2023滕州一中高二上学期第三次线上测试物理试题含解析

高二年级第三次线上测试

物理试题

一、选择题（共12小题40分，前8题为单选共24分，9-12为复选共16分）

1. 在下列几种现象中，所选系统动量守恒的是（　　）

A. 在光滑水平面上，运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统

B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统

C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统

D. 光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．两车组成的系统受到的合外力为零，故以两车为一系统动量守恒，A正确；

B．人与铅球组成的系统初动量为零，末动量不为零，运动员和铅球为一系统动量不守恒，B错误；

C．重物和车厢组成的系统的末动量为零而初动量不为零，重物和车厢为一系统动量不守恒，C错误；

D．在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大，竖直方向动量不守恒，物体和斜面为一系统动量不守恒，D错误。

故选A。

2. 下图为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形示意图，由图可判断出A开始振动的方向是（　　）

A. 向左 B. 向右 C. 向上 D. 向下

【答案】C

【解析】

【详解】由同侧法从图中可知B点将开始向上振动，波的传播过程中各质点的振动是在波源的带动下依次进行的，每个质点开始的振动方向一定和波源的起振方向相同。所以A开始振动的方向向上。C正确，ABD错误。

故选C。

3. 水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T，振幅为A，则下列说法正确的是（    ）

A. 若在时间Δt＝t2－t1内，弹簧的弹力对振子做的功为0，则Δt一定是的整数倍

B. 若在时间Δt＝t2－t1内，振子运动的位移为0，则Δt一定大于

C. 若在时间Δt＝t2－t1内，要使振子在t2时刻的速度等于其在t1时刻的速度，则Δt一定是T的整数倍

D. 若在时间Δt＝t2－t1内，振子运动的路程为A，则Δt可能小于

【答案】D

【解析】

【详解】A．在时间Δt＝t2－t1内，弹簧的弹力对振子做的功为零，弹簧可能经过同一位置，如下图中的a、d时刻，也可能经过的是弹簧关于平衡位置对称的位置，如下图中的a、b时刻，因此Δt不一定是的整数倍，故A错误；

B．在时间Δt＝t2－t1内，振子运动的位移为0，若两个时刻振子经过同一位置，Δt可能小于，如上图中的b、c时刻，故B错误；

C．在时间Δt＝t2－t1内，要使振子在t2时刻的速度等于其在t1时刻的速度，Δt可能是T的整数倍，也可能振子经过了关于平衡位置对称的位置，如上图中a、b时刻的速度就相等，故C错误；

D．若从平衡位置计时，经过，振子运动的路程是A，若不是从平衡位置计时，则经过，振子运动的路程可能大于A，也可能小于A，故D正确。

故选D

4. 如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成角的拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动，已知重力加速度大小为g，下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是（　　）

A. 拉力F的冲量大小为 B. 拉力F的冲量大小为

C. 摩擦力的冲量大小为 D. 支持力的冲量大小为

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据冲量的定义可知拉力F的冲量大小为，故A正确，B错误；

CD．根据平衡条件可知物体所受摩擦力大小为

物体所受支持力大小

所以摩擦力的冲量大小为

支持力的冲量大小为

故CD错误。

故选A。

5. 如图甲所示，曲轴上悬挂一弹簧振子。图乙为弹簧振子做受迫振动的共振曲线。下列说法正确的是（　　）

A. 共振曲线的纵坐标表示物体在不同驱动力频率下的振幅

B. 转动摇把时，弹簧振子的振幅与摇把转速无关

C. 转动摇把时，弹簧振子的频率与摇把转速无关

D. 停止转动摇把，弹簧振子做阻尼振动，其振动频率随振幅的减小而减小

【答案】A

【解析】

【详解】A．共振曲线反映的是物体在不同驱动力作用下的振幅，故A正确；

BC．转动摇把时，弹簧振子做受迫振动，弹簧振子的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率越接近弹簧振子的固有频率，弹簧振子的振幅越大，故BC错误；

D．停止转动摇把，弹簧振子以固有频率做阻尼振动，频率不变，振幅越来越小，故D错误。

故选A。

6. 关于折射率，下列说法正确的是（　　）

A. 根据＝n12可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

B. 根据＝n12可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比

C. 根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比

D. 同一频率的光由真空进入不同介质时，折射率与光在介质中的波长成反比

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】AB．介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，AB错误；

C．由于真空中的光速c是个定值，故折射率n与传播速度v成反比， C正确；

D．由于

当频率f一定时，速度v与波长λ成正比，又折射率n与速度v成反比，故折射率n与波长λ也成反比， D正确。

故选CD。

7. 图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，其中F的最大值，已知摆球质量，重力加速度取，取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法不正确的（　　）

A. 单摆周期为0.8s B. 单摆摆长为0.64m

C. F的最小值 D. 若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据单摆振动的规律可知，在一个周期内摆球会两次经过最低点，即摆线会出现两次拉力最大的时刻，则由题图乙可知单摆周期为1.6s，故A错误；

B．根据单摆周期公式

可得单摆摆长为

故B正确；

C．设单摆的摆角为2θ，当摆球摆到最高点时摆线拉力最小，为

设摆球运动至最低点时的速度大小为v，则根据机械能守恒定律有

在最低点时，根据牛顿第二定律有

联立解得

故C正确；

D．根据单摆周期公式可知周期与摆球质量无关，所以若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变，故D正确。

此题选择不正确选项，故选A。

8. 一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.125s时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波的波速为240m/s

B. 该波沿x轴正方向传播

C. 质点P的平衡位置位于x=3m处

D. 从t=0.125s开始，质点Q比质点N早回到平衡位置

【答案】D

【解析】

【详解】A．设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，N、Q两质点平衡位置间的距离为

解得

由题图乙可知该波的周期为，所以该波的波速为

故A错误；

B．由题图乙可知，t=0.125s时刻，质点P沿y轴负方向运动，此时P应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，故B错误；

C．由题图乙可知，在t=0.125s之后，质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s，易知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的，所以有

解得

故C错误；

D．从t=0.125s开始，质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为

图甲中，质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为

该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为

则

即质点Q比质点N早回到平衡位置，故D正确。

故选D。

以下为多选

9. 一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则(　　)

A. 当入射角i=30°时，折射角r=45°

B. 无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°

C. 欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射

D. 当入射角i=arctan 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．光从空气射入玻璃时，折射角小于入射角，则折射角r小于30°，不可能等于45°，故A错误；

B．根据折射定律

即当入射角为90°时折射角才为45°，则无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°，故B正确；

C．根据折射定律

即欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射，故C正确；

D．若反射光线跟折射光线恰好互相垂直，则反射角与折射角之和

根据

可得入射角为

i=arctan

故D正确。

故选BCD。

10. 对于质量一定的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 如果物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变

B. 运动的物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向

C. 物体的动量发生改变，则合外力一定对物体做了功

D. 物体的动能发生改变，其动量一定发生改变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．动量是矢量，只要速度方向发生变化，动量也发生变化，故A错误；

B．动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，故B正确；

C．当物体速度的方向改变而大小未变时，动量也发生了改变，但合外力对物体没有做功，故C错误；

D．物体的动能发生改变，则其速度大小一定改变，则动量一定改变，故D正确。

故选BD。

11. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中正确的是（　　）

A. 质点b比质点a先回到平衡位置

B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向为y轴负方向

C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值

D. 在t=0.8s时，质点c的加速度达到y轴正向最大值

【答案】AD

【解析】

【详解】A．简谐横波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，在t=0时刻质点a和质点b均向上运动，可知质点b比质点a先回到平衡位置，故A正确；

B．因t=0.4s=1T，所以在t=0.4s时与t=0时，质点b的速度方向相同，均沿y轴正方向，故B错误；

C．因t=0.6s=T，所以在t=0.6s时质点c的运动状态与在t=0时的运动状态相反，即在t=0.6s时，质点c到达波峰，速度为零，故C错误；

D．在t=0.8s=2T时，质点c位于波谷，加速度达到y轴正向最大值，故D正确。

故选AD。

12. 如图所示，半径为的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球、质量分别为、。球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的球相撞，第一次碰撞后、球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失，则正确的说法是（　　）

A. 第一次碰撞后两球同向运动

B. 运动过程中两球的总动量保持不变

C. 在以后运动过程中球可以回到初始位置

D. 两球质量

【答案】CD

【解析】

【详解】AD．由题知两球碰撞过程中无机械能损失，因此两球碰后不可能以相同速度向右运动，否则是非弹性碰撞，能量有损失。由于第一次碰撞后、球能达到的最大高度均为，对A球有

对B球有

取向右为正方向，则

设小球A从静止运动至最低点时速度为v，则

解得

由题知小球、发生弹性正碰，由动量守恒知

解得

故A错误，D正确；

B．运动过程中两球竖直方向存在重力，竖直方向的动量不守恒，因此总动量不守恒，B错误；

C．由于两球碰撞过程中无机械能损失，在之后的过程中两球还会有无限次的碰撞，在之后的碰撞中若碰撞发生在最低点，且B球碰后速度为零时，由机械能守恒知A球可以回到初始位置，故C正确。

故选CD。

二、非选择题：

13. 某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度g，设计了如下实验步骤：

A．用游标卡尺测量小球的直径d；

B．用实验器材安装好装置；

C．用米尺测得悬点到小球上端摆线的长度L；

D．将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为1，此后小球每摆到平衡位置时，计数一次，依次计数为2、3…，当数到n时，停止计时，测得时间为t。

E．多次改变摆线长度，重复实验，测得多组数据。

（1）用游标卡尺测量小球直径，如图所示，读数为___________；

（2）单摆悬挂在铁架台上，细线的上端悬挂方式正确的是图___________（选填“甲”或“乙”）；

（3）根据上述实验操作，测得当地重力加速度的表达式为___________（用测出的物理量表示）；

（4）某同学计算出每次摆线长度L对应的周期平方，以为L纵坐标、为横坐标，作出图线为图丙中___________（选填①、②、③）；

（5）实验测得的重力加速度g值比当地重力加速度大，可能原因有___________。

A．将L当成摆长    B．摆球的质量偏大    C．摆球做圆锥摆运动    D．开始计时时，秒表按下过晚

【答案】    ①. 2.55    ②. 乙    ③.     ④. ③    ⑤. CD

【解析】

【详解】（1）[1]根据游标卡尺测量读数规则可知该读数为

（2）[2]为防止实验过程摆长发生变化，单摆上端应固定，应该选择图乙所示悬挂方式；

（3）[3]摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，单摆摆长

单摆的周期为

由单摆周期公式

联立得

（4）[4]根据周期公式整理得

作出图线，由关系式可知，纵坐标截距为负值，故图线③符合；

（5）[5] A．将L当成摆长，根据测量g的表达式，测量结果偏小，A错误；

B．摆球的质量偏大，可减小空气等阻力对实验的影响，应使测量结果更接近当地加速度，而不是大于，B错误；

C．当测量过程中摆球做圆锥摆运动，会使周期测量值偏小，测得的重力加速度g值比当地重力加速度大，C正确；

D．开始计时时，秒表按下过晚，测量时间偏小，周期测量偏小，测得的重力加速度g值比当地重力加速度大，D正确。

故选CD。

14.  某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑤先________，再放开________，让其带动纸带一起运动；在中间与滑块2相撞并粘在一起运动；

⑥取下纸带，重复步骤④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示；

⑦测得滑块1的质量310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量205g．

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________ kg·m/s（保留三位有效数字）．两结果不完全相等的主要原因是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用。

【答案】    ①. 接通打点计时器的电源    ②. 放开滑块    ③. 0.620    ④. 0.618

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据打点计时器的使用可知，接通打点计时器的电源，后放开滑块；

（2）[3][4]放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得，碰撞前滑块1的动量为

滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s；

碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为

15. 如图所示，某种光学设备是通过传感器接收到光的强度变化而触发工作的。光从玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为=30°，折射角为β=60°；若光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被内侧边缘Q接收，求：

（1）玻璃的折射率n；

（2）光从玻璃射向空气时临界角C的正弦值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）在M点，由光的折射定律

（2）在N点，则

16. 如甲图所示，海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向。上相距4.5m的两处分别有A、B两浮标，两浮标随波上下运动，其中A浮标的振动图像如图乙所示。当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求：

（1）此时刻，A、B竖直方向高度差为多少；

（2）这列水波的波长是多少；

（3）若此时A、B之间只有一个波峰，这列水波的传播速度是多少。

【答案】（1）200cm；（2）（N=0、1、2……）；（3）3m/s

【解析】

【详解】（1）根据乙图，此列波振幅为100cm，当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，故此时刻，A、B竖直方向的高度差为200cm。

（2）当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，设A、B之间除了半个波长外，还有N个完整的波形（N=0、1、2……），则

解得

（N=0、1、2……）

（3）若此时A、B之间只有一个波峰，即N=1，有

解得

根据乙图，波的周期为1s，这列水波的传播速度

17. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙为细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻。重力加速度为g。求：

（1）摆球的质量；

（2）摆球运动过程中最大速度的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）（2）设摆角为，绳长为L，则小球在最高点A时有

在最低点B时有

从A到B由机械能守恒

由单摆的周期公式

由图知

综上联立可得

18. 在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且与木板AB上表面平滑相接，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度滑上木板AB，过B点时速度为，，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：

（1）物块滑到B处时木板的速度；

（2）木板的长度L；

（3）滑块CD圆弧的半径。

【答案】（1），方向向左；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块由点A到点B时，取向左为正方向，由动量守恒定律得

又

解得

且速度方向向左。

（2）物块由点A到点B时，根据能量守恒定律得

解得

（3）由点D到点C，滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒，则有

滑块CD与物块P组成的系统机械能守恒，则有

联立解得，滑块CD圆弧的半径为