精品解析：辽宁省鞍山市普通高中2022-2023学年高二下学期期中物理试题（C卷）（解析版）

2022—2023学年度下学期期中考试

高二物理（C）

时间：75分钟    满分：100分

范围：选择性必修一

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题单选题，每题4分；8~10题多选题，每小题6分，全对得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。

1. 下列关于机械振动和机械波的说法，正确的是（　　）

A. 声源靠近观察者，观察者接收到的声波频率大于声源的频率

B. 衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象

C. 固有频率为2Hz振子在6Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为8Hz

D. 两列相同频率的波的叠加区域内到两波源距离之差为波长整数倍的点一定是振动加强点

【答案】A

【解析】

【详解】A．声源靠近观察者，根据多普勒效应可知，观察者接收到的声波频率大于声源的频率，A正确；

B．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，B错误；

C．固有频率为2Hz的振子在6Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为6Hz，C错误；

D．两列相同频率的波的叠加区域内到两波源距离之差为波长整数倍的点不一定是振动加强点，频率相同、相位差恒定、振动方向一致的两列波，若相位差为，波程差是波长的整数倍则为振动加强点，若相位差为，波程差是波长的整数倍则为振动减弱点，D错误。

故选A。

2. 篮球运动深受同学们喜爱。在某次篮球比赛中，质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后，以水平速度大小被弹回，已知，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是（　　）

A. 撞击时篮球受到的冲量大小为

B. 撞击时篮板受到的冲量大小为

C. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒

D. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】AB．取初速度方向正方向，则由动量定理可得冲量大小为

故AB错误；

C．撞击过程中篮球和篮板组成的系统所受合外力不等于零，则系统动量不守恒，故C正确；

D．由于反弹速度减小，则撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能不守恒，故D错误。

故选C。

3. 甲、乙两个单摆，做简谐振动时的图像如图所示，由此可知甲，乙两单摆（　　）

A. 摆长之比为 B. 振动频率之比为2:3

C. 在t=1.0s时刻，加速度均不为零 D. 在t=1.8s时刻，振动方向相反

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图像可知，甲、乙单摆振动周期之比为2:1，根据单摆的周期公式

可知，甲、乙单摆摆长之比为4:1，故A错误；

B．根据周期与频率的关系

所以振动频率之比为1:2，故B错误；

C．在t=1.0s时刻，沿振动方向的加速度均为零，但还有向心加速度，因此加速度不为零，故C正确；

D．根据振动图像可知，在t=1.8s时刻，甲、乙两单摆均沿x轴正向振动，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则绳长至少为（不计人的身高，可以把人看作质点）（　　）

A. 60m B. 40m C. 30m D. 10m

【答案】A

【解析】

【详解】人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，设运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒得

则

解得

则绳子长度

即绳子至少长60m长。

故选A。

5. 一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻波形图如图所示，此后质点N比质点M先回到平衡位置，时间差为0.4s。则（　　）

A. 波沿x轴正方向传播，波速为10m/s B. 波沿x轴负方向传播，波速为10m/s

C. 波沿x轴正方向传播，周期为0.6s D. 波沿x轴负方向传播，周期为1.0s

【答案】B

【解析】

【详解】某时刻波形图如图所示，此后质点N比质点M先回到平衡位置，说明质点N沿y轴负方向运动，则该波沿x轴负方向传，且波从N传播到M需要0.4s，则

故选B

6. 光学知识广泛应用于科学技术、生产和生活领域。下列关于光的论述正确的是（　　）

A. 沙漠中的“蜃景”现象是光发生衍射引起的

B. 拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波

C. 晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象

D. 通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象

【答案】C

【解析】

【详解】A．沙漠中的“蜃景”现象是光全反射现象引起的，故A错误；

B．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是横波，故B错误。

C．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象，故C正确；

D．通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象。故D错误。

故选C。

7. 如图在双缝干涉实验中，光源S到两缝、距离相等，用绿色光实验可观察屏上出现条纹。为增大屏上的条纹间距，下列方法可行的是（　　）

A. 仅稍微向下移动光源S B. 仅增大双缝、间距

C. 仅增大屏到双缝的距离 D. 仅改换用频率更高色光

【答案】C

【解析】

【详解】双缝干涉条纹间距满足

A．仅稍微向下移动光源S，S到S1的距离将略大于到S2的距离，根据几何关系可知，此时从S发出的光经过S1和S2后到达光屏时在O点略向上的位置才能满足光程差为零，同理可知其他满足干涉增强和干涉减弱的特定光程差位置也将略微上移，即光屏上干涉条纹整体略微上移，但条纹间距不变，故A不符合题意；

B．仅增大双缝、间距，即d增大，可知条纹间距减小，故B不符合题意；

C．仅增大屏到双缝的距离，即L增大，可知条纹间距增大，故C符合题意；

D．仅改换用频率更高色光，即λ减小，可知条纹间距减小，故D不符合题意。

故选C。

8. 如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】ABC

【解析】

【详解】设每个球的质量均为m，取向右为正方向，则碰前系统总动量

碰前的总动能

A．若vA′ = -2m/s，vB′ = 6m/s，碰后总动量

动量守恒，总动能

总动能不变，A可能实现，故A符合题意；

B．若vA′ = 2m/s，vB′ = 2m/s，碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能减少，B可能实现，故B符合题意；

C．碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能减少，C可能实现，故C符合题意；

D．碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能增加，D不可能实现，故D不符合题意。

故选ABC。

9. 如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。下列说法正确的是（　　）

A. 经时间，小球从最低点向上运动的距离小于

B. 在时刻，小球向下运动

C. 在时刻，小球的动能最大

D. 小球在一个周期内运动的路程为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由图可知简谐振动的位移随时间关系为

则时，有

所以经时间，小球从最低点向上运动的距离为

故A正确；

B．由图可知，在时刻，小球向上运动，故B错误；

C．由图可知，在时刻，小球处于平衡位置，此时小球的速度最大，小球的动能最大，故C正确；

D．小球在一个周期内运动的路程为，故D错误。

故选AC。

10. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，、是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　）

A. 水滴对光发生全发射的临界角大于对光的临界角

B. 光的频率大于光的频率

C. 在同种介质中，光传播速度小于光传播速度

D. 光和光照射相同的单缝发生衍射现象，光的中央亮条纹更宽

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图可知，光线进入水滴后，a光的折射角小，根据

可知a光折射率大，根据临界角公式

可知水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，A错误；

B．由于a光折射率大于b光折射率，则a光的频率大于b光的频率，B错误；

C．a光折射率大，根据

可知在同种介质中，a光传播速度小于b光传播速度，C正确；

D．a光折射率大、频率大，则a光的波长小，波动性比b光弱，则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较小，故a光的中央亮条纹更窄，D正确。

故选CD。

二、非选择题：共5小题，共54分。

11. 为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做实验。

①用天平测出两个小球的质量分别为和；

②按照如图所示，安装好实验装置；将轨道固定在桌边，使轨道的末端点的切线水平；

③先不放小球，让小球从轨道G处由静止开始滚下，落到复写纸上，在下面的白纸上留下落点痕迹，多次重复上述操作；

④将小球放在轨道末端点处，让小球从轨道G处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，两球分别在白纸上留下各自的落点痕迹，多次重复上述操作；

⑤在记录纸上确定、、为三个落点的平均位置，其中点为不放小球时小球落点的平均位置，用毫米刻度尺量出各个落点位置到轨道末端投影点的距离分别为、、。

（1）关于实验操作，下列说法正确是___________。（填选项前的字母）

A.实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置

B.以最小的圆圈住小球的落地点，则该圆的圆心可视为小球落点的平均位置

C.两个小球的质量需要满足小于，且轨道表面必须光滑

D.小球与发生碰撞后，的落点是图中的点，的落点是图中的点

（2）只要满足关系式___________，则说明碰撞过程两小球动量是守恒的；（用、、、、表示）

（3）只要满足关系式___________，则说明碰撞过程两小球动能是守恒的。（用、、表示）

【答案】    ①. BD##DB    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验过程中白纸必须始终放在复写纸的下面，不能调整位置，故A错误；

B．以最小的圆圈住小球的落地点，则该圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B正确；

C．为了防止小球弹回，两个小球的质量需要满足大于，轨道表面不必光滑，故C错误；

D．小球与发生碰撞后，的落点是图中的点，的落点是图中的点，故D正确。

故选BD。

（2）[2]根据题意，若碰撞过程动量守恒，则有

由于小球做平抛运动，且下落高度相同，则小球的飞行时间相等，设为，则有

即满足

则动量守恒。

（3）[3]若碰撞过程机械能守恒，则有

两边同时乘以，则有

即满足

则动能守恒。

12. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中

（1）以下做法中正确的是________；

A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长

B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间

C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动

D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°

（2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径为2.00cm，则单摆的摆长为_________cm（该结果保留4位有效数字）；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示为_________s。

（3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长L，测得多组周期T和L的数据，作出图像，如图丙所示。实验得到的图像是_________（选填“a” “b”或“c”）。

【答案】    ①. C    ②. 98.43    ③. 100.0    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离，故A错误；

B．测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，相等的距离误差时，引起的时间误差较小，测量的周期精确，故B错误；

C．要保证单摆在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，故C正确；

D．单摆摆动时，对摆角的大小有要求，摆角的大小不超过5°，故D错误。

故选C。

（2）[2]单摆摆长等摆线长加摆球的半径，即

[3]由秒表读得50次全振动的时间为

t=90s+10.0s=100.0s

（3）[4]摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长L，悬点到小球最低点的距离作为摆长l，则

L=l-r

由单摆周期公式得

由图示图像可知，实验得到的l-T2图像纵坐标的截距大于零，故应该是c。

13. 半圆形玻璃砖的横截面如图所示，圆心为O，半径为R，是水平直径，C为半径的中点，一光线沿与夹角为的方向从C点射入玻璃砖，折射光线从半圆的最低点D射出。光在真空中的传播速度为c。求：

（1）玻璃砖对该光线的折射率n；

（2）该光线在玻璃砖中传播的时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路图如图所示，设光线在C点发生折射的折射角为r，根据几何关系有

根据折射定律有

解得

（2）根据几何关系可知，光线在玻璃砖中传播的路程

光线在玻璃砖中传播的速度大小

又

解得

14. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a），一列简谐横波沿x轴传播，实虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，图（b）为质点Q的振动图像求：

（1）波的传播方向和波速大小；

（2）的大小；

（3）从时刻起，质点P第一次到达位移最大处所需要的时间。

【答案】（1）波沿x轴正方向传播，40m/s；（2）,（n=0、1、2、3.....）；（3）0.175s

【解析】

【详解】（1）由图（b）图像可知时刻，质点Q沿着y轴正向振动，根据平移法可知波沿x轴正方向传播，再由图可知

，

则波速为

（2）根据题意可知

，（n=0、1、2、3…）

解得

,（n=0、1、2、3......）

（3）波沿x轴正方向传播，根据平移法可知，质点P第一次到达位移最大处的时间即波传播的时间，则

15. 某次训练中使用的冰壶A和冰壶B的质量均为，初始时两冰壶之间的距离，运动员以的初速度将冰壶A水平掷出后，与静止的冰壶B碰撞，碰后冰壶A的速度大小变为，方向不变，碰撞时间极短．已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为，重力加速度。求：

（1）冰壶A与B碰撞碰撞前的速度大小；

（2）两冰壶碰撞后瞬间B的速度大小；

（3）计算碰撞前后系统的总动能，判断是否为弹性碰撞。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）冰壶A从开始运动到与冰壶B碰撞过程中，根据动能定理可得

代入数据解得

（2）两冰壶碰撞过程中，满足动量守恒，则有

代入数据解得

（3）碰撞前两冰壶的总动能为

碰撞后两冰壶总动能为

由于

可知两冰壶碰撞为非弹性碰撞。