河北省唐山市第二中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版）-A4

这是一份河北省唐山市第二中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（解析版）-A4，共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 总分∶ 100分
一、选择题（1-7为单选每题4分，8-10题为多选每题6分，共46分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 动量为零时，物体一定处于平衡状态B. 物体所受合外力不变时，其动量一定不变
C. 物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动D. 动能不变，物体的动量一定不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．动量为零时，物体的速度为零，物体一定处于平衡状态，选项A错误；
B．物体所受合外力不变时，若合外力不为零，则加速度不为零且不变，则其速度一定变化，则动量一定变化，选项B错误；
C．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项C正确；
D．动能不变，则物体的速度大小不变，但是物体的方向可能变化，则物体的动量可能变化，选项D错误。
故选C。
2. 某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以O点为圆心，为半径画圆，分别交入射光线于A点，交直线的延长线于C点。分别过A、C点作法线的垂线交于B、D点，如图所示。用刻度尺测得，，则说法正确的是（ ）
①玻璃折射率 ②玻璃的折射率
③若玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，则他测出的折射率会受到影响
④若玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，则他测出的折射率不会受到影响
A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】根据折射定律得
因为测量玻璃折射率的原理是折射定律，只需要测出入射角和折射角即可，与玻璃砖前后面是否平行没有关系，所以玻璃砖前后两面并不平行，他测出的折射率不会受到影响。
故选D。
3. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A. 在t=0.2s时，振子位于A点
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，振子的速度相同
C. 从t=0到t=0.2s时间内，振子做加速运动
D. 在t=0.4s时，振子有最大的速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．在t=0.2s时，振子的位移为正向最大，振子位于B点，故A错误；
B．在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，振子的速度大小相同，方向相反，则速度不相同，故B错误；
C．从t=0到t=0.2s时间内，振子从平衡位置到达正向最大位移，则振子做减速运动，故C错误；
D．在t=0.4s时，振子回到平衡位置，加速度为零，速度最大，故D正确。
故选D。
4. 下列有关光学现象及原理描述正确的是（ ）
A. 甲图中，用单色光检测工作表面平整度是利用了光的薄膜干涉原理
B. 乙图中，夜间行驶时，自行车塑料尾灯有时会变得十分明亮，是利用了光的干涉原理
C. 丙图中，单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹是双缝衍射现象
D. 丁图中，光屏上得到的图样是激光经过单缝时发生的干涉现象
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图中，用单色光检测工作表面平整度是利用了光薄膜干涉原理，故A正确；
B．乙图中，夜间行驶时，自行车塑料尾灯有时会变得十分明亮，是利用了光的全发射原理，故B错误；
C．丙图中，单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹是双缝干涉现象，故C错误；
D．丁图中，光屏上得到的图样是激光经过单缝时发生的衍射现象，故D错误。
故选A。
5. 如图甲，一质量为2kg物块静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到一水平外力F作用，F随时间变化的图线如图乙所示。取t=0时刻力F的方向为正方向，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 前4s时间内，物块做往返运动
B. t=4s时，物块的动量为2kg·m/s
C. 前4s时间内，物块所受重力的冲量为0
D. t=2s到t=4s时间内，物块的速度变化量为2m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，前4s时间内的冲量为
可知，前4s时间内，物块始终沿正方向运动，没有做往返运动，故A错误；
B．根据动量定理有
结合上述有
解得
即t=4s时，物块的动量为2kg·m/s，故B正确；
C．前4s时间内，物块所受重力的冲量为
故C错误；
D．t=2s到t=4s时间内，合力的冲量为
图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，t=2s到t=4s时间内冲量为
解得物块的速度变化量为-1kg·m/s，故D错误。
故选B。
6. 一半径为R的半圆柱透明介质的截面如图所示，O点为截面的圆心，AB为直径，一束单色光以入射角从D点射入介质，从AO的中点E垂直射出，已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 透明介质对单色光的折射率为
B. 透明介质对单色光的折射率为
C. 单色光在透明介质中的传播时间为
D. 单色光在透明介质中的传播时间为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设光射人介质的折射角为，则有
由几何关系可得
解得
故A错误；B正确；
CD．根据已知条件有
又
解得
故CD错误。
故选B。
7. 如图所示，一篮球以水平初速度碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的k倍，碰撞时间忽略不计（碰撞过程重力对篮球的冲量可忽略不计），弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为m，不计摩擦和空气阻力，则（ ）
A. 碰撞过程中，篮球与篮板组成的系统动量守恒
B. 碰撞过程中篮球的动量改变量大小为
C. 篮板对篮球的冲量大小为
D. 若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低
【答案】C
【解析】
【详解】A．碰撞过程中，篮球与篮板组成的系统外力之和不为零，动量不守恒，故A错误；
BC．以篮球弹回的方向为正方向，由动量定理可得
即篮板对篮球的冲量大小为，碰撞过程中篮球的动量改变量大小为，故B错误，C正确；
D．若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，减小，要使篮球中心经过篮框中心，即篮球弹回后水平位移不变，时间t要增大，应使碰撞点更高，故D错误。
故选C。
8. 如图为“水流导光”实验装置示意图，在透明塑料瓶下侧开一个小孔，瓶内装有适量清水，水从小孔中流出后形成了弯曲的水流。让激光1和激光2同时水平射向小孔，两束激光在A点的偏折情况如图所示。可知（ ）
A. 激光1的折射率大于激光2的折射率B. 激光1的折射率小于激光2的折射率
C. 激光1的频率小于激光2的频率D. 真空中激光1的速度大于激光2的速度
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．由图可知激光1在A点折射，激光2在A点发生全反射，可知激光2发生全发射的临界角较小，根据可知，激光1的折射率小于激光2的折射率，激光1的频率小于激光2的频率，故A错误，BC正确；
D．真空中激光1的速度等于激光2的速度，都为光速，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，一简谐横波沿x轴向正方向传播，轴上M、N两点相距21m，t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷；t=0.5s时M点为波谷，则该波的（ ）
A. 波长可能是16.8mB. 周期可能是0.4s
C. 波速可能是6m/sD. 波速可能是5m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．t=0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷，故
当时，解得
不符合实际。故A错误；
B．t=0.5s时M点为波谷，故
当时，解得
故B正确；
CD．波速
当m=0，n=1时
不管m，n如何取值，v均不等于。故C正确；D错误。
故选BC。
10. 在一个水平桌面上固定一个内壁光滑的半径为的管形圆轨道，俯视图如图所示，为圆上三个点，且构成等边三角形。在内部放置A、B两个小球（球径略小于管径，管径远小于），质量分别为，开始时B球静止于点，A球在其左侧以的初速度向右与B球发生第一次碰撞且被反弹。已知小球之间的碰撞均为对心弹性碰撞，第二次碰撞发生在点。则下列说法中正确的是（ ）
A. A、B两球的质量比为
B. A、B两球第一次相碰后瞬间，A球受到的向心力减小为碰前的
C. 仅增大A球的质量，第二次碰撞点不可能在处
D. 仅改变A球的质量两球相邻两次碰撞之间的时间不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
第二次碰撞发生在b点，则有
联立解得
故A错误；
B．解得AB碰后的速度分别为
，
根据
可知A需要的向心力为原来的，故B正确；
C．如改变质量，A球速度有两种情况，继续前进和反弹。若反弹，只增大A球的质量mA，速度之比变化，则第二次碰撞点不可能仍在b处。若不反弹，第二次碰撞点若在b处，则B比A多走1圈，则
解得质量之比
即满足时AB在b处可以第二次碰撞，故C错误。
D．每相邻两次碰撞之间的时间间隔
对弹性碰撞，前后相对速度大小不变，故D正确。
故选BD。
二、实验题（每空2分，共14分）
11. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲装置测量红光的波长。
（1）图甲中标示的器材P应为______；
A.凸透镜 B.凹透镜 C.红色滤光片 D.红色毛玻璃片
（2）图乙为干涉图样，转动测量头上的手轮，使分划板中心刻线对准图乙所示的明条纹A的中心，此时游标卡尺的示数如图丙所示，则游标卡尺的读数_____。
（3）再转动手轮，使分划板中心刻线向右边移动，直到对准明条纹B的中心，此时游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为。则该单色光的波长是_____。
【答案】 ①. C ②. 0.4 ③. 720
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中标示的器材P应为红色滤光片，C正确，ABD错误；
故选C。
（2）[2]游标卡尺为10分度游标卡尺，精确值为，图丙游标卡尺的读数为
（3）[3]图丁游标卡尺的读数为
由图乙可知
解得
根据公式
解得
12. 钟同学欲利用一固定光滑圆弧面测定重力加速度，圆弧面如图甲所示，图中虚线为圆弧面最低处，圆弧面半径约为，该同学取一小铁球进行实验。
（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则小铁球的直径__________cm。
（2）钟同学将小铁球从槽中虚线左侧接近虚线处由静止释放，则小铁球的运动可等效为一单摆。当小铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为1，当计数为60时，所用的时间为t，则等效单摆的周期__________。
（3）更换半径不同的金属球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制的图像如图丙所示，图中图线的横、纵截距均已标出，则当地的重力加速度__________，圆弧面的半径__________。
【答案】（1）1.66
（2）
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据游标卡尺读数规则
故填1.66；
【小问2详解】
根据题意可知，当计数为60时，小铁球完成个周期，所用的时间为t，则等效单摆的周期为
【小问3详解】
[1]根据题意摆长为
由单摆周期公式
得
联立解得
斜率为
解得
[2]纵截距为
解得
三、解答题
13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s、波源的振幅均为2cm。 图示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 质点M的平衡位置处于x=0.5m处。
（1）求两列波相遇的时刻。
（2）求1.5s后质点 M运动的路程。
【答案】（1）0.75s
（2）12cm
【解析】
【小问1详解】
两列波在x=0.5m处相遇，则相遇的时刻
【小问2详解】
由题意
两列波在0.75s同时传播到质点M处，在0.75s~1.2s，左右两侧波传到M，振动加强，则经过0.75s通过的路程
s2=3=12cm
M点通过的总路程12cm。
14. 为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的P 点处安装了一盏彩灯（彩灯可视为点光源）。已知池深H=2m，P 点到水池右侧的水平距离为 当水池装满水时，距离池边x₂=2.4m的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为h=1.8m。已知光在真空中的速度
（1）求水的折射率n；
（2）光在水中的速度v；
（3）如果想让彩灯光也能从水池左侧的B 点射出水面，则 B 点与 P 点的水平距离L不能超过多少。（结果用根号表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）光线在A点的折射角
入射角
则折射率
（2）光在水中速度
（3）若光线恰好能在B点发生全反射，则
B 点与 P 点的水平距离
解得
15. 如图所示，在倾斜角为30°的光滑斜面上静止放置、两个小球，它们的质量分别为和，它们的半径分别为和，它们之间用长为的轻绳相连（图中未画出），开始时、紧靠在一起并锁定于斜面上的处，在斜面上的处固定一个开有小孔的挡板，小孔半径为，间距离为，现解除对小球的锁定，让、一起从静止开始沿斜面下滑，球无阻碍地通过小孔，而球与挡板发生无机械能损失的碰撞，球碰撞后沿斜面向上运动，球仍沿斜面向下运动，轻绳绷紧瞬间（时间极短）两球达到共同速度，已知两球半径远小于轻绳长度，在计算时将、两球看做质点，斜面足够长，两小球始终在斜面上运动，取，求：
（1）小球、从点由静止开始一起沿斜面下滑到达挡板时的速度的大小；
（2）若，连接、两球的轻绳绷紧瞬间，、两球共同速度的大小和方向；
（3）若，试讨论两球共同速度的方向与值的关系。
【答案】（1）5m/s；（2），方向沿斜面向下；（3）见解析
【解析】
【详解】(1)一起下滑时根据动能定理有
代入数据得；
(2)与挡板发生碰撞反弹到绳刚好绷紧，根据受力分析可知两球的加速度为，则有
这段过程中球的位移
球的位移
又因为
代入数据解得；绳绷紧前瞬间有
绳绷紧过程动量守恒，取斜面向下为正，有
当时解得；故绳绷紧瞬间，、两球的共同速度的大小为，方向沿斜面向下；
(3)若
由(2)问可得