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广东省佛山市S6高质量发展联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题
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这是一份广东省佛山市S6高质量发展联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题，文件包含广东省佛山市S6高质量发展联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题原卷版docx、广东省佛山市S6高质量发展联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于（ ）
A. 光的干涉现象B. 光的偏振现象
C. 光的衍射现象D. 光的反射现象
【答案】A
【解析】
【详解】阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，这属于光的干涉现象。
故选A。
2. 如图所示为一自制的偏心轮振动筛的简易图，振动筛安装在两弹簧上，偏心轮不转动时，让振动筛自由振动，测得其频率为2Hz；启动电动机，偏心轮转动，改变偏心轮的转速，让偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，在此过程中（ ）
A. 振动筛振动频率始终为2Hz
B. 振动筛振动的振幅一直减小
C. 振动筛振动的振幅一直增大
D. 振动筛振动的振幅先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．振动筛做受迫振动，其振动频率等于驱动力的频率，偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，驱动力的频率逐渐增加，故A错误；
B C D．驱动力的频率等于振动筛的固有频率时，受迫振动的振幅最大，偏心轮的转速等于时，频率为，此时振动筛振动的振幅最大。偏心轮的转速从从零缓慢增加到2r/s，振动筛振动的振幅逐渐增大，偏心轮的转速从从2r/s缓慢增加到4r/s，振动筛振动的振幅逐渐减小。偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，振动筛振动的振幅先增大后减小故BC错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，用细绳系住一摆球，让摆球在倾角为θ的光滑斜面上做小幅度（α<5°）摆动，摆长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 该单摆的周期
B. 该单摆的周期
C. 摆球的振幅会影响单摆的周期
D. 摆球的质量会影响单摆的周期
【答案】B
【解析】
【详解】AB．斜面上的单摆的重力沿斜面向下的分力与竖直悬挂的单摆的重力等效，故斜面上的单摆的等效“重力加速度”为
根据单摆的周期公式得
故A错误；B正确；
CD．根据前面选项分析得出的周期表达式，可知摆球的振幅和质量均不会影响单摆的周期。故CD错误。
故选B。
4. 如图所示为一半径R=6cm的透明半球体，PQ为半球体的直径，O为半球体的球心。现有一束激光垂直半球体的截面入射，入射点从P点沿直径PQ方向缓慢移动，移动2cm后，开始有光线从半球体射出（不考虑光线在半球体内多次反射），则该半球体的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意作出光路图如图所示
入射点移动2cm，该入射点位置为A，此时光从半球体出射时的入射角为C，由几何关系可知
由全反射临界角公式可得
可得该半球体的折射率为
故选B。
5. 某手机正在充电时，闹钟的铃声响起引起手机振动，充电线上各点也随着振动。已知手机振动的频率为f1，充电线上某点振动的频率为f2，下列说法正确的是（ ）
A. 因为充电线上各点做受迫振动，故f2=f1
B. 若手机振动的频率增大，充电线抖动的幅度也增大
C. 充电线上离手机充电口越远的点越先振动
D. 同一手机，更换不同长度的充电线，振动时的频率不同
【答案】A
【解析】
【详解】AD．闹钟响起手机振动，充电线也跟着振动，可知充电线做受迫振动，有
f2=f1
由于受迫振动频率取决于驱动力的频率，所以同一手机，更换不同长度充电线，振动时的频率相同。故A正确；D错误；
B．当手机振动的频率等于充电线振动的固有频率时，充电线抖动幅度最大；所以手机振动的频率越大，充电线抖动幅度不一定越大。故B错误；
C．充电线上越靠近振源位置的点越先振动，所以充电线上离手机充电口近的点先振动。故C错误。
故选A。
6. 喷气背包曾经是宇航员舱外活动主要动力装置。假定宇航员与空间站保持相对静止。启动喷气背包后，横截面积为S的喷口以速度v（以空间站为参考系）持续向后喷出密度为ρ的气体。已知宇航员连同整套舱外太空服的质量为M（含背包及其内气体），则启动喷气时间t后宇航员相对空间站的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】启动喷气时间t后宇航员相对空间站的速度大小为，规定宇航员相对空间站的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
故选D。
7. 如图所示，1、2、3、4…为一条弹性绳上间距均为0.2m的质点。某人拉着绳子的端点使其上下做简谐运动，振动周期为4s，绳上形成一列沿水平方向传播的横波，某时刻波形如图所示，此时质点5正经平衡位置向下振动，下列说法正确的是（ ）
A. 该波正沿水平方向向左传播
B. 该波的波速为0.4m/s
C. 质点5振动的速度大小为0.4m/s
D. 质点5和质点9将同时到达波峰
【答案】B
【解析】
【详解】A．因该时刻质点5正经平衡位置向下振动，可知该波正沿水平方向向右传播，选项A错误；
B．该波的波速为
选项B正确；
C．此时刻质点5振动的速度最大，但是不一定为0.4m/s，选项C错误；
D．质点9在平衡位置向上振动，可知质点9先到达波峰，选项D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 据报道，骑车佩戴头盔可防止85%头部受伤，并且大大减小了损伤程度和事故死亡率。经查阅资料知，头部直接撞地时，撞击能量向头部的传导时间约为4ms；若带上头盔后，则头盔内部的缓冲层能将撞击能量向头部的传导时间延长6ms以上，假定撞击地面后人头部的速度变为0，人头部的质量约为2kg，重力加速度g=10m/s2，忽略撞击过程中肢体对头部的作用力，则下列说法正确的是（ ）
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 在事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同
D. 若驾驶员头部以6m/s的速度垂直撞击地面，该头盔使撞击力至少减少约1800N
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
可得
依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率。故A正确；
B．同理，可知头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量。故B错误；
C．根据
头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等。故C错误；
D．依题意，不戴头盔时，有
戴上头盔后，有
该头盔使撞击力至少减少
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样，下列说法正确的是（ ）
A. 三个图均为衍射图样
B. 三个图均为干涉图样
C. 入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽
D. 狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．三个图均为衍射图样。故A正确；B错误；
C．由前两个图样比较可知，入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽。故C正确；
D．红光的波长大于蓝光的波长，由第一个和第三个图样比较可知，狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽。故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。鱼将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂上下振动，可视为简谐运动，取竖直向上为正方向，以鱼松口释放鱼漂为计时起点，用t、x、a分别表示鱼漂运动的时间、位移和加速度，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】CD．依题意，取竖直向上为正方向，以鱼松口释放鱼漂为计时起点，则鱼漂的振动方程为
故C正确；D错误；
AB．根据
可知，加速度与位移大小成正比，方向相反。故A错误；B正确。
故选BC
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图甲所示装置验证动量守恒定律，实验步骤如下：
（1）气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块B上固定一竖直遮光条，用游标卡尺测得遮光条的宽度d，接通气源后，将滑块B轻放在导轨上，给其一初速度，若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度__________（“升高”或“降低”），直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间_________（填“大于”“小于”或“等于”）通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做__________运动。
（2）滑块A的右端、滑块B的左端均装有粘扣（如图乙所示），用天平测出滑块A（含粘扣）的总质量m1和滑块B（含粘扣和遮光条）的总质量m2，将滑块A静置于两光电门之间，滑块B静置于光电门2右侧，推一下滑块B，使其获得水平向左的速度，测得滑块B经过光电门2的挡光时间为，滑块B和滑块A碰后粘在一起向左运动，经过光电门1记录的挡光时间为。用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是____________（用题给字母表示）。
（3）碰撞过程损失的机械能表达式为=____________（用题给字母表示）。
【答案】（1） ①. 降低 ②. 等于 ③. 匀速
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，即经过光电门1的速度较小，导轨左端过高，则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度降低，直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做匀速运动。
【小问2详解】
滑块B经过光电门2的速度为
滑块AB一起经过光电门1的速度为
则要验证的关系式为
即
即
【小问3详解】
碰撞过程损失的机械能表达式为
12. 某实验小组利用单摆测重力加速度，如图甲所示，细线一端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在铁架台上，将球拉开一个很小的角度后由静止释放，拉力传感器与计算机连接可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。
（1）由图乙可得该单摆的运动周期T为___________s（结果保留两位有效数字）。
（2）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得从悬点到摆球最顶端的长度l=990.5mm；用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则摆球的直径d=__________mm，摆长为___________mm。
（3）根据单摆周期公式，可得当地的重力加速度g=_________（用题中所给字母表示），代入数据可得当地的重力加速度值_________（π≈3.14，结果保留三位有效数字）。
（4）若摆线上端悬点未固定好，摆动中出现松动，则重力加速度的测量值比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）2.0 （2） ①. 18.8 ②. 999.9
（3） ①. ②.
（4）偏小
【解析】
【小问1详解】
在一个周期内摆球两次经过最低点，每次经过最低点时拉力最大，根据乙图可知周期
T=2.0s
【小问2详解】
[1]用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则摆球的直径为
[2]摆长为
【小问3详解】
[1]根据单摆周期公式
解得
[2]代入数据可得当地的重力加速度值
【小问4详解】
摆线上端悬点未固定好，摆动中出现松动，所测周期T偏大，所测g偏小。
13. 如图所示，小明将一激光器做好防水措施后，置于某液体中，进行光学实验。测得发射端O到水面的距离为h1=0.4m，初始时，发射出的激光从液面上垂直射出，打在距液面h2=3m的天花板上的N点（未标出）；保持激光器发射端的位置不变，缓慢转动激光器1出射光的角度，当激光射到液面上的入射角为37°时，激光射到天花板上的Q点，测得Q点到N点的距离为4.3m，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）该液体的折射率n；
（2）若将激光器换为小灯泡，水面有光射出，有光线射出的区域的几何形状是什么？为什么？
【答案】（1）；（2）圆面；理由见解析
【解析】
【详解】（1）光线射到液面时的折射角为
可知
r=53°
则折射率
（2）若将激光器换为小灯泡，水面有光射出，有光线射出的区域的几何形状是圆面；当光线射到液面上的入射角大于等于临界角时光线在液面发生全反射而射回水中，则只有当光线的入射角小于临界角时光才会射出液面，则有光线射出的区域的几何形状是圆面。
14. 在x轴上x1=0和x2=14m处有两波源P、Q，t=0时刻两波源同时同频同相位持续振动，形成两列相向传播的简谐横波，t=1.5s时形成如图甲所示的波动图像，此时两列波恰好分别传播到x3=6m处和x4=8m处，求：
（1）该波的传播速度及波源P的振动方程；
（2）再经过多少时间两列波相遇，并判断出最先相遇的质点是振动加强点还是振动减弱点；
（3）在图乙中画出t=2s时的波形图（不需写出推导）。
【答案】（1）；；（2）0.25s；振动加强点；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）该波的传播速度为
又
解得
波源P的振动方程为
（2）设再经过t时间两列波相遇，则有
由图可知，两波源的起振方向相同均为沿y轴正方向，两列波恰好在处相遇，则该质点是振动加强点。
（3）t=2s时的波形图如图所示
15. 如图所示，在光滑水平地面上放置着一半径为R的圆弧形滑块B，其弧面光滑，在滑块B的右侧放置一连接有轻质弹簧的小球C。现让小球A从滑块B的正上方距地面高h=2R处由静止释放，小球沿滑块B的切线进入圆弧面，然后从滑块B的末端水平滑出，之后小球A挤压弹簧但与弹簧未粘连。已知小球A的质量为m，小球C的质量为4m，滑块B的质量为km（k>1），重力加速度为g。
（1）小球A从滑块B末端滑出时，求小球A和滑块B的速度分别为多少？
（2）小球A挤压弹簧过程中，求弹簧最大的弹性势能；
（3）要使小球A弹回后能追上滑块B，则k的取值范围。
【答案】（1）；；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）因小球和滑块组成的系统水平方向不受外力，则系统水平动量守恒。取水平向右为正方向，则有
根据系统的机械能守恒得
联立，解得
（2）小球A挤压弹簧过程中，当两小球共速时，弹簧压缩最短，具有最大的弹性势能，可得
又
联立，解得
（3）小球A与小球C通过弹簧相互作用过程中，动量守恒机械能守恒，有
，
联立，解得
负号表示小球A向左运动，要使小球A弹回后能追上滑块B，则有
解得
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于（ ）
A. 光的干涉现象B. 光的偏振现象
C. 光的衍射现象D. 光的反射现象
【答案】A
【解析】
【详解】阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，这属于光的干涉现象。
故选A。
2. 如图所示为一自制的偏心轮振动筛的简易图，振动筛安装在两弹簧上，偏心轮不转动时，让振动筛自由振动，测得其频率为2Hz；启动电动机，偏心轮转动，改变偏心轮的转速，让偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，在此过程中（ ）
A. 振动筛振动频率始终为2Hz
B. 振动筛振动的振幅一直减小
C. 振动筛振动的振幅一直增大
D. 振动筛振动的振幅先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．振动筛做受迫振动，其振动频率等于驱动力的频率，偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，驱动力的频率逐渐增加，故A错误；
B C D．驱动力的频率等于振动筛的固有频率时，受迫振动的振幅最大，偏心轮的转速等于时，频率为，此时振动筛振动的振幅最大。偏心轮的转速从从零缓慢增加到2r/s，振动筛振动的振幅逐渐增大，偏心轮的转速从从2r/s缓慢增加到4r/s，振动筛振动的振幅逐渐减小。偏心轮的转速从零缓慢增加到4r/s，振动筛振动的振幅先增大后减小故BC错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，用细绳系住一摆球，让摆球在倾角为θ的光滑斜面上做小幅度（α<5°）摆动，摆长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 该单摆的周期
B. 该单摆的周期
C. 摆球的振幅会影响单摆的周期
D. 摆球的质量会影响单摆的周期
【答案】B
【解析】
【详解】AB．斜面上的单摆的重力沿斜面向下的分力与竖直悬挂的单摆的重力等效，故斜面上的单摆的等效“重力加速度”为
根据单摆的周期公式得
故A错误；B正确；
CD．根据前面选项分析得出的周期表达式，可知摆球的振幅和质量均不会影响单摆的周期。故CD错误。
故选B。
4. 如图所示为一半径R=6cm的透明半球体，PQ为半球体的直径，O为半球体的球心。现有一束激光垂直半球体的截面入射，入射点从P点沿直径PQ方向缓慢移动，移动2cm后，开始有光线从半球体射出（不考虑光线在半球体内多次反射），则该半球体的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意作出光路图如图所示
入射点移动2cm，该入射点位置为A，此时光从半球体出射时的入射角为C，由几何关系可知
由全反射临界角公式可得
可得该半球体的折射率为
故选B。
5. 某手机正在充电时，闹钟的铃声响起引起手机振动，充电线上各点也随着振动。已知手机振动的频率为f1，充电线上某点振动的频率为f2，下列说法正确的是（ ）
A. 因为充电线上各点做受迫振动，故f2=f1
B. 若手机振动的频率增大，充电线抖动的幅度也增大
C. 充电线上离手机充电口越远的点越先振动
D. 同一手机，更换不同长度的充电线，振动时的频率不同
【答案】A
【解析】
【详解】AD．闹钟响起手机振动，充电线也跟着振动，可知充电线做受迫振动，有
f2=f1
由于受迫振动频率取决于驱动力的频率，所以同一手机，更换不同长度充电线，振动时的频率相同。故A正确；D错误；
B．当手机振动的频率等于充电线振动的固有频率时，充电线抖动幅度最大；所以手机振动的频率越大，充电线抖动幅度不一定越大。故B错误；
C．充电线上越靠近振源位置的点越先振动，所以充电线上离手机充电口近的点先振动。故C错误。
故选A。
6. 喷气背包曾经是宇航员舱外活动主要动力装置。假定宇航员与空间站保持相对静止。启动喷气背包后，横截面积为S的喷口以速度v（以空间站为参考系）持续向后喷出密度为ρ的气体。已知宇航员连同整套舱外太空服的质量为M（含背包及其内气体），则启动喷气时间t后宇航员相对空间站的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】启动喷气时间t后宇航员相对空间站的速度大小为，规定宇航员相对空间站的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
故选D。
7. 如图所示，1、2、3、4…为一条弹性绳上间距均为0.2m的质点。某人拉着绳子的端点使其上下做简谐运动，振动周期为4s，绳上形成一列沿水平方向传播的横波，某时刻波形如图所示，此时质点5正经平衡位置向下振动，下列说法正确的是（ ）
A. 该波正沿水平方向向左传播
B. 该波的波速为0.4m/s
C. 质点5振动的速度大小为0.4m/s
D. 质点5和质点9将同时到达波峰
【答案】B
【解析】
【详解】A．因该时刻质点5正经平衡位置向下振动，可知该波正沿水平方向向右传播，选项A错误；
B．该波的波速为
选项B正确；
C．此时刻质点5振动的速度最大，但是不一定为0.4m/s，选项C错误；
D．质点9在平衡位置向上振动，可知质点9先到达波峰，选项D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 据报道，骑车佩戴头盔可防止85%头部受伤，并且大大减小了损伤程度和事故死亡率。经查阅资料知，头部直接撞地时，撞击能量向头部的传导时间约为4ms；若带上头盔后，则头盔内部的缓冲层能将撞击能量向头部的传导时间延长6ms以上，假定撞击地面后人头部的速度变为0，人头部的质量约为2kg，重力加速度g=10m/s2，忽略撞击过程中肢体对头部的作用力，则下列说法正确的是（ ）
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 在事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同
D. 若驾驶员头部以6m/s的速度垂直撞击地面，该头盔使撞击力至少减少约1800N
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
可得
依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率。故A正确；
B．同理，可知头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量。故B错误；
C．根据
头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等。故C错误；
D．依题意，不戴头盔时，有
戴上头盔后，有
该头盔使撞击力至少减少
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示为红光、蓝光经过狭缝装置得到的三个图样，下列说法正确的是（ ）
A. 三个图均为衍射图样
B. 三个图均为干涉图样
C. 入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽
D. 狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．三个图均为衍射图样。故A正确；B错误；
C．由前两个图样比较可知，入射光的频率相同，狭缝越窄，中央亮纹的宽度越宽。故C正确；
D．红光的波长大于蓝光的波长，由第一个和第三个图样比较可知，狭缝宽度不变，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽。故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。鱼将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂上下振动，可视为简谐运动，取竖直向上为正方向，以鱼松口释放鱼漂为计时起点，用t、x、a分别表示鱼漂运动的时间、位移和加速度，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】CD．依题意，取竖直向上为正方向，以鱼松口释放鱼漂为计时起点，则鱼漂的振动方程为
故C正确；D错误；
AB．根据
可知，加速度与位移大小成正比，方向相反。故A错误；B正确。
故选BC
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图甲所示装置验证动量守恒定律，实验步骤如下：
（1）气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块B上固定一竖直遮光条，用游标卡尺测得遮光条的宽度d，接通气源后，将滑块B轻放在导轨上，给其一初速度，若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度__________（“升高”或“降低”），直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间_________（填“大于”“小于”或“等于”）通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做__________运动。
（2）滑块A的右端、滑块B的左端均装有粘扣（如图乙所示），用天平测出滑块A（含粘扣）的总质量m1和滑块B（含粘扣和遮光条）的总质量m2，将滑块A静置于两光电门之间，滑块B静置于光电门2右侧，推一下滑块B，使其获得水平向左的速度，测得滑块B经过光电门2的挡光时间为，滑块B和滑块A碰后粘在一起向左运动，经过光电门1记录的挡光时间为。用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是____________（用题给字母表示）。
（3）碰撞过程损失的机械能表达式为=____________（用题给字母表示）。
【答案】（1） ①. 降低 ②. 等于 ③. 匀速
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，即经过光电门1的速度较小，导轨左端过高，则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度降低，直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做匀速运动。
【小问2详解】
滑块B经过光电门2的速度为
滑块AB一起经过光电门1的速度为
则要验证的关系式为
即
即
【小问3详解】
碰撞过程损失的机械能表达式为
12. 某实验小组利用单摆测重力加速度，如图甲所示，细线一端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在铁架台上，将球拉开一个很小的角度后由静止释放，拉力传感器与计算机连接可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。
（1）由图乙可得该单摆的运动周期T为___________s（结果保留两位有效数字）。
（2）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得从悬点到摆球最顶端的长度l=990.5mm；用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则摆球的直径d=__________mm，摆长为___________mm。
（3）根据单摆周期公式，可得当地的重力加速度g=_________（用题中所给字母表示），代入数据可得当地的重力加速度值_________（π≈3.14，结果保留三位有效数字）。
（4）若摆线上端悬点未固定好，摆动中出现松动，则重力加速度的测量值比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）2.0 （2） ①. 18.8 ②. 999.9
（3） ①. ②.
（4）偏小
【解析】
【小问1详解】
在一个周期内摆球两次经过最低点，每次经过最低点时拉力最大，根据乙图可知周期
T=2.0s
【小问2详解】
[1]用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图丙所示，则摆球的直径为
[2]摆长为
【小问3详解】
[1]根据单摆周期公式
解得
[2]代入数据可得当地的重力加速度值
【小问4详解】
摆线上端悬点未固定好，摆动中出现松动，所测周期T偏大，所测g偏小。
13. 如图所示，小明将一激光器做好防水措施后，置于某液体中，进行光学实验。测得发射端O到水面的距离为h1=0.4m，初始时，发射出的激光从液面上垂直射出，打在距液面h2=3m的天花板上的N点（未标出）；保持激光器发射端的位置不变，缓慢转动激光器1出射光的角度，当激光射到液面上的入射角为37°时，激光射到天花板上的Q点，测得Q点到N点的距离为4.3m，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）该液体的折射率n；
（2）若将激光器换为小灯泡，水面有光射出，有光线射出的区域的几何形状是什么？为什么？
【答案】（1）；（2）圆面；理由见解析
【解析】
【详解】（1）光线射到液面时的折射角为
可知
r=53°
则折射率
（2）若将激光器换为小灯泡，水面有光射出，有光线射出的区域的几何形状是圆面；当光线射到液面上的入射角大于等于临界角时光线在液面发生全反射而射回水中，则只有当光线的入射角小于临界角时光才会射出液面，则有光线射出的区域的几何形状是圆面。
14. 在x轴上x1=0和x2=14m处有两波源P、Q，t=0时刻两波源同时同频同相位持续振动，形成两列相向传播的简谐横波，t=1.5s时形成如图甲所示的波动图像，此时两列波恰好分别传播到x3=6m处和x4=8m处，求：
（1）该波的传播速度及波源P的振动方程；
（2）再经过多少时间两列波相遇，并判断出最先相遇的质点是振动加强点还是振动减弱点；
（3）在图乙中画出t=2s时的波形图（不需写出推导）。
【答案】（1）；；（2）0.25s；振动加强点；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）该波的传播速度为
又
解得
波源P的振动方程为
（2）设再经过t时间两列波相遇，则有
由图可知，两波源的起振方向相同均为沿y轴正方向，两列波恰好在处相遇，则该质点是振动加强点。
（3）t=2s时的波形图如图所示
15. 如图所示，在光滑水平地面上放置着一半径为R的圆弧形滑块B，其弧面光滑，在滑块B的右侧放置一连接有轻质弹簧的小球C。现让小球A从滑块B的正上方距地面高h=2R处由静止释放，小球沿滑块B的切线进入圆弧面，然后从滑块B的末端水平滑出，之后小球A挤压弹簧但与弹簧未粘连。已知小球A的质量为m，小球C的质量为4m，滑块B的质量为km（k>1），重力加速度为g。
（1）小球A从滑块B末端滑出时，求小球A和滑块B的速度分别为多少？
（2）小球A挤压弹簧过程中，求弹簧最大的弹性势能；
（3）要使小球A弹回后能追上滑块B，则k的取值范围。
【答案】（1）；；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）因小球和滑块组成的系统水平方向不受外力，则系统水平动量守恒。取水平向右为正方向，则有
根据系统的机械能守恒得
联立，解得
（2）小球A挤压弹簧过程中，当两小球共速时，弹簧压缩最短，具有最大的弹性势能，可得
又
联立，解得
（3）小球A与小球C通过弹簧相互作用过程中，动量守恒机械能守恒，有
，
联立，解得
负号表示小球A向左运动，要使小球A弹回后能追上滑块B，则有
解得
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