河南省洛阳市2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

这是一份河南省洛阳市2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题，共10页。

本试卷共6页，全卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
2.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1 ~8题只有一项符合题目要求，第9 ~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.下列说法正确的是
A.10个分子的分子动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
B.气体压强是气体分子间斥力的宏观表现
C.分子间同时存在引力和斥力，分子间距离小于平衡位置时，分子力表现为斥力
D.随着分子间距离的减小，分子势能先增加后减小
2.神奇的自然界中有许多美妙的光学现象，人们利用这些现象背后的原理服务于我们的生活和工作。如图所示为检验工件平整度的示意图，可推断出Q弯曲处工件表面为凸起，这种方法可以实现亚微米甚至纳米级的测量精度，不会对被测物体造成损伤，适用于测量光学薄膜、液体表面等敏感物体。下列现象中与上述原理相同的是
A.雨后的彩虹
B.荷叶上的水珠看起来特别明亮
C.透过昆虫的翅膀看阳光呈显彩色
D.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色
3.水虿(chǎi)，就是蜻蜓的幼虫，会将腹部所吸的水迅速向后喷出，所产生的反推力会带动它们向前飞速移动以起到避害的作用。一只悬浮在水中的水虿，当吸满水后，它的总质量约为0.5g，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，逃窜瞬时速度可达15m/s。已知喷射出水的质量约为0.2g，则喷射水的瞬时速度约为
A.20 m/s C.37.5 m/s D.45 m/s
4.洛阳某天的气温变化趋势如图1所示，在10：00和15：00的空气分子速率分布曲线如图2所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是
A.细颗粒物在大气中的移动是细颗粒物分子的热运动
B.图2中实线围成面积小于虚线围成面积
C.图2中实线表示15：00时的空气分子速率分布曲线
D.单位时间内空气分子对同一细颗粒物的平均撞击次数10：00时比15：00时多
5.分别在地球和月球上利用单摆装置进行受迫振动实验，振幅A随驱动力频率f的关系图像如图所示，则下列说法正确的是
A.若两摆长相等，则图线 Ⅱ是月球上的单摆共振曲线
B.若使图线 I 达到最大振幅，则需要驱动力的周期为0.2s
C.图线Ⅱ可知当频率在0.4Hz ~0.6Hz范围内,单摆能量一直增加
D.已知g=6g月,则图线 Ⅰ、Ⅱ对应振幅出现最大时的摆长之比为 L₁:L₂=25:24
6.如图所示，两个质量分别为mA、mB的小球A、B在光滑的水平面上沿同一直线向右运动， 2mA=mB,经过一段时间后两球发生正碰，碰前速度分别为 vA=6m/s、 vB=4m/s,，碰撞后的速度分别为vA'、vB'，则下列选项中可能正确的是
A.vA'=2m/svB'=6m/s
B.vA'=4m/svB'=5m/s
C.vA'=4m/svB'=6m/s
D.vA'=8m/svB'=2m/s
7.如图所示，OBCD为半圆柱形冰块的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入冰块，在冰块中分散为两束光，分别从B、C两点射出，冰块对两种色光的折射率均小于 2。设由B点射出的光在冰块中的传播时间为 tB,由C点射出的光在冰块中的传播时间为tc，则下列说法中正确的是
A.改变入射角，某条出射光线可能会与入射光线平行
B.从C 点射出的光为紫光
C.在该冰块中，从 B 点射出的光传播速度比从 C 点射出的光传播速度大
D.tB>tC
8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，位于坐标原点O的波源在 t=0时开始振动，在t时刻OP间第一次出现如图1所示波形，其中虚线区域内由于障碍物遮挡无法观察波的形状。已知波源的振动图像如图2所示。下列说法正确的是
A.波的传播速度为2m/s
B.t时刻，质点 P 的振动方向沿 y轴正方向
C.当波传播15s时，质点 Q第一次到达波峰
D.再经过10s，该波刚好传至 Q 点
9.如图所示为四种明暗相间的条纹，黑色部分表示暗条纹，a、b、c、d分别是红光、紫光各自通过同一双缝干涉仪器和同一单缝所形成的图样。则在下面的四个图中
A.属于红光干涉图样的是d
B.属于紫光衍射图样的是b
C.b图对应的光的频率比d图对应的光的频率更低
D.从左到右的四幅图a、b、c、d对应的色光的顺序是红光、紫光、紫光、红光
10.如图1所示，物块A、B放在光滑的水平地面上，两者之间用轻弹簧拴接，物块B右侧与竖直墙壁接触但不黏连。现有物块C从高h=5m的平台以某一初速度水平抛出，落地时恰好与A相撞，碰撞瞬间竖直方向不反弹，与物块A粘在一起不再分开,已知A、B、C的质量分别为2kg、3kg、1kg,物块C与A碰后,物块A前2s内的v-t图像如图2所示，下列说法正确的是
A.物块 C 的初速度为9m/s
B.前2s时间内，弹簧对物块B的冲量大小为0
C.物块B离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能为27J
D.物块 B 离开墙壁后的最大速度为3m/s
11.湖面上停着甲、乙两条小船，相距20m。一列水波正在水面上沿着两船连线方向传播，波速为4m/s，波长大于 10m。当甲船位于平衡位置且向下运动开始计时，此时乙船刚好到达波峰，下列说法正确的有
A.t=0时刻甲船的振动速度一定等于波速
B.这列水波的波长可能为 807m
C.这列水波的波长可能为 16m
D.每条小船每分钟上下浮动的次数可能为3 次
12.如图，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧连接的物体A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k。P为一固定的挡板。现让一质量为m的物体C从距B为s的位置由静止释放，C和B相碰后立即粘为一体，在之后的运动过程中，物体A 对 P的最小弹力为 12mgsinθ,则
A. C 和 B碰撞后速度为 2mgssinθ2
B.C 和B在斜面上的运动是简谐运动，做简谐运动的振幅为 5mgsinθ2k
C.A 对挡板 P 的最大弹力为 11mgsinθ2
D. C 的最大加速度大小为gsinθ
二、实验题(本题共2小题，共15分)
13.(6分)某实验小组采用如图所示的“碰撞实验装置”，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒
(1)(2分)关于该实验，下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道的末端切线必须保持水平
C.入射球A 和被碰球B 的质量必须相等
D.入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
(2)(2分)该小组的同学们用托盘天平测出了小球A的质量记为( m₁,，小球 B 的质量记为m₂，用毫米刻度尺测得O、M、P、N各点间的距离(图中已标出)，则验证两小球碰撞过 m₂,程中动量守恒的表达式为 。(用题中涉及的物理量符号及x1、x2、x3表示)
(3)(2分)若该碰撞满足弹性碰撞，则只需要满足的关系式为 。(用题中物理量表示，且化为最简形式)
14.(9分)某实验小组利用如图所示的装置来测量红光的波长。
(1)(2分)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离， △x,，而是先测量 n条亮纹的间距，再求出. Δx。下列实验采用了类似方法的有 。
A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量
B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧形变量的测量
C.《用单摆测量重力加速度》实验中单摆周期的测量
D.《用油膜法估测油酸分子的大小》实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量
(2)(2分)若在调节过程中观察到图2所示的干涉条纹，则出现这种现象的原因是 。
A.单缝与双缝不平行
B.单缝与双缝的距离太近
C.设备安装时，没有调节光源的高度使光线把整个光屏都照亮
(3)(2分)将测量头的分划板中心刻线分别与暗纹中心对齐，如图3所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为 xA、xB,，相邻两条纹间距. △x= mm。
(4)(3分)已知双缝相距( d=0.25mm,，双缝到光屏的距离. L=0.30m,，则该红光波长 λ=___m。(此空保留2位有效数字)
三、解答题(本题共3小题，共37分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。)
15.(10分)如图所示，边长为L的等边三角形ABC是一个圆锥形透明薄壁容器的截面，容器内装有液体，当光垂直射向AC面时，光在AB面恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c。求
(1)液体的折射率；
(2)光在该液体中传播所用的时间。
16.(12分)一列简谐横波沿x轴传播，a、b、c是介质中平衡位置位于x轴上的三个质点。图1是质点a的振动图像，图2为该波在. t=10.5s；时的部分波形图。其中b、c质点的平衡位置间的距离为2m，求：
(1)该波的波速和传播方向；
(2) 质点b的平衡位置坐标xb;
(3)10.5s ~ 19s时间内质点a通过的路程。
17.(15分)质量为m₂的小车锁定在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆，轻杆 m₂上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为 m₁的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方向成 60°角后由静止释放，求：
(1)小球摆到最低点时，绳上拉力. F₁的大小；
(2)解除小车的锁定，小车向右移动的最大距离x；
(3)解除小车的锁定，再次将小球向右拉至细线与竖直方向成( 60°角后由静止释放，小球摆到最低点时，绳上的拉力. F₂的大小。
洛阳市 2023——2024学年第二学期期中考试
高二物理试卷参考答案
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。)
二、实验题(本题共2 小题，共15分。)
13.(1) BD(2分) 2m₁x₂=m₂x₁+x₂+x₃(2分)
3x₁=x₃(2分)
14.(1)CD(2分) (2)C (2分)
(3)0.75(2分) 46.3×10⁻⁷(3分)
三、解答题(本题共3 小题，共37分。)
15.(1)设液体的折射率为n，光在液体中的传播速度为v，发生全反射的临界角为C，则由题意知 C = 60° (2分)
所以 n=1sinC=1sin60∘=233 (2分)
(2) 由 n=cv,得 v=cn=32c (2分)
光线在液体中传播路程为
x=xAMsin60∘+xMBsin60∘
=32L (2分)
则 t=xv=Lc (2分)
16.(1) 由图1、2 和题意可知该波周期为T=4s,波长λ =4m。 (1分)
则波速 v=λT=1m/s (1分)
由图1可知t =10.5s =2T+2.5s时,质点a向上运动,则波x轴正方向传播。(1分)
(2)设图2中波形图对应波动函数为 y=4sin12πx+φ0cm (1分)
当x=0时,y=2cm,解得 φ0=16π (1分)
则当y=0时,有 y=4sin12πx+16π=0, (1分)
解得 xb=53m (1分)
(3) 设图1 对应振动函数为 y =- 2sin(πt) cm (1分)
当t = 10.5s时, y=22cm, (1分)
再经过0.5s，质点a 达到波峰，通过的路程 s1=4-22cm (1分)
t₂ = 19--10.5 -0.5 = 8s=2T,在2T时间内,a通过的路程为 s₂=8A=32cm(1分)
故总路程为 s=s1+s2=36-22cm (1分)
(其他解法；例如利用波的传播也可)
17.(1)对小球分析，由动能定理可知， m1gL1-cs60∘=12m1v2 (1分)
在最低点时，对小球受力分析，有： F1-m1g=mv2L (2分)
解得 F₁=2m₁g (1分)
(2)当小车不锁定时，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为2Lsin60°-x；(1分)取向右为正方向，根据水平方向动量守恒有 m₂x-m₁2Lsin60°-x=0 (2分)可得 x=3m1m1+m2L (1分)
(3)当小车不锁定时，从静止释放到最低点，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，根据水平方向动量守恒有 m₂v₂-m₁v₁=0, (1分)
能量守恒得 m1gL1-cs60∘=12m1v12+12m2v22, (2分)
解得 v1=m2gLm1+m2,v2=m1m2m2gLm1+m2 (2分)
在最低点时，小球相对于悬点的速度为 v₁+v₂
对小球受力分析，有： F2-m1g=m1v1+v22L (1分)
解得 F2=2m1g+m12m2g (1分)题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
D
B
C
D
B
A
C
BD
AD
BCD
BC