2021-2022学年广东省江门市新会陈经纶中学高二（下）期中物理试题（选择考）含解析

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21-22学年高中20级第7学段物理选择考试卷本试卷共4页，满分100分，考试时间75分钟第I卷（选择题）一、单项选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 人从高处跳到地面，为了安全，一般都是让脚尖先着地，接着让整个脚底着地，并让人下蹲，这样做是为了（　　）A. 减小人受到的冲量B. 增大人受到的冲量C. 延长与地面的作用时间，从而减小人受到的作用力D. 延长与地面的作用时间，从而减小人动量的变化【答案】C【解析】【详解】AB．因为人的动量变化量相同，所以，人受到的冲量相同，故AB错误；CD．设人落地时速度为v，人受到地面的作用力为F，作用时间为t，人的质量为m，以向上为正方向，根据动量定理得延长作用时间t，可以减小作用力F，故C正确，D错误。故选C。2. 在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察到水波通过狭缝后的传播现象如图所示。现适当减小狭缝宽度，则（　　）A. 水波波长变长B. 水波振幅变大C. 水波波速变小D. 衍射现象更明显【答案】D【解析】【详解】AC．适当减小狭缝宽度，水波通过狭缝后，波速与频率不变，根据波长不变，AC错误；B．波源不变，适当减小狭缝宽度，则波阵面最前方起振的点减少，能量减少，水波振幅减小，B错误；D．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，波长不变，适当减小狭缝宽度，衍射现象更明显，D正确。故选D。3. 如图所示，S1、S2是两个振动完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（　　）
 A. d点始终保持静止不动B. 图示时刻c点的位移为零C. b点振动始终加强，c点振动始终减弱D. 图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cm【答案】A【解析】【详解】A．由图可知，d点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故A正确；BCD．b点是波峰与波峰相遇，c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是5 cm，则b点相对平衡位置高10 cm，而c点是波谷与波谷相遇，则c点相对平衡位置低10 cm，所以b、c两点的竖直高度差为20 cm，故BCD错误。故选A。4. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振动物体的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（　　）A. t=0.2s时，振动物体的加速度方向向右B. t=0.6s时，振动物体的速度方向向右C. 在t=0.4s到t=0.8s时间内，振动物体的动能逐渐增大D. 在t=0到t=2.4s时间内，振动物体通过的路程是80cm【答案】C【解析】【详解】A．t=0.2s时，振子位置由O点向右运动到OB中的某点，振子受到的回复力向左，所以加速度向左，故A错误；
B．t=0.6s时，由图象知其x-t斜率为负，故其速度方向与正方向相反，因此速度向左，故B错误；C．t=0.4s到t=0.8s的时间内，图中斜率绝对值逐渐增大，因此可判断振子运动的速度增大，所以振子的动能逐渐增大，故C正确；
D．图中看出振子的周期为1.6s，t=0s到t=2.4s的时间内，振子振动了1.5个周期，振动物体通过的路程是故D错误。
故选C。5. 如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小。则（　　）A. 钢片a的振动频率约为100HzB. 钢片b的振动频率约为90HzC. 钢片c的振动频率约为80HzD. 电动机的转速约为90r/min【答案】B【解析】【详解】ABC.b钢片共振，故电动机频率等于其固有频率90Hz，故B正确AC错误；D.电动机的转速和频率相同为，故D错误。故选B。6. 一列简谐横波在t=0.4s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的质点，图（b）是质点P的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为20m/s，则（　　）
 A. 该波的周期为0.6s B. 该波的波长为12mC. 该波沿x轴正方向传播 D. 质点P比质点Q更快回到平衡位置【答案】D【解析】【详解】A．由图像可知，波的周期为1.2s，A错误；B．该波的波长为B错误；C．由振动图像可知，0.4s时，质点P沿y轴的负方向运动，所以该波沿x轴负方向传播，C错误；D．因波沿x轴负方向传播，所以质点P在小于的时间就将到达平衡位置，而质点Q要先运动到最大振幅处，再回到平衡位置，时间大于，所以质点P比质点Q更快回到平衡位置，D正确；故选D。二、多项选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得，有选错的得0分。7. 下列说法中正确的是（　　）A. 沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小，这是波的干涉现象B. 在大树前说话，大树后面的人可以听到，这是波的衍射现象C. 大街上警车尖叫着从行人旁疾驰而去，行人听到警笛声音由高变低，这是声音的多普勒效应D. 发声的电铃放在真空罩里，外面听不到声音，这是因为电铃在真空中不能振动【答案】ABC【解析】【详解】A．两个完全相同的发声器发出的声波在周围空间发生干涉，平行于两发声器连线行走时听到的声音忽大忽小，A正确；B．树前说话，树后的人能听到，是波的衍射现象，B正确；C．当声源与观察者发生相对运动时，会发生多普勒效应，C项正确；D．听不见声音是因为没有传播介质声波不能传播，D错误。故选ABC。8. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A. 只要有电场和磁场，就能产生电磁波B. 电磁波在真空和介质中传播速度不相同C. 均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D. 赫兹证明了电磁波的存在【答案】BD【解析】【详解】AC．只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波，若是恒定的电场和磁场不会产生电磁波；若是电场、磁场均匀变化，也不会能产生电磁波，故AC错误；B．电磁波在真空中以光速传播，而电磁波在介质中的传播速度小于其在真空中的传播速度，故B正确；D．赫兹证明了电磁波的存在，故D正确。故选BD。9. 一个做简谐运动的物体，每次速率相同时，下列说法中正确的是（　　）A. 必有相同的动能 B. 必有相同的位移C. 必有相同的加速度 D. 必有相同的势能【答案】AD【解析】【详解】A．根据动能表达式可知每次速率相同时，动能必然相同，A正确；BC．当速率相同时，说明速度大小相等，但不能确定物体是否经过同个位置，因为相对于平衡位置对称的两个位置速度大小相等，则位移方向不能确定是否相同，回复力方向不能确定是否相同，加速度方向不能确定是否相同，BC错误；D．简谐运动的动能与势能之和不变，动能相同，则势能必然相同，D正确；故选AD。10. 如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，∠A=30°，一束单色光从AB边上的D点平行AC边射入棱镜，在AC边发生全反射，反射光线与AB边平行，已知，则下列说法正确的是（　　）
 A. 单色光在D点的折射角为30° B. 三棱镜的折射率为C. 三棱镜的折射率为 D. 单色光不能从BC边射出【答案】AB【解析】【详解】ABC．根据题意，作出光路图，如图所示
 根据几何关系可知，光线在D点的入射角为，折射角为，根据折射定律有故AB正确，C错误；D．根据几何关系可知，光在M点的入射角为30°，小于临界角60°，能从BC边射出，故D错误。故选AB。11. 如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形图，经0.5s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5s．以下说法正确的是（　　）
 A. 波的周期可能是B. 波的周期可能是4sC. 如果波是沿x轴正方向传播的，波速是0.72m/sD. 如果波是沿x轴负方向传播的，波速是0.12m/s【答案】AD【解析】【详解】AB．如果波沿x轴正方向传播解得如果波沿x轴负方向传播解得 A正确，B错误；C．如果波沿x轴正方向传播，波速是C错误； D．如果波沿x轴负方向传播，波速是D正确。故选AD。12. 我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象。在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，固连在振动片上的两根完全相同的细杆周期性的击打水面，并且两细杆击打的深度和频率完全相同，可看作两个波源。这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。如图乙所示，振动片以周期T做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样。若以线段为直径在水面上画一个半圆，半径与垂直。除C点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在C点左侧距C点最近的为D点。已知半圆的直径为d，，，，则（　　）A. 水波的波长为B. 水波波长为C. 水波的传播速度为D. 若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点【答案】AC【解析】【详解】AB．根据题意可知，DB与AD的长度差等于波长，则A正确，B错误；C．水的波速为C正确；D．若减小振动片振动的周期，C点与两波源的距离相等，距离差为零，一定仍为振幅极大点，D错误；故选AC。第II卷（非选择题）三、实验题(共14分)13. （1）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是_______；
 A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P1的像B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P1的像C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些D．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率（2）某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值_____________真实值（填“大于、小于、等于”）
 【答案】    ①. ABCE    ②. 小于【解析】【详解】（1）[1]A．确定大头针P3的位置的方法是大头针P3能挡住P1和P2的像，故A正确；B．确定大头针P4的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像，故B正确；C．为了提高测量的精确度， P3、P4之间的距离应适当大一些，故C正确；D． P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小．故D错误；E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，则用“插针法”仍可测玻璃的折射率，故 E正确。故选ABCE。（2）[2] 依题意作出光路图如图所示，从图可知，虚线所对应折射角测量值大于实线所对应的真实折射角
 根据折射定律可知，折射率为因为折射角偏大，可知测量值小于真实值。14. 如图1，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
 （1）图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________ ；（填选项前的符号）A．用天平测量两个小球的质量m1、m2B．测量小球m1开始释放的高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到小球m1、m2相碰后平均落地点位置M、NE．测量平抛射程OM、ON（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________________________（用（1）中测量的量表示）；（3）经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′∶p2′＝11∶________。实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 为________；
 【答案】    ①. ADE    ②.     ③. 14:11    ④. 11:2.9    ⑤. 1.01【解析】【详解】（1）[1]由动量守恒定律可知由平抛运动规律可知整理得可知本实验中还需要测量两个小球的质量m1、m2，找到小球m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N并测出平抛射程OM、ON，故选ADE；（2）[2] 由（1）可知若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为（3）[3][4][5]四、解答题(共38分)15. 如图所示，有一质量为m小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上的光滑圆弧轨道。已知圆弧轨道的质量为2m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，求：（1）小球在圆弧轨道上能上升的最大高度；（用v0、g表示）（2）小球离开圆弧轨道时的速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球在圆弧轨道上上升到最高时两物体速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有mv0＝3mv得v＝根据机械能守恒定律得mv02＝×3mv2＋mgh解得h＝（2）小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有mv0＝mv1＋2mv2根据机械能守恒定律，则有mv02＝mv12＋×2mv22联立以上两式可得v1＝－v0则小球离开圆弧轨道时的速度大小为。16. 如图所示，在同一竖直平面内，半径R＝0.5m的光滑半圆轨道AC与高h＝6R的粗糙圆弧轨道BD（小于四分之一弧长）由一条光滑水平轨道平滑连接。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（均不连接），处于静止状态。同时释放两个小球，弹簧的弹性势能全部转化为a、b两小球的动能，且a球恰好能通过半圆轨道最高点A，b球恰好能到达粗糙圆弧轨道最高点B。已知a球质量为m1＝2kg，b球质量为m2＝1kg，求：（g取10m/s2）（1）a球经过半圆轨道的C点时对轨道的作用力FC；（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep；（3）b球从D点到B点克服摩擦力做的功。【答案】（1）120N，方向竖直向下；（2）75J；（3）20J【解析】【详解】（1）小球a恰好能通过最高点，由重力充当向心力，有以Ｃ点所在平面为零势面，根据机械能守恒定律有在Ｃ点对小球受力分析，则有轨道支持力与重力的合力提供向心力有解得根据牛顿第三定律有，则a球经过半圆轨道的C点时对轨道的作用力FC等于120N，方向竖直向下。（2）设弹簧弹开后，小球b的初速为，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有解得（3）以小球b为研究对象，设摩擦力做功为，根据动能定理有解得则b球从D点到B点克服摩擦力做的功为20J。17. 如图所示，质量均为的木板A、B静止在光滑水平地面上，B的右端固定一厚度不计的竖直轻挡板，A和B不粘连，且其长度之比为。一可视为质点、质量为的小滑块C以水平初速度从A的左端滑上A，最终与竖直挡板发生碰撞并粘在一起，B、C的共同速度为。已知C与A、B上表面的动摩擦因数相同。（1）求C刚滑上B时的速度大小及A最终的速度大小；（2）求C与竖直挡板碰撞损失的机械能。
 【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）C刚滑上B时，A、B具有相同速度，之后A、B分离，A做匀速直线运动，从C刚滑上A到C刚滑上B的过程，根据动量守恒定律可得B、C的最终的共同速度为，对整个运动过程，根据动量守恒定律可得联立解得，（2）从C刚滑上A到C刚滑上B的过程，系统产生的内能为满足C与A、B上表面的动摩擦因数相同，结合题目可知，C分别在A、B上滑行时产生的内能关系为在整个过程中，由能量守恒可知C与竖直挡板碰撞损失的机械能满足联立解得