2022-2023学年江苏省南通市海安高级中学高二上学期第一次月考物理试题

2022-2023学年度高二年级阶段性测试（二）

物 理

一、单项选择题．本题共10小题，每小题4分，共40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．观察水面波衍射的实验装置如图所示，O是波源，AC和BD是两块挡板，AB是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是

A．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距

B．此时能观察到明显的衍射现象

C．两挡板AB间空隙增大10倍，衍射现象会更明显

D．波源振动频率增大10倍，衍射现象会更明显

2．图中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一列超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。下列说法正确的是

A．超声波属于纵波

B．超声波在血液中传播速度小于在空气中传播速度

C．超声波在血液中的波长等于其在空气中的波长

D．入射的超声波与被血液反射的超声波相遇时会发生干涉现象

3．如图甲所示为研究光的干涉现象的实验装置，狭缝S1、S2的间距d可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中在屏上得到了图乙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是

A．图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后变成暗条纹

B．仅减小狭缝S1、S2的间距d，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大

C．仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小

D．若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹

4．如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出，下列说法正确的是

A．A光束是单色光

B．B光穿过玻璃砖所用的时间比C光穿过玻璃砖所用的时间长

C．入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失

D．做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距小

5．两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示。已知两列波传播速度的大小均为2.5m/s，质点P位于的位置，下列说法正确的是

A．两列波相遇时不会发生干涉现象

B．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向

C．质点P第一次到达波峰的时刻是

D．在0~0.5s时间内质点P通过的路程是1.2m

6．如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，AB边长为d，CD边长为3d，，底角为45°。一束细激光从E点垂直AD面入射，器件介质对激光的折射率为。已知激光在真空中的传播速度为c，则这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为

 A． B． C． D．

7．如图（a）所示水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图（b）是弹簧振子做简谐运动的x-t图像，下列说法正确的是

A．弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动

B．弹簧振子的振动方程为x=0.1sin m

C．图（b）中的t1时刻振子的速度方向与加速度方向都为正方向

D．弹簧振子在2.5 s内的路程为1m

8．如图所示，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平面上，有一质量为m的小球由槽顶端A静止释放。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，在其下滑至槽末端B的过程中，下列说法正确的是

A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒

B．圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为

C．若圆弧槽不固定，小球水平方向移动的位移为

D．若圆弧槽固定，圆弧槽对地面的最大压力为6mg

9．如图所示，套在光滑的足够长的水平直杆上的小球有向右的初速度v0，现对小球施加水平向左的外力F，F的大小始终与小球的速度成正比，即，k为与速度无关的常数。已知该球以大小为v1的初速度沿杆向右运动的最大位移为x1，以大小为v2的初速度沿杆向右运动的最大位移为x2，若，则为

 A．2 B． C． D．

10．如图，内壁光滑、半径为R的圆形轨道平放在光滑水平面上并固定，O点是圆心。A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L是圆弧的12等分点。质量相等的小球a、b（均可视为质点）静止于圆形轨道的A、D两点，某时刻分别给两球方向如图所示的速度v1和v2，v2大小是v1的2倍，两球间的碰撞均视为弹性碰撞，则

A．两球第一次碰撞发生在K点

B．两球第二次碰撞发生在E点

C．两球第三次碰撞发生在A点

D．两球第四次碰撞发生在J点

二、非选择题：共5题，共60分．解答第12~15时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11．(15分)某小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为m1的入射小球A从斜槽上某一固定位置C由静止释放，小球A从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把质量为m2的被碰小球B放在水平轨道末端，仍将小球A从位置C由静止释放，小球A和B碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。

回答下列问题：

（1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有  ▲   。  

A．小球A和小球B的质量m1、m2   

B．斜槽末端离地面的高度h

C．位置C到斜槽末端的高度差Δh     

D．两小球与斜槽间的动摩擦因数μ

（2）当所测物理量满足表达式    ▲      （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。  

（3）若测得各落点痕迹到O点的距离OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知小球A、B的质量比为2∶1，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差=  ▲  %（结果保留一位有效数字）。

（4）某实验小组设计用如图丙所示装置来研究碰撞前后动能的变化，使小球从斜槽轨道滚下打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。使用质量为m3的小球D和质量为m4的小球E进行实验，其他操作重复验证动量守恒定律实验时的步骤。M′、P′、N′为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O′，测得O′M′=y1，O′P′=y2、O′N′=y3，在实验误差允许范围内，若满足关系式

   ▲    （用题中涉及的物理量符号表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。

12．（8分）用单摆测定重力加速度的装置如图所示。

（1）测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，求重力加速度g1(用L、n、t表示)；

（2）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为0～30 cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得求重力加速度g2(用l1、l2、T1、T2表示)。

13．（8分）如图所示，已知一块环形玻璃砖玻璃砖的折射率n为，外圆半径为2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离为x=R，光线b经折射后恰好与内柱面相切。已知光在真空中的传播速度为c。求：

（1）该玻璃砖的内圆半径r；

（2）光线a、b在外圆界面内传播的时间差∆t （不考虑光线反射）。

14．（14分）如图，在光滑的水平面上，有一质量的长木板，长木板上有一质量的物块。它们都以的初速度反向运动，它们之间的动摩擦因数，且木板足够长，求：

（1）当长木板的速度向左大小v1为时，物块速度的大小v2；

（2）长木板的最终速度大小v；

（3）要使小物块不滑出长木板，长木板的长度L至少多大。

15．（15分）如图所示，质量均为m的滑块A、B、C放在光滑的水平面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k的轻质弹簧将A、B连接，C紧靠B，开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为mg的恒力F，使B、C一起向左运动，当弹簧压缩到最短时，立即撤去恒力。设弹簧始终处于弹性限度范围内，重力加速度为g．

（1）水平恒力施加瞬间时滑块B的加速度大小a及当弹簧压缩到最短时的压缩量x；

（2）撤去F后滑块C的最大速度v；

（3）滑块A的最大速度为vm及弹簧最长时的弹性势能为Ep．

物理参考答案及评分标准

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．

1．B  2．A  3．B  4．C  5．D  6．A  7．D  8．B  9．A  10．D

二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11.【答案】（1）A（2）m1·OP=m1·OM+m2·ON （3）2   （4）  

【详解】（1）根据动量守恒定律得

根据平抛运动

OP=v0t

OM=v1t

ON=v2t

解得

m1·OP= m1·OM+m2·ON

[1]根据m1·OP= m1·OM+m2·ON，除了要测出OP、OM、ON外，还需要测量两个小球的质量。故选A。

（3）系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差

（4）由题意可知，小球D、E做平抛运动，在水平方向的位移相等，设为x＇，在碰撞前小球D的速度为v1，碰撞后小球D的速度为v2，小球E的速度为v3，在竖直方向则有

      解得  

     解得  

     解得  

D、E两小球在碰撞前后，若满足关系式

   即

则可认为碰撞前后两球的总动能相等。

12．（8分）【答案】　(1)　(2)

【详解】(1)单摆的振动周期T＝。

根据T＝2π，得g＝＝。

(2)设A点到铁锁重心的距离为l0。根据单摆的周期公式T＝2π ，得T1＝2π ，T2＝2π 。联立以上两式，解得重力加速度g＝。

13.【答案】（1）；（2）

【详解】（1）光路如图所示，

根据几何关系得

根据折射率公式有

  得     即 

     解得

（2）光线在外圆界面内传播的速度为

光线b在外圆界面内传播的时间为

光线a在外圆界面内传播的时间为

光线a、b在外圆界面内传播的时间差为

14.【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设向左为正方向；两物体在运动中不受外力，总动量守恒；则由动量守恒定律可知

代入数据解得

（2）对全程由动量守恒定律可知：最终木板和物块的速度相同

     解得    方向向左；

（3）由（1）（2）可知，小物块的速度先减为零，然后反向加速，根据牛顿第二定律可得小物块的加速度

长木板的加速度

小物块速度减为零所需的时间

此过程中物块和长木板的相对位移

当物块速度减为零后，此时长木板速度

然后木块反向加速，长木板减速，达到共速的时间

此过程中物块和长木板的相对位移

要使小物块不滑出长木板，长木板的长度的最小值

代入数据可得

15.【详解】（1）根据牛顿第二定律得 

恒力F的作用时，使B、C一起向左运动，弹簧压缩到最短的过程中，B、C一起做简谐运动，根据简谐运动对称性可知，当弹簧压缩到最短时加速度大小与F作用瞬间相等

（2）当弹簧压缩到最短时，立即撤去恒力，弹簧恢复原长时B、C发生分离，设此时速度为v，根据能量守恒可知

解得

（3）弹簧恢复原长后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒，分析知当A、B共速时，弹簧最长，滑块A的速度最大为vm，

解得