故B错误；
C、充电时，上极板与电源正极连接，上极板带正电，放电时电流从上极板流出，因此电流方向从电阻上方流向下方，故C错误；
D、电容器放电时，电荷量逐渐减小，极板电压逐渐减小，回路中电流逐渐减小，故D错误；
故选：。
理解电容器的充放电特点；
根据公式得出电势差的变化，结合电路构造得出电流的变化趋势和电流的方向。
本题主要考查了电容器的动态分析问题，理解电容器的充放电特点，结合电容的计算公式和电路的构造即可完成分析。
 

6.【答案】 

【解析】解：根据如图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，则圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，由图示可知，蜻蜓是向右飞行的；
若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的。然而图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C正确，ABD错误。
故选：。
若蜻蜓和水波的速度相同，那么蜻蜓每一次点水的时候都会在上一个水波的边线上。若蜻蜓的速度比水波的速度大，则相互套着如图所示。
本题考查了判断蜻蜓的飞行方向与速度问题，分析清楚图示情景是解题的前提；该题考查了运动的同步性，前提是运动的速度和方向均相等。
 

7.【答案】 

【解析】解：、树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等值反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不变，故A错误。
B、小鸟所受的摩擦力，从到的过程中，先减小后增大，则摩擦力先减小后增大，故B正确。
C、小鸟所受的弹力，从到的过程中，先减小后增大，则弹力先增大后减小，故C、D错误。
故选：。
小鸟缓慢爬行，合力为零，受重力、支持力和静摩擦力处于平衡，根据平衡得出摩擦力的变化和弹力的变化．
解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意小鸟所受的摩擦力为静摩擦力．
 

8.【答案】 

【解析】解：、甲方案中，铝板摆动时，扇形铝板的半径切割磁感应线，在铝板内形成环状电流，产生涡流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故C正确；
、乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，与铝框质量大小无关，因此，甲方案更合理，故ABD错误；
故选：。
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，起电磁阻尼的作用，可使指针停下，甲乙两图主要区别在于分别是铝板和铝框。
本题考查电磁阻尼的原理，要求学生结合电磁感应现象对两个方案进行分析，铝板的半径切割磁感应线，在铝板内形成环状电流。
 

9.【答案】 

【解析】解：、由图读出速度有正值也有负值，说明物体有向正方向运动，也有向负方向运动，故A错误；
B、位移时间图像斜率表示速度，由图读出速度有正值也有负值，说明物体有向正方向运动，也有向负方向运动，故B错误；
C、加速度时间图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，由图读出，内速度为正值，内速度为负值，故C错误；
D、加速度时间图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，由图读出，速度始终为正，做单向直线运动，故D正确。
故选：。
物体做单向直线运动时位移一直增大，速度方向不变，根据图象逐项分析即可．
该题考查了匀变速直线运动的图象问题，图象是我们高中物理研究运动的主要途径之一，应熟知其特征，难度不大，属于基础题．
 

10.【答案】 

【解析】解：以甲、乙与球组成的系统为研究对象，设甲与乙的质量为，球的质量为，系统水平方向动量守恒，开始总动量为零，以甲的速度方向为正方向，由于最后球落在乙的手中，有：，所以有，故ACD错误，B正确。
故选：。
以整体为研究对象，水平方向动量守恒，依据动量守恒列方程即可判断二者速度的大小．
通过本题同学们可以体会动量守恒定律在处理复杂问题时的优越性，不用分析复杂运动过程，只看初末状态即可．
 

11.【答案】 

【解析】解：将小球受到的电场力等效成重力，其运动规律与竖直面内单摆的运动类似，由于初速度很小，故可看作简谐运动。四种运动中，只有是简谐运动，故D正确，ABC错误．
故选：。
将小球的运动与单摆的运动做对比，可知其运动为简谐运动，为弹簧振子，其运动为简谐运动。
由于带电体在匀强电场中运动时，和在重力场中运动具有很多相似性，故经常采用等效重力场的思路加以处理，利用熟悉的重力场中的运动规律解决一个较为陌生的运动，这种解题思想为等效思想，等效思想的应用可以简化解题过程。
 

12.【答案】 

【解析】解：设时间内吹到风阻尼器上的空气质量为，则有
对时间内吹到风阻尼器上的空气，设风吹的方向为正方向，根据动量定理有
得
代入数据解得
根据牛顿第三定律，风阻尼器受到的风力为，故A正确，BCD错误。
故选：。
设某短时间空气的质量，根据动量定理代入求解风阻尼器对空气的作用力，根据牛顿第三定律得风对风阻尼器产生的作用力大小。
本题以大楼安装了风阻尼器为背景考查动量定理的应用，要注意在解题时选择合适的研究对象，同时注意动量定理中各物理量的方向性。
 

13.【答案】   

【解析】解：点是波峰与波峰叠加，位移为，在平衡位置上方，
点是波谷与波谷叠加，位移为，在平衡位置下方，
则此时刻、两点偏离平衡位置的位移之差；
是波谷和波峰叠加，位移为，在平衡位置上方，
是波谷和波峰叠加，位移为，在平衡位置下方，
、两点偏离平衡位置的位移之差。
故答案为：，
由图知、两处的质点是振动减弱点，、两质点是振动加强点，振幅为质点离开平衡的位置的最大位移，根据波的叠加原理分析竖直高度差。
本题主要考查的是波的干涉，考查学生对波的特性的理解，体现模型建构的素养，注意明确波动图象的性质以及波的叠加规律。
 

14.【答案】闪亮一下再逐渐熄灭  向左 

【解析】解：由于灯和是规格相同的两盏灯，当开关闭合后达到稳定状态时，灯比灯亮，可知通过灯的电流大于通过灯的电流，断开开关的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈此时相当于一个新的电源，该电源对由两灯泡与定值电阻构成的新的回路供电，即新回路中的电流由稳定时通过灯的电流逐渐减为，则可知，灯将闪亮一下再逐渐熄灭，流过灯的电流的方向为向左。
故答案为：闪亮一下再逐渐熄灭；向左。
闭合开关时，由于的自感作用，先发光，断开开关时，由于自感作用，两灯串联，同时逐渐熄灭。
本题考查了电感线圈对电流发生突变时的阻碍作用，会分析闭合和断开瞬间的阻碍作用。
 

15.【答案】   

【解析】解：光路如图所示

光线在面上的入射角为
折射角为，由折射定律得：

代入数据得：
此单色光在该三棱镜中的速度是

代入数据得：
三棱镜的全反射临界角为，由

代入数据得：
光线在面上恰好发生全反射，入射角等于临界角，即有
由几何知识可得此时三棱镜的顶角
故答案为：，。
已知入射角和折射角，由折射定律求出三棱镜的折射率，由求光在该三棱镜中的速度；
光线在面上恰好发生全反射时，入射角等于临界角，由求出临界角，结合几何知识求得顶角。
本题的关键是要掌握折射定律和全反射的条件，知道光从光密介质进入光疏介质，入射角等于临界角时恰好发生全反射．这类问题往往要结合几何知识分析。
 

16.【答案】   

【解析】解：根据自由落体的公式可知，小球做自由落体的时间为：

对小球的全过程根据动量定理得：

解得：；
故答案为：；
先根据自由落体公计算出下落时间，对小球全过程的运动根据动量定理列式计算出阻力的大小和冲量。
本题主要考查了动量定理的相关应用，熟悉运动学公式计算出时间，结合动量定理即可完成分析，属于常规考法。
 

17.【答案】   

【解析】解：当物块向右通过平衡位置时、之间的粘胶脱开，向右做减速运动，向右匀速运动，弹簧振子总的机械能将减小，振幅减小，即有。
根据弹簧振子简谐运动的周期公式，知，振子的质量减小，周期减小，则有。
故答案为：，
系统的机械能与振幅有关，机械能越大，振幅越大。根据弹簧振子简谐运动的周期公式，分析周期的大小。
本题关键要抓住弹簧振子的振幅与机械能的关系和周期公式进行分析。
 

18.【答案】  没有 

【解析】解：由题意，根据折射定律有

玻璃砖的上下表面不平行，对、的测量没有影响，所以对此玻璃的折射率的测量结果没有影响。
故答案为：；没有。
根据折射定律公式推导分，分析玻璃砖的上下表面不平行时入射角和折射角的变化情况。
本题关键是确定折射角和入射角。
 

19.【答案】变大   

【解析】解：根据双缝干涉条纹间距公式可知，如果把光屏向远离双缝的方向移动，双缝与屏之间的距离变大，则相邻两亮纹中心的距离将变大。
相邻亮条纹之间的距离
双缝间距为，双缝到光屏的距离为
根据双缝干涉条纹间距公式
可得入射光的波长。
故答案为：变大；。
根据双缝干涉条纹间距公式分析作答；
求解相邻亮条纹之间的距离，再根据双缝干涉条纹间距公式求波长。
本题考查了“用双缝干涉实验测量光的波长”，实验原理为双缝干涉条纹间距公式，关键在于求解相邻亮条纹之间的距离。
 

20.【答案】   

【解析】解：单摆摆长
根据单摆周期公式
可得
结合图像可知是正确的，当时，由图像可得
图线的斜率为
结合函数可得
代入数据解得重力加速度
故答案为：；。
根据单摆周期公式求解函数，结合图像斜率和横截距分析作答。
本题考查了运用单摆周期公式求筒的深度和重力加速度，明确实验原理是解题的关键。
 

21.【答案】解：时刻波传到点，由于波沿正方向传播，所以点向上振动，介质中质点开始振动的方向和波源的起振方向相同，所以波源的起振方向向上；
由图可知，波长为
所以周期为
由图可知该波的振幅为，由于，所以经过的时间，点经过的路程为：
由图象可知，时刻坐标原点处质点正振动到波谷位置，由波传播规律可知，波再向前传播时，点第一次到达波谷，所以点第二次到达波谷的时间为：
由传播方向和振动方向的关系可知处的质点在时处于平衡位置，且向下振动，所以其振动图像如图所示

答：波源的起振方向向上，该波的周期为；
经过的时间，点经过的路程为；
经过时间，点第二次到达波谷；
见上图。 

【解析】运用波形平移法判断波源起振方向，由图直接读出波长，由波速公式求出周期；
质点每个周期内的路程为，由此结合时间求出；
当图中坐标原点处波谷传到点时，点第一次到达波谷。根据运动学公式求时间，然后求出点第二次到达波谷的时间；
由传播方向和振动方向的关系判断时刻处的质点振动方向，然后画出处的质点的振动图像。
本题运用波形平移求点第一形成波谷所经历的时间，也可以根据波的形成过程，分段求解。
 

22.【答案】解：滑块从高处运动到竖直圆轨道最高点的过程中，根据动能定理有：
在最高点若滑块受到轨道的支持力为，根据牛顿第二定律有：
联立解得：
根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力，即
假设滑块从高处恰能运动到斜轨道的末端，根据动能定理有：

解得：
所以假设不成立，即滑块不能冲出斜轨道的末端点。
若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距点处的质量为的小滑块相碰，根据动能定理有：
碰撞过程动量守恒，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：
碰后在轨道上达到最大高度时，根据动能定理有：

联立解得：
答：滑块运动到竖直圆轨道最高点时对轨道的压力为；
不能冲出斜轨道的末端点；
它们在轨道上到达的最大高度与之间的关系为或。 

【解析】根据动能定理及牛顿运动定律求解；
由运动定理计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端点；
同样由功能关系计算落地时的速度大小。
本题考查动能定理以及牛顿定律，学生熟练运用动量守恒定律与牛顿定律以及功能关系即可求解。