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广东省广州市天省实验学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题
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这是一份广东省广州市天省实验学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共17页。试卷主要包含了考试时间为75分钟，试卷分为第I卷与第II卷两部分，光的干涉现象在技术中有许多应用等内容，欢迎下载使用。
命题:杨艳娜审核:黄苑林校对:黄苑林
注意：1．考试时间为75分钟。满分为75分。
2．试卷分为第I卷(选择题)与第II卷(非选择题)两部分。
3．选择题答案必须用2B铅笔在答题卡对应题号答题框内填涂，非选择题需在问卷指定位置作答。
第I卷(选择题)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．盛砂漏斗与悬线构成的砂摆在竖直平面内小角度地摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面，匀速拉动薄板，漏出的砂落在薄板上的形状可反映砂摆的振动情况。甲、乙两不同摆长的砂摆落在薄板上的图像如图所示，已知两种情况下薄板的运动速度大小之比为，则两砂摆的周期之比为（ ）
A．B．C．D．
2．一台洗衣机在洗涤环节正常工作时非常稳定，在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，已知洗衣机的固有频率为，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机洗衣过程中的频率始终为
B．洗衣机在洗涤环节正常工作时，脱水筒转动的频率可能等于
C．当洗衣机振动最剧烈时，脱水筒转动的频率等于
D．洗衣机脱水过程中，脱水筒转动的频率始终小于
3．如图所示，甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。民间有“日晕三更雨，月晕午时风”、“看到日晕都会带来好运”等说法。“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．冰晶对光的折射率大于对光的折射率
B．在冰晶中，光的传播速度较小
C．用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大
4．如图所示，一同学正在用平底煎锅炒豆子，其中一颗豆子的质量为0.4g，以大小为4m/s的速度沿竖直方向垂直撞击在水平锅盖上，撞击后速度方向与撞前相反、大小变为原来的，撞击的时间比较短，下列说法正确的是（）
A．豆子从锅底到撞击锅盖的过程中，重力的冲量为零
B．豆子撞击锅盖的时间越长，锅盖给豆子的作用力越大
C．豆子撞击锅盖前后，豆子的速度变化量大小为3m/s
D．豆子撞击锅盖的过程中，豆子的动量变化量大小为2×10-3kg·m/s
5．如图所示，手握绳端在竖直方向做简谐运动，形成的一列简谐横波以速度沿轴正向传播，时刻，在轴上、间的简谐横波如图所示，从此时刻开始，点处质点经过时间刚好第3次到达波峰，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，绳端正在向下振动
B．绳端的振动频率为
C．若将波的振动频率增大一倍，则波的传播速度也增大一倍
D．若将波的振动频率增大为原来的2倍，则简谐波的波长也会增大为原来的2倍
6．用轻质弹簧连接的质量均为的两物体，静止放置在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，的左端靠在坚直墙壁，现让突然获得一个水平向左的速度，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，墙壁对的冲量为
B．未离开墙壁，弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，系统的动量守恒
C．从获得速度到刚要离开墙壁，弹簧对做的功为
D．从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为
7．如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维只能传输可见光
B．光从“纤芯”一端传到另一端的时间与从“纤芯”端面射入时的入射角有关
C．不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间相同
D．光导纤维中“纤芯”的折射率小于“包层”的折射率
8．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹陷
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环
二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中至少有两项符合题目要求。)
9．关于下列四幅图的说法中，正确的是（ ）
A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显
C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零
10．质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，若M=2m则()
A．小球以后将向左做平抛运动
B．小球将做自由落体运动
C．此过程小球对小车做的功为
D．小球在弧形槽上上升的最大高度为
11．如图甲所示为在t＝1s时刻沿x轴正方向传播的简谐波的波动图像，该时刻刚好传播到平衡位置x=8m的P位置，Q点位于x=14m处，以y轴正方向为位移、速度和加速度的正方向，图乙为x=0处质点的速度随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A．t＝1s时，x=0处质点的加速度达到最大值
B．该简谐波沿x轴正方向传播的速度为2.0m/s
C．图甲所示时刻P位置的质点振动方向沿y轴负方向
D．从图甲所示时刻开始再经过4s，Q位置的质点第一次达到波峰位置
12．如图所示，光滑水平面上静止一个质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以水平速度射入木块并留在木块之中，下列说法中正确的是（ ）
A．若，则此过程中子弹的动能将损失
B．在子弹射入木块的过程中，子弹和木块受到的冲量一定相同
C．若在此过程中木块获得的动能为，则该过程中产生的热量不可能为
D．在子弹射入木块的过程中，子弹射入木块的深度一定大于木块的位移
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题(8分)
13．（1）S1和S2是两个相干的光源，发出的光波的波长为，A点与S1和S2的路程差为。若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现 条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现 条纹。（填“亮”或“暗”）
（2）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知波源振动的周期为0.12s，由此可知，该简谐横波沿x轴 （填“正”或“负”）方向传播，传播速度为 。
四、实验题(18分)
14．（6分）某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为，AB间的距离为，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离为，玻璃砖厚度。
（1）请作出到达B点光线的光路图。
（2）玻璃的折射率 ，光在玻璃中传播速度 （光在真空中传播速度，结果均保留两位有效数字）。
15．（6分）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为 cm。
（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为 ；若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 （填“变大”“不变”或“变小”）。
16．（6分）“冲击摆实验器”是一种物理实验器材，可以用来测量弹簧枪发射子弹的速度。如图甲所示，左侧是可以发射球形子弹的弹簧枪，中间立柱上悬挂小摆块，摆块一般用塑料制成，正对枪口处有一水平方向的锥形孔（使弹丸容易射入并与摆块结合为一体）。摆块摆动的简化图如图乙所示。摆块摆动的最大摆角可由刻度盘读出，当地的重力加速度大小为g，子弹与摆块均视为质点。
（1）实验开始前，需测量的物理量为 。
A．子弹的质量m B．摆块的质量M C．子弹的直径d
（2）实验步骤如下：
①将冲击摆实验器放在桌上，调节底座上的调平螺丝，使底座水平；
②调节支架上端的调节螺丝，改变悬线的长度，使摆块的孔洞跟枪口正对，并且使摆块右侧与0刻度对齐；
③用刻度尺测量出摆长L；
④扣动弹簧枪扳机，子弹射入摆块（未穿出），记录下摆块的最大摆角；
⑤多次重复实验，计算出摆块最大摆角的平均值θ；
⑥处理实验数据，得出实验结论。
（3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统水平方向动量 ，摆块（含子弹）向上摆动的过程中机械能 。（均填“守恒”或“不守恒”）
（4）子弹的发射速度大小v0= 。（用相关物理量的符号表示）
五、解答题
17．（6分）如图所示为的直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出，已知光在真空中的传播速度为c，光在棱镜中的传播速度。求：
（1）该棱镜材料的折射率；
（2）光从三棱镜射出的偏转角。
18．（8分）表演者用一个大球和一个小球，做一种名为“超级弹性碰撞”的实验，其中上面的小球被称为“超级弹球”。如图所示，表演者将两球叠放在一起，从距地面高为h的位置由静止释放，假设大球先与地面碰撞以原速率反弹后再与小球碰撞，两球之间的碰撞无机械能损失且时间极短，且两球心的连线始终竖直，已知大球的质量为4m，小球的质量为m，重力加速度为g，将两球视为质点，忽略空气阻力，求：
（1）该“超级弹球”第一次能够反弹的最大高度；
（2）该“超级弹球”从开始下落到第一次反弹到最大高度所经历的时间。
19．（12分）一水平传送带以的速度顺时针匀速转动。将物块A轻轻放到传送带左端，物块A和传送带之间的动摩擦因数。传送带紧挨着右侧水平地面，地面左侧O点放一物块B，物块B与水平面间的动摩擦因数为，且随物体到O点的距离x按图所示规律变化，传送带水平部分长，物块A运动到水平地面上和B发生弹性碰撞，碰后B向右运动挤压弹簧，B向右运动的最大距离为，物块A、B的大小可忽略，质量均为。g取。求：
（1）A碰B前的瞬间A物块的速度；
（2）A碰B后B物块的速度；
（3）弹簧的最大弹性势能。
参考答案：
1．A
【解析】由图可知
由公式
可知两砂摆的周期之比为3:4。
故选A。
2．C
【解析】A．洗衣机在脱水桶的驱动下做受迫振动，洗衣机洗衣过程中的频率等于驱动力频率，不是始终为，故A错误；
B．洗衣机在洗涤环节正常工作时，非常稳定，脱水筒转动的频率不等于洗衣机的固有频率，即不可能等于，故B错误；
C．当洗衣机振动最剧烈时，根据共振现象可知，脱水筒转动的频率等于，故C正确；
D．在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，可知脱水筒转动的频率先大于后小于，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】A．由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，故A错误；
B．根据折射率的光速表达式有
结合上述，由于六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，可知在冰晶中，光的传播速度较小，故B错误；
C．结合上述，光的折射率小于对光的折射率，则光的波长比光的波长大，根据干涉条纹间距公式
可知，用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄，故C正确；
D．根据全反射临界角公式
结合上述， 光的折射率比光的折射率小，可则从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】A．豆子从锅底到撞击锅盖的过程中，根据
IG=mgt
可知，重力的冲量不为零，选项A错误；
B．豆子撞击锅盖的过程中，向下为正方向，根据动量定理
可知，豆子撞击锅盖的时间越长，锅盖给豆子的作用力越小，选项B错误；
C．豆子撞击锅盖前后，豆子的速度变化量大小为
选项C错误；
D．豆子撞击锅盖的过程中，豆子的动量变化量大小为
选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】A．根据同侧法，由图可知，时刻，绳端正在向上振动，故A错误；
B．根据同侧法，由图可知，时刻，点处质点正在向上振动，则有
解得
则绳端的振动频率为
故B正确；
CD．波的传播速度与传播介质有关，与波的振动频率无关，则将波的振动频率增大一倍，波的传播速度不变，由公式可知，简谐波的波长减小为原来的，故CD错误。
故选B。
6．D
【解析】AD．A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，系统动量的变化量为
墙壁对的冲量就是系统所受合外力的冲量，由动量定理可得
同理从获得速度到刚要离开墙壁，的速度由变成，动量的变化为
弹爱对的冲量为
故A错误，D正确；
B．末离开墙壁，弹簧从压缩量最大到饭复到原长的过程中，墙壁对有向右的弹力，即系统受到向右的弹力，外力之和不等于0，系统的动量不守恒，故错误；
C．从获得速度到刚要离开墙壁，的速度由变成，动能的变化量为0，由动能定理可得弹簧对做的功为，故C错误。
故选D。
7．B
【解析】A．只要满足全反射条件，光导纤维能传播所有电磁波，A错误；
B．入射角不同，则光程不同，时间不同，B正确；
C．设光程为s，光纤长度为l，则
又
得
不同频率则不同折射率，光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间不相同，C错误；
D．在光导纤维发生全反射，光导纤维中“纤芯”的折射率应大于“包层”的折射率，D错误。
故选B。
8．C
【解析】A．上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误；
B．频率越大的单色光，其波长越小，因此若换用频率更大的单色光，其他条件不变，根据
可知，则图乙中的干涉条纹变窄，故B错误；
C．图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷所致，故C正确；
D．牛顿环中的空气膜厚度由中心向边缘增加得越来越快，则亮条纹逐渐变窄，因此得到的是由中心向边缘宽度逐渐变窄的明暗相间的同心圆环，故D错误。
故选C。
9．ABC
【解析】A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动，故A正确；
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，线速度越大，相当于声源相对人耳的速度变大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显，故B正确；
C．图丙中，相同介质中传播速度相等，周期越大，则波长越大，衍射现象越明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显，故C正确；
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点振幅叠加，在零到最大振幅间周期性变化，故D错误。
故选ABC。
10．AC
【解析】A.设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，水平动量守恒
mv0=mv1+Mv2
该过程中能量守恒
解得
，
所以小球以后将向左做平抛运动，A正确；
B.由A项分析可知，B错误；
C.对小车运用动能定理得
C正确；
D.当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v．规定向右为正方向，运用动量守恒定律得
mv0=（m+M）v
根据能量守恒定律得，有
代入数据得
D错误。
故选AC。
11．BD
【解析】A．由图乙可知，t＝1s时，x=0处质点处于平衡位置，根据可得，x=0处质点的加速度最小，故A错误；
B．由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为4s，根据速度公式可得
故该简谐波沿x轴正方向传播的速度为2.0m/s ，故B正确；
C．根据同侧法可知，图甲所示时刻P位置的质点振动方向沿y轴正方向，故C错误；
D．从图甲所示时刻开始Q位置的质点第一次达到波峰位置所用时间为
故D正确。
故选BD。
12．CD
【解析】A．木块与子弹动量守恒有
此过程中子弹的动能将损失的百分比为
故A错误；
B．在子弹射入木块的过程中，子弹和木块受到的冲量大小相等，方向相反，故B错误；
C．子弹损失的动能转化为木块的动能和摩擦产生的内能，木块的动能为
系统产生的内能为
故若在此过程中木块获得的动能为，则该过程中产生的热量不可能为，故C正确；
D．根据动能定理可得木块的动能为
根据动能定理可得系统产生的内能为
可得
故在子弹射入木块的过程中，子弹射入木块的深度一定大于木块的位移，故D正确。
故选CD。
13． （1） 暗 亮（2）正 100
【解析】（1）相干波源，若光源S1和S2的振动方向相同，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现亮条纹，通过计算
则可知若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现亮条纹。
（2）由图可以看出，可得波长，已知周期，由波速公式
代入数据解得波速为
经过，波传播的距离为
可得
根据波形的平移法可知，该波沿轴正方向传播
14． 1.2
【解析】（1）作出光路图如图所示
（2）根据几何关系有
可知
根据光路图可知
则有
解得
所以玻璃的折射率
根据
解得光在玻璃中传播速度
15． 2.06 变大
【解析】（1）根据题意，由图甲可知，摆球的直径为
（2）一个周期内小球两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，由题图丙可得，周期为
改用直径大的小球后，摆长变长，根据
可知，周期变大。
16． AB 守恒 守恒
【解析】（1）根据实验目的，需要测量的物理量为子弹的质量m和摆块的质量M；由于子弹视为质点，因此不需要测量子弹的直径。
（3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统动量守恒；摆块（含子弹）向上摆动的过程中只有重力做功，则系统的机械能守恒。
（4）设子弹射入摆块后瞬间的共同速度大小为v，有
解得
17．（1）；（2）
【解析】（1）光在棱镜中的传播速度
解得
（2）作出完整的光路如图所示
根据几何关系可知
所以
根据折射定律有
得
又因为
故
根据折射定律有
解得偏转角
18．（1）；（2）
【解析】（1）设大球刚落地时两球的速度大小均为，由运动学公式得
大球着地后瞬间反弹与小球发生碰撞，由动量守恒定律得
由能量守恒得
联立解得
“超级弹球”第一次能够反弹的最大高度
联立解得
（2）下落过程，由运动学公式得
上升过程，根据逆向思维可得
“超级弹球”从开始下落到第一次反弹到最大高度所经历的时间为
联立解得
19．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设物块能加速到和传送带速度相等，则加速过程根据牛顿第二定律
设加速过程物块的位移为x则
解得
假设成立，A碰B前速度为。
（2）A、B碰撞过程由动量守恒和能量守恒得
解得
（3）AB碰撞后到弹簧弹性势能最大的过程摩擦生热
由图知B运动时，摩擦力对物块做的功
根据能量守恒得
解得
命题:杨艳娜审核:黄苑林校对:黄苑林
注意：1．考试时间为75分钟。满分为75分。
2．试卷分为第I卷(选择题)与第II卷(非选择题)两部分。
3．选择题答案必须用2B铅笔在答题卡对应题号答题框内填涂，非选择题需在问卷指定位置作答。
第I卷(选择题)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．盛砂漏斗与悬线构成的砂摆在竖直平面内小角度地摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面，匀速拉动薄板，漏出的砂落在薄板上的形状可反映砂摆的振动情况。甲、乙两不同摆长的砂摆落在薄板上的图像如图所示，已知两种情况下薄板的运动速度大小之比为，则两砂摆的周期之比为（ ）
A．B．C．D．
2．一台洗衣机在洗涤环节正常工作时非常稳定，在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，已知洗衣机的固有频率为，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．洗衣机洗衣过程中的频率始终为
B．洗衣机在洗涤环节正常工作时，脱水筒转动的频率可能等于
C．当洗衣机振动最剧烈时，脱水筒转动的频率等于
D．洗衣机脱水过程中，脱水筒转动的频率始终小于
3．如图所示，甲图是2023年5月15日上午在恩施地区观看到的“日晕”图片。民间有“日晕三更雨，月晕午时风”、“看到日晕都会带来好运”等说法。“日晕”又叫“圆虹”，是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示，为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．冰晶对光的折射率大于对光的折射率
B．在冰晶中，光的传播速度较小
C．用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大
4．如图所示，一同学正在用平底煎锅炒豆子，其中一颗豆子的质量为0.4g，以大小为4m/s的速度沿竖直方向垂直撞击在水平锅盖上，撞击后速度方向与撞前相反、大小变为原来的，撞击的时间比较短，下列说法正确的是（）
A．豆子从锅底到撞击锅盖的过程中，重力的冲量为零
B．豆子撞击锅盖的时间越长，锅盖给豆子的作用力越大
C．豆子撞击锅盖前后，豆子的速度变化量大小为3m/s
D．豆子撞击锅盖的过程中，豆子的动量变化量大小为2×10-3kg·m/s
5．如图所示，手握绳端在竖直方向做简谐运动，形成的一列简谐横波以速度沿轴正向传播，时刻，在轴上、间的简谐横波如图所示，从此时刻开始，点处质点经过时间刚好第3次到达波峰，则下列说法正确的是（ ）
A．时刻，绳端正在向下振动
B．绳端的振动频率为
C．若将波的振动频率增大一倍，则波的传播速度也增大一倍
D．若将波的振动频率增大为原来的2倍，则简谐波的波长也会增大为原来的2倍
6．用轻质弹簧连接的质量均为的两物体，静止放置在光滑的水平地面上，弹簧处于原长，的左端靠在坚直墙壁，现让突然获得一个水平向左的速度，规定水平向左为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，墙壁对的冲量为
B．未离开墙壁，弹簧从压缩量最大到恢复到原长的过程中，系统的动量守恒
C．从获得速度到刚要离开墙壁，弹簧对做的功为
D．从B获得速度到A刚要离开墙壁，弹簧对B的冲量为
7．如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维只能传输可见光
B．光从“纤芯”一端传到另一端的时间与从“纤芯”端面射入时的入射角有关
C．不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间相同
D．光导纤维中“纤芯”的折射率小于“包层”的折射率
8．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹陷
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环
二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中至少有两项符合题目要求。)
9．关于下列四幅图的说法中，正确的是（ ）
A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显
C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零
10．质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，若M=2m则()
A．小球以后将向左做平抛运动
B．小球将做自由落体运动
C．此过程小球对小车做的功为
D．小球在弧形槽上上升的最大高度为
11．如图甲所示为在t＝1s时刻沿x轴正方向传播的简谐波的波动图像，该时刻刚好传播到平衡位置x=8m的P位置，Q点位于x=14m处，以y轴正方向为位移、速度和加速度的正方向，图乙为x=0处质点的速度随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A．t＝1s时，x=0处质点的加速度达到最大值
B．该简谐波沿x轴正方向传播的速度为2.0m/s
C．图甲所示时刻P位置的质点振动方向沿y轴负方向
D．从图甲所示时刻开始再经过4s，Q位置的质点第一次达到波峰位置
12．如图所示，光滑水平面上静止一个质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以水平速度射入木块并留在木块之中，下列说法中正确的是（ ）
A．若，则此过程中子弹的动能将损失
B．在子弹射入木块的过程中，子弹和木块受到的冲量一定相同
C．若在此过程中木块获得的动能为，则该过程中产生的热量不可能为
D．在子弹射入木块的过程中，子弹射入木块的深度一定大于木块的位移
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题(8分)
13．（1）S1和S2是两个相干的光源，发出的光波的波长为，A点与S1和S2的路程差为。若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现 条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现 条纹。（填“亮”或“暗”）
（2）如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知波源振动的周期为0.12s，由此可知，该简谐横波沿x轴 （填“正”或“负”）方向传播，传播速度为 。
四、实验题(18分)
14．（6分）某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为，AB间的距离为，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离为，玻璃砖厚度。
（1）请作出到达B点光线的光路图。
（2）玻璃的折射率 ，光在玻璃中传播速度 （光在真空中传播速度，结果均保留两位有效数字）。
15．（6分）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为 cm。
（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为 ；若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 （填“变大”“不变”或“变小”）。
16．（6分）“冲击摆实验器”是一种物理实验器材，可以用来测量弹簧枪发射子弹的速度。如图甲所示，左侧是可以发射球形子弹的弹簧枪，中间立柱上悬挂小摆块，摆块一般用塑料制成，正对枪口处有一水平方向的锥形孔（使弹丸容易射入并与摆块结合为一体）。摆块摆动的简化图如图乙所示。摆块摆动的最大摆角可由刻度盘读出，当地的重力加速度大小为g，子弹与摆块均视为质点。
（1）实验开始前，需测量的物理量为 。
A．子弹的质量m B．摆块的质量M C．子弹的直径d
（2）实验步骤如下：
①将冲击摆实验器放在桌上，调节底座上的调平螺丝，使底座水平；
②调节支架上端的调节螺丝，改变悬线的长度，使摆块的孔洞跟枪口正对，并且使摆块右侧与0刻度对齐；
③用刻度尺测量出摆长L；
④扣动弹簧枪扳机，子弹射入摆块（未穿出），记录下摆块的最大摆角；
⑤多次重复实验，计算出摆块最大摆角的平均值θ；
⑥处理实验数据，得出实验结论。
（3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统水平方向动量 ，摆块（含子弹）向上摆动的过程中机械能 。（均填“守恒”或“不守恒”）
（4）子弹的发射速度大小v0= 。（用相关物理量的符号表示）
五、解答题
17．（6分）如图所示为的直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出，已知光在真空中的传播速度为c，光在棱镜中的传播速度。求：
（1）该棱镜材料的折射率；
（2）光从三棱镜射出的偏转角。
18．（8分）表演者用一个大球和一个小球，做一种名为“超级弹性碰撞”的实验，其中上面的小球被称为“超级弹球”。如图所示，表演者将两球叠放在一起，从距地面高为h的位置由静止释放，假设大球先与地面碰撞以原速率反弹后再与小球碰撞，两球之间的碰撞无机械能损失且时间极短，且两球心的连线始终竖直，已知大球的质量为4m，小球的质量为m，重力加速度为g，将两球视为质点，忽略空气阻力，求：
（1）该“超级弹球”第一次能够反弹的最大高度；
（2）该“超级弹球”从开始下落到第一次反弹到最大高度所经历的时间。
19．（12分）一水平传送带以的速度顺时针匀速转动。将物块A轻轻放到传送带左端，物块A和传送带之间的动摩擦因数。传送带紧挨着右侧水平地面，地面左侧O点放一物块B，物块B与水平面间的动摩擦因数为，且随物体到O点的距离x按图所示规律变化，传送带水平部分长，物块A运动到水平地面上和B发生弹性碰撞，碰后B向右运动挤压弹簧，B向右运动的最大距离为，物块A、B的大小可忽略，质量均为。g取。求：
（1）A碰B前的瞬间A物块的速度；
（2）A碰B后B物块的速度；
（3）弹簧的最大弹性势能。
参考答案：
1．A
【解析】由图可知
由公式
可知两砂摆的周期之比为3:4。
故选A。
2．C
【解析】A．洗衣机在脱水桶的驱动下做受迫振动，洗衣机洗衣过程中的频率等于驱动力频率，不是始终为，故A错误；
B．洗衣机在洗涤环节正常工作时，非常稳定，脱水筒转动的频率不等于洗衣机的固有频率，即不可能等于，故B错误；
C．当洗衣机振动最剧烈时，根据共振现象可知，脱水筒转动的频率等于，故C正确；
D．在脱水流程即将结束前，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，可知脱水筒转动的频率先大于后小于，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】A．由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，故A错误；
B．根据折射率的光速表达式有
结合上述，由于六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，可知在冰晶中，光的传播速度较小，故B错误；
C．结合上述，光的折射率小于对光的折射率，则光的波长比光的波长大，根据干涉条纹间距公式
可知，用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄，故C正确；
D．根据全反射临界角公式
结合上述， 光的折射率比光的折射率小，可则从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】A．豆子从锅底到撞击锅盖的过程中，根据
IG=mgt
可知，重力的冲量不为零，选项A错误；
B．豆子撞击锅盖的过程中，向下为正方向，根据动量定理
可知，豆子撞击锅盖的时间越长，锅盖给豆子的作用力越小，选项B错误；
C．豆子撞击锅盖前后，豆子的速度变化量大小为
选项C错误；
D．豆子撞击锅盖的过程中，豆子的动量变化量大小为
选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】A．根据同侧法，由图可知，时刻，绳端正在向上振动，故A错误；
B．根据同侧法，由图可知，时刻，点处质点正在向上振动，则有
解得
则绳端的振动频率为
故B正确；
CD．波的传播速度与传播介质有关，与波的振动频率无关，则将波的振动频率增大一倍，波的传播速度不变，由公式可知，简谐波的波长减小为原来的，故CD错误。
故选B。
6．D
【解析】AD．A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大时，系统动量的变化量为
墙壁对的冲量就是系统所受合外力的冲量，由动量定理可得
同理从获得速度到刚要离开墙壁，的速度由变成，动量的变化为
弹爱对的冲量为
故A错误，D正确；
B．末离开墙壁，弹簧从压缩量最大到饭复到原长的过程中，墙壁对有向右的弹力，即系统受到向右的弹力，外力之和不等于0，系统的动量不守恒，故错误；
C．从获得速度到刚要离开墙壁，的速度由变成，动能的变化量为0，由动能定理可得弹簧对做的功为，故C错误。
故选D。
7．B
【解析】A．只要满足全反射条件，光导纤维能传播所有电磁波，A错误；
B．入射角不同，则光程不同，时间不同，B正确；
C．设光程为s，光纤长度为l，则
又
得
不同频率则不同折射率，光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间不相同，C错误；
D．在光导纤维发生全反射，光导纤维中“纤芯”的折射率应大于“包层”的折射率，D错误。
故选B。
8．C
【解析】A．上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误；
B．频率越大的单色光，其波长越小，因此若换用频率更大的单色光，其他条件不变，根据
可知，则图乙中的干涉条纹变窄，故B错误；
C．图丙中条纹向左弯曲，说明亮条纹提前出现，应是被检查的平面在此处出现了凹陷所致，故C正确；
D．牛顿环中的空气膜厚度由中心向边缘增加得越来越快，则亮条纹逐渐变窄，因此得到的是由中心向边缘宽度逐渐变窄的明暗相间的同心圆环，故D错误。
故选C。
9．ABC
【解析】A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动，故A正确；
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，线速度越大，相当于声源相对人耳的速度变大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显，故B正确；
C．图丙中，相同介质中传播速度相等，周期越大，则波长越大，衍射现象越明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显，故C正确；
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点振幅叠加，在零到最大振幅间周期性变化，故D错误。
故选ABC。
10．AC
【解析】A.设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，水平动量守恒
mv0=mv1+Mv2
该过程中能量守恒
解得
，
所以小球以后将向左做平抛运动，A正确；
B.由A项分析可知，B错误；
C.对小车运用动能定理得
C正确；
D.当小球与小车的速度相同时，小球上升到最大高度，设共同速度为v．规定向右为正方向，运用动量守恒定律得
mv0=（m+M）v
根据能量守恒定律得，有
代入数据得
D错误。
故选AC。
11．BD
【解析】A．由图乙可知，t＝1s时，x=0处质点处于平衡位置，根据可得，x=0处质点的加速度最小，故A错误；
B．由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为4s，根据速度公式可得
故该简谐波沿x轴正方向传播的速度为2.0m/s ，故B正确；
C．根据同侧法可知，图甲所示时刻P位置的质点振动方向沿y轴正方向，故C错误；
D．从图甲所示时刻开始Q位置的质点第一次达到波峰位置所用时间为
故D正确。
故选BD。
12．CD
【解析】A．木块与子弹动量守恒有
此过程中子弹的动能将损失的百分比为
故A错误；
B．在子弹射入木块的过程中，子弹和木块受到的冲量大小相等，方向相反，故B错误；
C．子弹损失的动能转化为木块的动能和摩擦产生的内能，木块的动能为
系统产生的内能为
故若在此过程中木块获得的动能为，则该过程中产生的热量不可能为，故C正确；
D．根据动能定理可得木块的动能为
根据动能定理可得系统产生的内能为
可得
故在子弹射入木块的过程中，子弹射入木块的深度一定大于木块的位移，故D正确。
故选CD。
13． （1） 暗 亮（2）正 100
【解析】（1）相干波源，若光源S1和S2的振动方向相同，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则某点到两光源的波程差为半波长的奇数倍时，该点将出现亮条纹，通过计算
则可知若光源S1和S2的振动方向相同，则A点将出现暗条纹；若光源S1和S2的振动方向相反，则A点将出现亮条纹。
（2）由图可以看出，可得波长，已知周期，由波速公式
代入数据解得波速为
经过，波传播的距离为
可得
根据波形的平移法可知，该波沿轴正方向传播
14． 1.2
【解析】（1）作出光路图如图所示
（2）根据几何关系有
可知
根据光路图可知
则有
解得
所以玻璃的折射率
根据
解得光在玻璃中传播速度
15． 2.06 变大
【解析】（1）根据题意，由图甲可知，摆球的直径为
（2）一个周期内小球两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，由题图丙可得，周期为
改用直径大的小球后，摆长变长，根据
可知，周期变大。
16． AB 守恒 守恒
【解析】（1）根据实验目的，需要测量的物理量为子弹的质量m和摆块的质量M；由于子弹视为质点，因此不需要测量子弹的直径。
（3）子弹射入摆块的过程中，子弹与摆块组成的系统动量守恒；摆块（含子弹）向上摆动的过程中只有重力做功，则系统的机械能守恒。
（4）设子弹射入摆块后瞬间的共同速度大小为v，有
解得
17．（1）；（2）
【解析】（1）光在棱镜中的传播速度
解得
（2）作出完整的光路如图所示
根据几何关系可知
所以
根据折射定律有
得
又因为
故
根据折射定律有
解得偏转角
18．（1）；（2）
【解析】（1）设大球刚落地时两球的速度大小均为，由运动学公式得
大球着地后瞬间反弹与小球发生碰撞，由动量守恒定律得
由能量守恒得
联立解得
“超级弹球”第一次能够反弹的最大高度
联立解得
（2）下落过程，由运动学公式得
上升过程，根据逆向思维可得
“超级弹球”从开始下落到第一次反弹到最大高度所经历的时间为
联立解得
19．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设物块能加速到和传送带速度相等，则加速过程根据牛顿第二定律
设加速过程物块的位移为x则
解得
假设成立，A碰B前速度为。
（2）A、B碰撞过程由动量守恒和能量守恒得
解得
（3）AB碰撞后到弹簧弹性势能最大的过程摩擦生热
由图知B运动时，摩擦力对物块做的功
根据能量守恒得
解得
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