黑龙江省佳木斯市第八中学2022-2023学年高二下学期5月期中物理试题（解析版）

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2022-2023（下）高二期中考试 物理试题
考试时间：60分钟 试卷总分：100分
第I卷
一、选择题（本题共12小题，共48分。第1~8小题只有一个选项正确，每小题4分，第9~12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 简谐运动是一种匀变速直线运动
B. 物体做机械振动时的振动图像都满足正弦规律
C. 物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力的频率
D. 物体做阻尼振动时，随着振幅的减小，频率也不断减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．简谐运动的加速度时刻变化，不是匀变速运动，故A错误；
B．物体做简谐运动时的振动图像都满足正弦规律，故B错误；
C．物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力的频率，故C正确；
D．物体做阻尼振动时，振幅逐渐减小，周期不变，频率不变，故D错误
故选C。
2. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中时两种不同频率的单色光，则两光（　　）

A. 在同种玻璃种传播，光传播速度一定大于光
B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，光侧移量大
C. 分别照射同一介质，介质对光的折射率大于对光的折射率
D. 以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，光线a的折射率大于b，根据

可以确定a光在同种玻璃中速度小于b光，故A错误；
B．以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大，则a光侧移量较大，故B错误；
C．分别照射同一介质，介质对光的折射率大于对光的折射率，C正确；
D．根据

折射率越大，越容易发生全反射，在水外越不容易看到，即以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光，D错误。
故选C。
3. 新冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可将飞沫喷到之外，有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达，假设打一次喷嚏大约喷出的空气，用时约，已知空气的密度为，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（　　）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，以喷出的空气为研究对象，由动量定理有

解得

由牛顿第三定律可知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力为

故选D。
4. 如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A. 在时有正向最大加速度的是乙摆
B. 甲摆的机械能比乙摆的机械能大
C. 甲摆的振幅是乙摆振幅的3倍
D. 甲摆的摆长比乙摆的摆长大
【答案】A
【解析】
【详解】A．在时，甲摆的位移等于零，加速度等于零；在时，乙摆的位移为负最大，加速度为正最大，所以在时，有正向最大加速度的是乙摆，A正确；
B．两个单摆摆球的质量未知，无法比较两个单摆的机械能，B错误；
C．甲摆的振幅是6cm，乙摆的振幅是3cm，甲摆的振幅是乙摆振幅的2倍，C错误；
D．根据 ，两个单摆的周期相等，都等于4s，所以甲摆的摆长等于乙摆的摆长，D错误。
故选A。
5. 生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果。图丙表示的是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）

A. 降噪过程应用是声波的干涉原理，P点振动加强
B. 降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
C. 降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
D. 质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】C
【解析】
【详解】C．由于传播介质相同，所以降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故C正确；
AB．由题图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等，则频率相同，叠加时产生稳定干涉，又由于两列声波等幅反相，所以能使振幅减为零，从而起到降噪作用，两列声波使P点的振动方向相反，所以P点为振动减弱点，故AB错误；
D．P点并不随波的传播方向移动，故D错误。
故选C。
6. 甲、乙两球质量分别是1kg、2kg，在光滑水平面上沿同一直线运动，速度分别是=4m/s、=2m/s。甲追上乙发生正碰，碰后各自的速度可能取值有（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】以甲的初速度方向为正方向，碰撞前总动量均为

碰撞前的动能

碰撞后的动量和动能分别为
，
A．如果

则
，
碰撞后动量不守恒、机械能增加，故A不符合题意；
B．如果

则
，
碰撞后动量守恒、机械能增加，故B不符合题意；
C．如果
，
则
，
碰撞过程动量守恒，机械能减少，但要发生二次碰撞，故C不符合题意；
D．如果
，
则
，
碰撞过程动量守恒、机械能减少，碰撞后不能发生二次碰撞，故D符合题意。
故选D。
7. 某烟花弹在点燃后升空到离地高度时速度变为零，此时火药爆炸将烟花弹炸裂为质量相等的A、B两部分，A竖直向上运动，B竖直向下运动，A继续上升的最大高度为不计空气阻力，从爆炸之后瞬间开始计时，在空中运动的过程中，A、B所受重力的冲量大小之比为（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，设A、B两部分的质量为，爆炸后A部分的速度大小为，B部分的速度大小为，爆炸过程中，系统的动量守恒，取向上为正，由动量守恒定律可得

解得

由机械能守恒定律有

解得

设A落地速度为，B落地速度为，取向下为正方向，则有


解得

取向下为正方向，由动量定理有


则A、B所受重力的冲量大小之比为。
故选C。
8. 如图所示，用插针法测定一块两侧面平行的玻璃砖折射率时，下列说法中正确的是（　　）

A. 若换用两侧面a、a'不平行的玻璃砖，则无法进行实验
B. 为减小测量误差，大头针A、B的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差，大头针C和D的距离应适当取大些
D. 若大头针A、B的连线与法线夹角较大，光线有可能在面发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．实验中玻璃砖上下表面不一定需要平行，只要能确定光线的入射点及出射点即可，故A错误；
B．为减少测量误差，大头针A、B的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，大头针C和D的距离应适当取大些，故C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选C。
9. 有甲、乙、丙、丁四列简谐波同时沿轴正方向传播，波速分别是、、、，、是轴上所给定的两点，且。在时刻，、两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起（　　）

A. 波长最长的是丙，波长最短的是乙
B. 频率最高的是乙，频率最低的是丙
C. 关于点第一次到达波峰，最先是乙，最后是甲
D. 关于点第一次到达波谷，最先是乙，最后是甲
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知，四列波的波长分别为




故波长最长的是丙，波长最短的是乙，故A正确；
B．根据

可得频率分别为




故频率最高的是丁，频率最低的是甲，故B错误；
C．根据

得四列波的周期为




根据平移法可知在t时刻甲乙丙中a点向上振动，丁中a点向下振动，由该时刻起a点第一次出现波峰的时间分别为




故关于a点第一次到达波峰，最先是乙，最后是甲，故C正确；
D．同理可知在t时刻甲乙丁中b点向上振动，丙中b点向下振动，由该时刻起b点第一次出现波谷的时间分别为




故关于b点第一次到达波谷，最先是丁，最后是甲，故D错误。
故选AC。
10. 下列说法正确的是（　　）

A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到声音频率减小
B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C. 图丙检验工件平整度的劈尖干涉不是薄膜干涉
D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
【答案】AD
【解析】
【详解】A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到声音频率减小，故A正确；
B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B错误；
C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，是薄膜干涉，故C错误；
D．光照射到不透明圆盘上，后面会出现一亮斑，这亮斑称为泊松亮斑，图丁为在圆盘后得到的衍射图样，故D正确。
故选AD。
11. 图甲为一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，图乙为该波上质点P的振动图像，则下列判断正确的是（　　）

A. 这列波的波速为10m/s
B. 这列波沿x轴负方向传播
C. 质点P做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）（y的单位是cm）
D. 若该波遇到几何尺寸为3m的障碍物时，能发生明显的衍射现象
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图象知：T=0.4s，λ=4m，则波速为

故A正确；
B．由图乙知：t=0.2s时刻质点P正通过平衡位置向上振动，根据波形的平移法可知该列波沿x轴负方向传播，故B正确；
C．由图乙可知质点的振动周期为T=0.4s，则质点P在t=0时刻位于平衡位置处向下振动，其做简谐运动的表达式为

故C错误；
D．该波的波长为4m，该波在传播过程中若遇到尺寸为3m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选ABD。
12. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车，上面是由两个对称的光滑曲面组成，整个小车的质量为m。现有一个质量也是m可看作质点的小球，以水平速度v0从小车的左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又沿右侧曲面滑下。下列说法正确的（　　）

A. 此过程中小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球滑离小车时，小车的速度减为0
C. 小车上的曲面的高度等于
D. 若减小小球的初速度，则小球与小车分开后，小球做自由落体运动
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．小球和小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
C．小球恰好到达小车的最高点时小球与小车的速度相等，设共同速度为，小球运动到最高点过程中，小球和小车在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得

曲面与地面光滑，整个运动过程只有重力做功，小球与小车组成的系统机械能守恒，由据机械能守恒定律得

解得

故C正确；
B．小球从冲上小车到滑离小车的过程中，小球机械能守恒，则可知小球此时速度为v0，根据小球及车系统在水平方向动量守恒，可知此时小车的速度为0，故B正确；
D．若减小小球的初速度，小球会从左侧滑下小车，设小球、小车的速度分别为v1、v2，系统在水平方向动量守恒，以向右为正方，在水平方向，由动量守恒定律得

系统机械能守恒，由机械能守恒定律得

解得
，
所以小球离开小车后将做自由落体运动，故D正确。
故选BCD。
第II卷
二、实验题（本题共2道小题，每题12分，共计24分）
13. 如图1所示，在“验证动量守恒定律”的实验中，先让A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸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B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，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点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。

（1）实验中，通过测量小球_________间接地表示小球碰撞前后的速度；
A.开始释放的高度h B.抛出点距地面的高度H C.做平抛运动的水平距离
（2）以下提供的器材中，本实验必须使用的是_________
A.刻度尺 B.天平 C.秒表
（3）关于该实验的注意事项，下列说法正确的是_________
A.斜槽轨道必须光滑 B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.上述实验过程中白纸不能移动 D.两小球A、B半径相同
（4）设A球质量为m1、B球的质量为m2。实验时，若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞，且，小球落点用图2中的C、D、E表示，满足关系__________________，可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。

【答案】 ①. C ②. AB##BA ③. BCD ④.
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，通过平抛运动的规律，得出小球对的速度，由于平抛运动的高度相同，即可通过小球平抛运动的射程，间接表示速度的大小，故C正确，AB错误；
（2）[2]由于需要测量小球平抛运动的射程，则需要刻度尺，以及需要测量小球的质量，则需要天平，故选AB。
（3）[3]实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，但是斜槽末端必须水平，保证小球做平抛运动，实验中，复写纸和白纸的位置不可以移动，为保证是正碰，两小球的半径必须相同，故BCD正确，A错误；
（4）[4]实验时，若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞，且，根据机械能守恒有

动量守恒有

联立可得


由于，可知

为负值，的绝对值小于，可知碰撞前球对应的水平位移为OE，碰撞后球对应的水平位移为OC，碰撞后B球对应的水平位移为OD，所以当满足

可以认为两小球碰撞前后总动量守恒。
14. 在“用双缝干涉测光波长”的实验中，
（1）如图1所示，将实验仪器按要求安装在光具座上，小光同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变宽。以下改动可能会实现这个效果的是（ ）

A.仅将滤光片向右移动靠近单缝 B.仅将像屏向左移动少许
C.仅将绿色滤光片换成红色滤光片 D.仅将像屏向右移动少许
（2）如图2所示，在测量过程中将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数x1=1.670mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第4条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数x4=_______mm。

（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ=_________（用（2）（3）中提供的字母表示），可得所测单色光波长为__________m（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. CD##DC ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据条纹间距公式

其中为双缝到像屏的距离，为双缝之间的长度，可知仅将像屏向右移动少许即增大、将绿色滤光片换成红色滤光片即变大可以使条纹间距变大，故CD正确，AB错误；
（2）[2]螺旋测微器的读数为

（3）[3][4]条纹间距为

根据

可得

代入数据解得

三、解答题（本题共2小题，共28分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 一个储油桶的底面半径与高均为d．如图a所示，当桶内没有油时，从A点恰能看到桶底边缘B点；如图b所示，当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰能看到桶底上的C点．C、B两点相距，光在真空中的传播速率为c．求：

（1）油的折射率；
（2）光在油中传播的速度
【答案】（1）油的折射率；（2）光在油中传播的速度是c．
【解析】
【详解】（1）由题意知，底面半径与桶高相等，图中入射角i，折射角为r
由几何关系得：
sinr==
sini==
所以油的折射率为：n=
解得：n=

（2）由n=得光在油中传播的速度为：v==c
16. 如图所示，两滑块A、B位于光滑水平面上，已知A的质量B的质量滑块A的左端栓接有轻质弹簧。现使滑块A以v₀=5m/s的速度水平向左运动，A、B始终在一条直线上，整个过程弹簧没有超过弹性限度。试求：
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）B与弹簧分离时，A与B各自的速度。

【答案】（1）15J；（2）；见解析
【解析】
【详解】（1）当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A和B的速度相同，选取向左为正方向，根据动量守恒定律

解得

根据机械能守恒定律，知弹簧的最大弹性势能等于滑块A、B损失的动能，为

解得

（2）当A、B分离时，滑块B的速度最大，由动量守恒和能量守恒定律得


解得


故滑块A速度大小为1m/s，方向水平向右、滑块B速度大小为4m/s，方向水平向左。