2024长沙长郡中学高二上学期期中考试物理试题含解析

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时量：75分钟 满分：100分
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 下列有关光学现象说法正确的是（ ）
A. 甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光的全反射
B. 乙中看到的全息照片利用的是光的全反射原理而制成的
C. 丙中用涂有增透膜的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景
D. 丁中肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象
2. 为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为，一辆固有频率为的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（ ）
A. 当汽车以的速度行驶时，其振动频率为B. 当汽车以的速度行驶时最不颠簸
C. 当汽车以速度行驶时颠簸最厉害D. 汽车速度越大，颠簸就越厉害
3. 如图所示，O为弹簧振子的平衡位置，时刻把小球向左拉到某位置静止释放。以水平向右为正方向，下列描述球相对O点的位移x、球的速度v、球所受回复力F、球的加速度a随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
4. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。已知上下两束波从a处到b处的路程分别为和，下列说法正确的是（ ）
A. 该消声器是根据波的衍射原理设计的
B. 该消声器是根据波的多普勒效应原理设计的
C. 和关系满足时，消声效果最好
D. 和关系满足时，消声效果最好
5. 本届杭州亚运会跳水项目上，中国跳水队实现“十全十美”，所有项目的金牌全部收入囊中。在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在空中运动时，其动量变化量小于重力的冲量
B. 运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量
C. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的变化量等于水的作用力的冲量
D. 运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为，某时刻的波形如图所示。质点M的平衡位置处于处，在之后的内M点运动的路程为（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题．每小题5分．共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分．选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7. 芯片制作关键在于光刻机的技术突破，光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.6。当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后（ ）
A. 紫外线进入液体后波长变短
B. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的
C. 紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率
D. 在液体中曝光波长为
8. 如图甲所示是一组同学在“战绳”练习中晃动一端使其上下振动（可视为简谐运动）形成横波的情境。图乙所示是形成的简谐横波在某一时刻的波形图，图丙所示为质点G以此时刻为计时起点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 此列波的波速为4m/s
B. 此列波向右传播
C. 经过2.125s时，质点E的加速度大于质点D的加速度
D. 质点B的位移随时间的变化规律为
9. A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移一时间图象，a、b分别为A，B两球碰前的位移一时间图象，c为碰撞后两球共同运动的位移一时间图象，若A球质量是，则由图可知下列结论错误的是（ ）
A. A、B碰撞前的总动量为
B. 碰撞时A对B所施冲量为
C. 碰撞前后A的动量变化为
D. 碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J
10. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块深度是B的2倍。假设木块对子弹的阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇，则A、B运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 木块和子弹A、B组成的系统动量守恒
B. 子弹B的初速度大小是子弹A的初速度大小的2倍
C. 子弹B的质量是子弹A的质量的2倍
D. 若子弹A向右射入木块，与木块相对静止后，子弹B再向左射入木块，最终A进入的深度仍是B的2倍
三、实验题（共15分）
11. 某组同学在图a所示装置基础上再增加一个速度传感器，如图b所示，将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图c所示的图线。

（1）由图c可知，该单摆的周期__________s；
（2）摆线长度L为单摆悬点至小球上端的距离，更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作图线，并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度__________（取，结果保留3位有效数字）。若其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的g值和真实值相比是__________（选填“偏大”“ 偏小”或“不变”）的。
12. 某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动（做匀速运动时已撤去推力），然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图a所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。
（1）若已测得打点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图b上）。A为运动的起点，则应选___________段来计算A碰前的速度，应选___________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）。
（2）已测得小车A的质量，小车B的质量，则碰前两小车的总动量为___________kg·m/s，碰后两小车的总动量为___________kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）
（3）如果打点计时器连接交流电工作时，A和B碰后交流电的频率突然变小了，该小组同学仍按50Hz计算，则碰后两小车的总动量计算结果___________（选填“大于”或“小于”或“等于”）真实值。
四、计算题（共41分）
13. 一列简谐横波沿轴传播，时的波形图如图甲所示，图乙为介质中质点A的振动图像。求
（1）波的传播方向及波速；
（2）时，波刚好传播到坐标原点，质点平衡位置的坐标（图中末画出），求质点处于波峰位置的时刻。
14. 如图所示，一个半径为、折射率为的透明半球体，为球心，放置在水平面上。有一束横截面足够大的光束竖直射向半球体。求：
(1)能透过半球体的光束的横截面积；
(2)透过半球体的光束在桌面上形成的面积。
15. 如图所示，一轻质弹簧左端固定在小球B上，右端与小球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平台面上（此时弹簧处于原长）。小球A从左侧光滑斜面上距水平台面高度为h处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的机械能损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在O点，半径为。已知三个小球A、B、C均可看成质点，且质量分别为m、2m、m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。求：
（1）小球A、B碰撞后瞬间的速度大小；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）以O为圆心，水平向右为x正方向，竖直向下为y正方向建立xOy坐标系，小球C从水平台面右端点O抛出后落到圆弧轨道上的P点的位置坐标。