2022-2023学年黑龙江省肇东市第四中学高二上学期期末物理试题含解析

这是一份2022-2023学年黑龙江省肇东市第四中学高二上学期期末物理试题含解析，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列现象能说明光是横波的是（ ）
A. 光的衍射现象B. 光的折射现象
C. 光的偏振现象D. 光的干涉现象
【答案】C
【解析】
【详解】光的偏振现象能说明光是横波。
故选C。
2. 如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A. 在t＝0.2s时，弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同
C. 从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动
D. 在t＝0.6s时，弹簧振子有最小的位移
【答案】C
【解析】
【详解】A．在t＝0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大，加速度为负向最大，A错误；
B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，速度大小相等，方向相反，B错误；
C．从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，C正确；
D．在t＝0.6s时，弹簧振子的位移为负向最大，D错误。
故选C。
3. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 质点的振动频率是4HzB. 0～10s内质点经过的路程是20cm
C. 在时质点的速度为0D. 在和两时刻，质点的位移相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，质点振动的周期为4s，故频率为
A错误；
B．每个周期质点的路程为4A，可知0～10s内质点的路程是振幅的10倍，故路程为20cm，B正确；
C．在时，质点位于平衡位置，故速度最大，C错误；
D．在和两时刻，质点的位移大小相等，方向相反，D错误。
故选B。
4. 一列简谐波在两时刻的波形如图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的
A. 周期B. 波速C. 波长D. 频率
【答案】C
【解析】
【详解】A．题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，无法确定周期，故A错误；
B．周期无法确定，波长可读出，波速也无法确定，故B错误；
C．由波的图象直接读出波长为4m，故C正确；
D．由于，周期不确定，则频率不确定，故D错误。
故选C。
5. 两个物体具有相同的动量，则它们一定具有（ ）
A. 相同的速度B. 相同的质量
C. 相同的运动方向D. 相同的动能
【答案】C
【解析】
【详解】AB．动量大小为
即使质量和速度都不同，动量也可能相同，因此无法由相同的动量判断出质量或速度相同，故AB错误；
C．动量是矢量，动量相同，其大小和方向都得相同，而动量方向和速度方向一样，故具有相同的动量时，运动方向一定相同，故C正确；
D．由
可知，动量相同，动能不一定相同，故D错误。
故选C。
6. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A错误；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B错误；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C错误；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D正确。
故选D。
7. 如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为（ ）
A. 5m，1HzB. 10m， 2HzC. 5m，2HzD. 10m，1Hz
【答案】A
【解析】
【详解】b和c之间为一个波长，因此波长为5cm，a和b之间半个波长，a比b先振动半个周期，因此周期为1s，则频率为1Hz。
故选A。
8. 关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（ ）
A. 用复色光投射就看不到条纹
B. 明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果
C. 把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹
D. 蓝光干涉条纹的间距比红光的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．用复色光投射同样能看到条纹，A错误；
B．双缝干涉实验中，明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果，B正确；
C．由条纹间知，把光屏前移或后移，改变了L，从而改变了条纹间距，但还可能看到明暗相间条纹，C错误；
D．由条纹间知，且λ蓝 < λ红，则蓝光干涉条纹的间距比红光的小，D错误。
故选B。
9. 一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示，此时平衡位置位于x=3m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa=2.5 m，xb=5.5m，则（ ）
A. 当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷
B. 时，a质点正在向y轴负方向运动
C. 时，b质点正在向y轴负方向运动
D. 在某一时刻，a、b两质点位移和速度可能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图知波长
则a质点处在波峰时，b质点在平衡位置，故A错误；
B．由题知t=0时刻，x=3m处的质点正在向上运动，可判断简谐横波沿x轴负方向传播，根据“前带后，后随前”，则时，a质点正在向y轴正方向运动，故B错误；
C．t=0时刻，b质点振动方向向y轴负方向，则当时，b质点正在向y轴负方向运动，故C正确；
D．由于
xb-xa
a、b两质点位移相同时，速度大小相等，方向相反，两者不可能同时相同，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑则（ ）
A. 在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B. 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C. 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D. 被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．小球与弹簧接触前，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，当小球到达底端时有
则有
当小球与弹簧接触后，小球受外力作用，小球和槽组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，A错误；
B．若小球下滑过程槽保持静止，小球和槽之间的相互作用力始终与运动方向垂直不做功，但地面光滑，小球下滑过程中槽在后退，小球和槽之间的相互作用力与接触面垂直，但与各自的运动方向不再垂直，故两力均有做功，B错误；
CD．小球脱离弧形槽后，槽向左以做匀速直线运动，小球和弹簧作用过程中机械能守恒，故小球被弹回的速度大小仍为，向左做匀速直线运动，由于两物体速度大小相等、方向相同，不会再相遇，即小球不能回到槽内，C正确，D错误。
故选C。
二、多选题
11. 质量为m的物块，在与水平方向夹角为的力作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是和，物块由A运动到B的过程中，力对物块做的功和力F对物块的冲量的大小是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A B. 物块沿光滑水平面运动，只有力对物体做功，由A运动到B的过程中，根据动能定理可得力对物块做的功
选项A正确，B错误；
C D. 由A运动到B的过程中，设此过程所用的时间为，根据动量定理可得
力F对物块的冲量为
联立可得
选项D正确，C错误；
故选AD。
12. 下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（ ）
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉的原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹
【答案】BD
【解析】
【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，B正确；
C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗条纹，C错误；
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D正确。
故选BD。
13. 如图所示，绳长为l，小球质量为m1，小车质量为m2，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（ ）
A. 系统的总动量守恒
B. 水平方向任意时刻小球与小车动量等大反向
C. 小球不能向左摆到原高度
D. 小车向右移动的最大距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，即水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向，A错误、B正确；
C．以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球的速度为零时、小车的速度也为零，所以小球能向左摆到原高度，C错误；
D．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为2l - x；取向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有
可得
D正确。
故选BD。
14. 甲、乙两个完全相同的小球在同一高度处，将甲球从静止释放，乙球水平抛出，如图所示。则从开始到两小球落地的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 落地前瞬间甲球重力的功率等于乙球重力的功率
B. 落地前瞬间甲球重力的功率比乙球重力的功率小
C. 上述过程中甲球动量的变化量和乙球动量的变化量相等
D. 上述过程中甲球动量的变化量比乙球动量的变化量小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．两球竖直方向均做自由落体运动，落地时，竖直方向速度相同，根据重力功率
则落地前瞬间甲球重力的功率等于乙球重力的功率，故A正确，B错误；
CD．根据动量定理
两球重力相同，运动时间相同，则动量变化量相等，故C正确，D错误。
故选AC。
15. 如图，P是一偏振片，P的振动方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？
A. 太阳光
B. 沿竖直方向振动的光
C. 沿水平方向振动的光
D. 沿与竖直方向成45°角振动的光
【答案】ABD
【解析】
【详解】解：A、太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A正确；
B、沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B正确；
C、沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们已经相互垂直．故C是错误的；
D、沿与竖直方向成45°角振动的光也能通过偏振片，故D正确；
故选ABD
考点：光偏振．
分析：根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．
点评：D选项容易漏选，其实题中另一侧能观察到光即可．
三、实验题
16. 双缝干涉实验
（1）实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生___________
（2）实验现象：在屏上得到___________的条纹。
（3）出现明暗条纹的判断
①亮条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的___________ （填“奇”或“偶”）数倍时，出现亮条纹。
②暗条纹：当两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的___________ （填“奇”或“偶”）数倍时，出现暗条纹。
【答案】 ①. 干涉现象 ②. 明暗相间 ③. 偶 ④. 奇
【解析】
【详解】（1）[1]两列光波互相叠加会发生干涉现象。
（2）（3）[2][3]两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的偶数倍时，两列光波相互加强，出现明条纹；两个光源与屏上某点的距离之差等于半波长的奇数倍时，两列光波相互削弱，出现暗条纹。在屏上得到明暗相间的条纹。
四、解答题
17. 如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。其中∠C=30°，AB边长为L。一束单色光从AB边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在AC面发生全反射，最后从BC边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为c。
（i）作出光路图并求出玻璃砖的折射率n；
（ii）求单色光在玻璃砖中传播的时间t。
【答案】（i）；（ii）
【解析】
【分析】
【详解】（i）根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在AC面上的入射角α=60°，由于光在AC面恰好发生全反射故临界角
C=α=60°
玻璃砖的折射率
解得
（ii）由光路图和几何关系可得
DE=L，EF=L
单色光在玻璃砖中通过的路程为
s=DE+EF=
单色光在玻璃砖中的传播速度
所以单色光在玻璃砖中传播的时间
18. 光滑水平面上放着质量mA=1 kg的物块A与质量mB=2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep=49 J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5 m，B恰能到达最高点C．g取10 m/s2，求：
（1）绳拉断后B的速度vB的大小；
（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；
（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．
【答案】（1）vB=5m/s（2）4N•s（3） 8J
【解析】
【详解】试题分析：（1）设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB，到达C点的速率为vC，
根据B恰能到达最高点C有：-----①
对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理：-2mBgR=mBvc2-mBvB2---------②
由①②解得：vB=5m/s．
（2）设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1，取向右为正方向，
弹簧的弹性势能转化给B的动能，Ep=mBv12------③
根据动量定理有：I=mBvB-mBv1 -----------------④
由③④解得：I="-4" N•s，其大小为4N•s
（3）设绳断后A的速率为vA，取向右为正方向，
根据动量守恒定律有：mBv1=mBvB+mAvA-----⑤
根据动能定理有：W=mAvA2------⑥
由⑤⑥解得：W=8J
考点：动能定理；动量守恒定律；动量定理
【名师点睛】该题考查了多个知识点．我们首先要清楚物体的运动过程，要从题目中已知条件出发去求解问题．其中应用动能定理时必须清楚研究过程和过程中各力做的功．应用动量定理和动量守恒定律时要规定正方向，要注意矢量的问题．