河北省沧州市东七县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份河北省沧州市东七县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示为玻璃球过圆心的横截面，两细光束平行于横截面的水平直径射入玻璃球，两光束到直径的距离相等，经玻璃球折射后的光路已画出，则下列说法正确的有( )
A.a光的折射率小
B.b光的频率大
C.b光在玻璃球中的传播速度小
D.两束光分别通过相同的双缝干涉装置时，b光的干涉条纹间距大
2．下列说法正确的是( )
A.扩散现象和布朗运动都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动都是热运动
B.密闭容器中体积不变的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大
C.密闭在容器中的大量气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目明显不同，向下运动的分子数更多
D.分子的速率大小与温度有关，温度越高，所有分子的速率都越大
3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，是传播方向上的质点，振动刚传播到D点时波形图如图1所示，此时开始计时，质点D的振动图像如图2所示，下列说法正确的是( )
A.该波的波速为0.5m/s
B.从图1时刻起，质点A到达波谷所需的时间小于质点B到达波谷所需的时间
C.质点C从开始振动到图1时刻通过的路程为1m
D.从图1时刻起经过0.45s，质点相对平衡位置的位移相同
4．2023年3月8日，世界轮椅冰壶混双世锦赛在加拿大进行了第四个比赛月的争夺。在某次传击时，中国队的红壶以一定的速度与瑞士队静止的黄壶发生正碰，且碰后红壶仍沿原方向运动，已知红壶与黄壶的质量相等。则下列说法正确的是( )
A.碰后红壶的动量可能大于黄壶的动量
B.碰撞过程中，红壶动量的变化量大小等于黄壶动量的变化量大小
C.碰撞过程中，红壶动能的变化量大小等于黄壶动能的变化量大小
D.该碰撞可能为弹性碰撞
5．劲度系数为k的轻弹簧与质量为m的小球组成弹簧振子，第一次在光滑水平面内用力把弹簧压缩后静止释放让它振动，第二次将弹簧竖直悬挂，将其竖直下拉使弹簧伸长后静止释放让它振动，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则水平和竖直振动的周期之比和振幅之比分别为( )
A.，B.，C.，D.，
6．烧瓶插上一根两端开口的细玻璃管，用手焐热烧瓶，然后把玻璃管插入水中，如图所示，松手冷却后就有一小段（几厘米）的水柱进入玻璃管内。若室内空气温度、气压恒定，则水柱高度保持不变；若室内气压恒定，空气温度升高或降低，水柱高度也会相应发生变化，如果在玻璃管壁标上刻度，这就是一个能够反映出气温高低的简易温度计。由于玻璃管很细，被封闭气体的体积变化可以忽略不计，则下面说法正确的是( )
A.若室内气压恒定，室内空气温度越高，水柱高度越低
B.若室内气压恒定，室内空气温度越低，水柱高度越低
C.若室内空气温度恒定，室内气压越高，水柱高度越低
D.水柱高度与室内气压大小无关
7．简谐横波在均匀介质中从a传向b，时刻开始计时，a、b两点的振动图像分别如图中实线和虚线所示，a与b平衡位置间的距离为。该简谐横波的波速可能为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．有一块半径为R的半圆形玻璃砖，是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃折射后射到点，如果测得P到O的距离为，则( )
A.该单色光束有可能在入射点P发生全反射
B.玻璃砖对光的折射率为
C.玻璃砖对光的折射率为2
D.入射角不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射
9．位于x轴上的，处的两波源在时刻同时开始沿y轴方向做简谐运动，振动产生的两列波相向传播，时的波形图如图所示，a波刚好传到处，b波刚好传到处.下列说法正确的是( )
A.两波源起振方向相同
B.时，处质点位移为
C.时，处质点的位移为
D.时间内，处质点经过的路程为
10．一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，P和Q是平衡位置分别在和处的两个质点，且两质点的振动情况始终相反。从时开始，质点P的振动图像如图所示，已知时，质点P再次回到时的位置，时，质点P位移第一次为。下列说法正确的是( )
A.该波的波长可能为
B.该波的周期一定为
C.该波的波速可能为
D.质点P的振动方程为
三、实验题
11．2023年3月10日，某市科协举办了科技创新发明大赛，小明同学制作的验证动量守恒定律的装置勇夺第一名，如图所示。气垫导轨是高中物理实验中常用的实验仪器，通过气泵使带孔导轨与滑块之间形成气垫，让滑块悬浮在导轨上，可以减少运动过程受到的摩擦阻力。具体实验步骤如下：
步骤一：导轨充气，将气垫导轨调整至水平；
步骤二：将滑块放在导轨上，在滑块间放置少量炸药（图中已标注），测出A左端到挡板C的距离和B右端到挡板D的距离；
步骤三：点燃炸药的同时开始计时，记录滑块碰到挡板时所经过的时间，分别记为和。请回答下列问题：
（1）本实验中还需要测量的物理量有___________。（写出物理量和对应的字母）
（2）在步骤一中，判断导轨水平的依据是___________（合理即可）。
（3）若关系式___________（用测量量和已知量的字母表示）成立，则可验证爆炸过程中滑块组成的系统动量守恒。
12．在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中：
（1）下列最合理的装置是______。
A.B.C.D.
（2）以下做法正确的是______。
A.测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长l
B.测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历50次全振动总时间为t，则周期为
C.摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，某同学认为对实验结果没有影响
D.释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角大于5°
（3）为了更精确测量摆长，某同学用10分度的游标尺测量摆球直径如图所示，摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长为，则该单摆的摆长______cm。
若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中50次全振动所用时间为______s。
（4）通过改变摆长，测出多组摆长l和周期T的数据，作出图线如图所示，则由图中数据计算重力加速度的表达式______（用、、、表示）。
四、计算题
13．某一柱形透明介质的横截面如图所示，截面左侧是以O为圆心，半径为R的圆，右侧是长为2R、宽为R的长方形，已知。两束平行于截面底边AD的相同光线分别从截面上的M点和N点射入介质，从M点射入的光线经折射后恰好射到B点，已知M点、N点到底边AD的距离分别为、，不考虑折射光线在分质中的反射。求：
（1）介质的折射率n；
（2）从N点射入的光线射到底边的位置与O点的距离。
14．如图所示，一导热气缸封闭有1 atm（标准大气压）的空气，可无摩擦移动的隔板将气体分为体积均为V的两部分，空气视为理想气体，环境温度始终保持不变.现锁定隔板：
（1）往A中充入1 atm的空气0.5V，求A中气体的压强p为多大；
（2）之后解锁隔板，稳定后隔板停止运动，求稳定后B中气体的体积和压强.
15．如图所示，A点左侧的水平面光滑，半径为R、质量为的光滑圆弧形槽放在水平面上，弧形槽刚好与水平面相切于A点。质量为2m的物块乙左端拴接一轻弹簧，静止在水平面上，弹簧处于原长时左端点刚好位于水平面上的B点，A、B两点之间的距离为R，已知AB段粗糙且物块甲与AB段的动摩擦因数为，B点右侧光滑。质量为m的物块甲由弧形槽的最高点无初速度释放，重力加速度为g。两物块均可视为质点，碰撞过程可视为弹性碰撞，求：
（1）物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小；
（2）整个过程中弹簧储存的弹性势能的最大值。
参考答案
1．答案：D
解析：A、根据几何关系可知，两束光的入射角相同，a光经过折射后偏离原方向角度较大，则折射角较小，根据折射定律，有
可知a光的折射率大于b光，A错误;
B.根据光的频率与折射率的规律可知，折射率越大的光频率越大，所以a光的频率大于b光，B错误;
C.根据
可知，b光的折射率较小，所以b光在玻璃中的传播速度较大，C错误;
D.b光的频率较小，根据
可知b光的波长较长，根据
可知，两束光分别通过相同的双缝干涉装置时，b光的干涉条纹间距大，D正确。
故选D。
2．答案：B
解析：A.分子无规则的运动叫热运动，所以布朗运动不是热运动，故A错误;
B.根据压强的微观意义，密闭容器中体积不变的气体，分子密集程度不变，温度升高，分子的平均动能增大，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大，故B正确;
C.密闭在容器中的大量气体，气体分子在做无规则的热运动，所以在某一时刻向各个方向运动的概率是一样的，所以向各个方向的气体分子数目基本相同，故C错误;
D.分子的速率大小与温度有关，温度越高，分子的平均速率增大，分子在永不停息的做无规则热运动，所以温度升高时但是不是每个分子的速率都要增大，故D错误。
故选B。
3．答案：D
解析：A.由图像可知
所以该波的波速为
故A错误；
B.简谐横波沿x轴正方向传播，此时质点A向上运动，质点B向下运动，所以质点到达波谷所需的时间大于质点B到达波谷所需的时间，故B错误;
C.振动的起振方向竖直向上，质点C从开始振动到图1时刻通过的路程为，而不是
而振幅未知，无法具体求解，故C错误;
D.从图1时刻开始计时，质点相对的振动方程分别为
经过0.45s，质点相对平衡位置的位移分别为
因此两者相对平衡位置的位移相同，故D正确。
故选D。
4．答案：B
解析：A.因为碰后红壶仍沿原方向运动，则碰后红壶的速度一定小于等于黄壶的速度，又因为红壶与黄壶的质量相等，所以碰后红壶的动量不可能大于黄壶的动量，故A错误;
B.碰撞过程中系统动量守恒，所以红壶动量的变化量大小等于黄壶动量的变化量大小，故B正确;
CD.若该碰撞为弹性碰撞，则
解得，
因为碰后红壶仍沿原方向继续运动，所以碰撞不是弹性碰撞，碰撞过程由动能损失，因此红壶动能的减少量大小大于黄壶动能的增加量大小，故CD错误。
故选B。
5．答案：A
解析：A.弹簧的固有周期由弹簧自身决定，与振幅无关，即
可知水平和竖直振动的周期之比为1:1，振幅等于小球相对于平衡位置位移的最大值，水平振动时的振幅为
竖直振动时的振幅为
可知水平和竖直振动的振幅之比为1:1。
故选A。
6．答案：A
解析：A.若室内气压恒定，令为，烧瓶内气体压强为，玻璃管中液柱高为h，则有
由于玻璃管很细，被封闭气体的体积变化可以忽略不计，即当温度升高时，烧瓶中气体体积不变，根据查理定律可知，压强增大，由于室内气压恒定，可知玻璃管中液柱下降，即若室内气压恒定，室内空气温度越高，水柱高度越低，A正确；
B.根据上述，当温度降低时，烧瓶中气体体积不变，根据查理定律可知，压强减小，由于室内气压恒定，可知玻璃管中液柱上升，即若室内气压恒定，室内空气温度越低，水柱高度越高，B错误；
CD.若室内空气温度恒定，由于玻璃管很细，被封闭气体的体积变化可以忽略不计，即烧瓶中气体体积近似不变，根据理想气体状态方程可知，烧瓶中压强不变，由于
可知，室内气压越高，水柱高度越高，即水柱高度与室内气压大小有关，CD错误。
故选A。
7．答案：D
解析：A.根据图像可知
波由a传播到b，则a点的振动形式传播到b点至少经历的时间为，则有
a与b平衡位置间的距离为6m，则波传播的速度为
当波速为5.0m/s时，解得
不合理，A错误;
B.当波速为4.5m/s时，根据上述解得
不合理，B错误;
C.当波速为2.0m/s时，根据上述解得
不合理，C错误;
D.当波速为1.2m/s时，根据上述解得
合理，D正确。
故选D。
8．答案：BD
解析：A.根据全反射的条件可知，全反射只可能出现在光密介质射向光疏介质的情形。该单色光是从光疏介质向光密介质，不会发生全反射。故A错误；
BC.根据公式
解得
故B正确，C错误；
D.当射入玻璃的光线到达圆弧时，入射角大于临界角时会发生全反射
当入射点P点左移到A点时，折射光线最易发生全反射，此时
已发生全反射，则入射角不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射。故D正确。
故选BD。
9．答案：CD
解析：A.a波刚好传到处时，振动方向向下，则a波波源起振方向向下;b波刚好传到处时，振动方向向上，可知b波波源起振方向向上，即两波源起振方向相反，选项A错误;
B.波速为，时两列波各自在的波形的基础上再向前传播，则两列波在处的质点引起的位移都为零，则此时该质点的位移为0，选项B错误;
C.时，两列波各自在的波形的基础上再向前传播，则a波在处质点引起的位移为-3cm，b波在处的质点引起的位移为-3cm，则处质点的位移为-6cm，选项C正确;
D.周期为，从到5.5s时间内，波a传到处用时间0.5s，则在以后的内处的质点由a波引起的路程为;同理波b传到处用时间1.5s，则在以后的内处的质点由b波引起的路程为;则0~5.5s时间内，处质点经过的路程为，选项D正确。
故选CD。
10．答案：ABD
解析：
11．答案：（1）滑块的质量和
（2）在通气状态下，滑块置于导轨任意位置，滑块均能保持静止，说明导轨已经调至水平
（3）
解析：（1）滑块在水平方向做匀速直线运动，则
根据动量表达式可知还需要测量的物理量有滑块的质量和
（2）在通气状态下，滑块置于导轨任意位置，滑块均能保持静止，说明导轨已经调至水平。
（3）取沿AC方向为正方向，爆炸后A的动量为:
B的动量为:
分析可知验证动量守恒定律的表达式为
12．答案：（1）D（2）B（3）20.6；98.13；99.7（4）
解析：（1）A、图中用的是弹性绳，铁球摆动过程中，摆长发生了明显变化，不合理，A错误;
B.图中摆球用的是塑料球，摆动过程受到空气阻力影响明显，不合理，B错误;
C.图中细绳绕过金属杆，摆动过程中，摆长发生了明显变化，不合理，C错误;
D.图中用夹子夹住细绳的一端，确保了摆长不变，摆球用的是小铁球，体积小质量大，空气阻力影响小，合理，D正确。
（2）A.测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度l，用螺旋测微器或者游标卡尺测出摆球的直径，应该将作为摆长，A错误;
B.为了减小测量误差，测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历50次全振动总时间为t，则周期为，B正确;
C.实验中必需使得摆球在同一竖直平面内摆动，如果摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，对实验结果有影响，C错误;
D.释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角小于5，D错误。
故选B。
（3）根据游标卡尺的读数规律，该读数为
实验时，应该将作为摆长，则摆长为
图中秒显示的时间为
（4）根据
解得
结合图像有
解得
13．答案：（1）（2）
解析：（1）M点和N点射入光线在介质中传播如图所示
由几何关系可知，
介质的折射率
（2）在中，由正弦定理可得
由几何关系可知
解得
14．答案：（1）1.5 atm（2）0.8V；1.25 atm
解析：（1）设大气压强为，对充入A中的气体和原有气体整体研究，根据玻意耳定律可得，
解得.
（2）解锁隔板稳定后，两部分压强相等，
对整体，根据玻意耳定律得，
解得，
对B中气体，根据玻意耳定律有，
解得.
15．答案：（1）（2）
解析：（1）A点左侧的水平面光滑，以物块甲和弧形槽为系统，水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，设物块甲刚到达水平面时速度为，弧形槽速度为以，根据动量守恒定律有
弧形槽圆弧光滑，根据能量守恒有
联立解得
物块甲刚到达水平面时，物块甲和弧形槽的位移大小，及关系为
联立解得
（2）物块甲从A到B，设到达B的速度为，根据动能定理有
联立解得
物块甲过B点后，压缩弹簧，物块甲和物块乙共速时，弹簧储存的弹性势能最大，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据能量守恒有
解得