2022温州新力量联盟高二下学期期中联考物理试题含解析

2021学年第二学期温州新力量联盟期中联考

高二年级物理学科试题

命题：温州市第二十一中学  夏雪克  磨题：温州市第六十一中学  王学才

考生须知：

1.本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟；

2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号；

3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；

4.考试结束后，只需上交答题卷；

5.可能用到的相关参数：重力加速度均取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量属于矢量的是（　　）

A. 动量 B. 磁通量 C. 功 D. 电势

【1题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．动量是即有大小又有方向的矢量，故A正确；

B．磁通量可描述为穿过某平面的磁感线条数，所以磁通量为只有大小没有方向的标量，故B错误；

C．功是只有大小没有方向的标量，故C错误；

D．电势为只有大小没有方向的标量，故D错误。

故选A。

2. 下列运动是简谐运动的是（　　）

A. 手拍皮球运动

B. 轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统

C. 摇摆的树枝

D. 从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．手拍皮球的运动中，球在不与手、地面接触时，受到重力和阻力的作用，不满足F＝−kx，不是简谐运动，故A错误； 

B．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动，故B正确；

C．摇摆的树枝往往是受到风的作用，不满足F＝−kx，不是简谐运动，故C错误；

D．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的下落的运动过程为自由落体，向上的运动为竖直上抛运动，只受到重力的作用，不是简谐运动，故D错误。

故选B。

3. 炎炎夏日，有时看到远处路面上似有积水，“水面”上还映着汽车的倒影，然而当车开到那边时会发现路面是干燥的。分析这种情景，跟以下哪种物理现象的成因是类似的（　　）

A. 水面的倒影 B. 放大镜把文字放大了 C. 水面油膜的彩色条纹 D. 钻石璀璨的闪光

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近层的空气，温度比上层高，密度比上层小，折射率也比上层小，光照射时发生全反射；即柏油公路上出现的这种现象是由光的全反射造成的。

A．水面的倒影是光的反射现象，与题意不符，故A错误；

B．放大镜把文字放大了是光的折射现象，与题意不符，故B错误；

C．水面油膜的彩色条纹是光的干涉现象，与题意不符，故C错误；

D．钻石璀璨的闪光是光的全反射现象，与题意相符，故D正确。

故选D。

4. 下列关于光学知识的应用说法正确的是（　　）

A. 光导纤维利用了光的衍射原理

B. 家中的门上安装的猫眼利用了光的反射原理

C. 观看3D电影佩戴的眼镜利用的光的偏振原理

D. 光学元件表面贴一层薄膜利用了光的折射原理

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．光导纤维利用了光的全反射原理，A错误；

B．家中的门上安装的猫眼利用了光的折射原理，B错误；

C．观看3D电影佩戴的眼镜利用的光的偏振原理，C正确；

D．光学元件表面贴一层薄膜利用了光的干涉原理，D错误。

故选C。

5. 2022年冬奥会在北京举行，其中短道速滑接力是很具观赏性的项目。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上。在两运动员交接棒的过程中，对于两运动员组成的系统，下列说法正确的是（　　）

A. 动量守恒、机械能不守恒

B. 动量不守恒、机械能守恒

C. 动量和机械能均不守恒

D. 动量和机械能均守恒

【5题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】交接棒过程中两运动员之间的相互作用力等大反向，作用时间相同，总冲量一定为零，即动量守恒，但两力作用的位移并不相同，总功并不为零，所以机械能不守恒，故A正确，BCD错误。

故选A。

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

【6题答案】

【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，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是（　　）

A. a、b是光的干涉图样

B. c、d是光的干涉图样

C. 形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短

D. 形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短

【7题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】AB．干涉图样的条纹间距相等，衍射图样的中央条纹最宽，所以a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A正确，B错误；

C．a图样条纹间距比b图样条纹间距大，根据

可知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；

D．c图样的中央条纹比d图样的中央条纹宽，即前者衍射现象更明显，所以形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长长，故D错误。

故选A。

8. 2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。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.

【8题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】打一次喷嚏喷出的空气质量为

以空气运动方向为正方向，设空气受到人的平均喷射力大小为F，根据动量定理有

代入数据，联立解得

根据牛顿第三定律可知人受到的平均反冲力大小为

F′＝F=0.13N

ACD错误，B正确。

故选B。

9. 如图所示，小球A、B均静止在光滑水平面上，现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生对心碰撞。关于碰撞后的情况，下列说法正确的是（　　）

A. 碰后小球A、B一定共速

B. 若A、B球发生完全非弹性碰撞，A球质量等于B球质量，则A球将静止

C. 若A、B球发生弹性碰撞，A球质量小于B球质量，则无论A球初速度大小是多少，A球都将反弹

D. 若A、B球发生弹性碰撞，A球质量足够大，B球质量足够小，则碰后B球的速度可以是A球的3倍

【9题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球A、B发生对心碰撞，有可能是完全弹性碰撞，完全非弹性碰撞，非弹性碰撞；若是完全非弹性碰撞，则AB两小球具有共同速度，若不是，两球速度不同，则A错误；

B．若A、B球发生完全非弹性碰撞，AB碰后有共同速度，有动量守恒可得

解得

若A球质量等于B球质量，则

故B错误；

CD．小球A、B发生对心碰撞，若是完全弹性弹性碰撞，则根据动量守恒和机械能守恒，则

解得

，

若A球质量小于B球质量，有上述和的表达式可知

A球质量足够大，B球质量足够小，有上述和的表达式可知

故C正确，故D错误。

故选C。

10. 下图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　）

A. 这列波传播的速度为

B. 时，振动传到质点15

C. 时，质点12正在向下运动

D. 时，质点9处于上方最大位移处

【10题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】AB．时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期

相邻编号质点间距离为2cm，则波长

这列波传播的速度为

则时，波的传播距离

则振动传到质点13，故AB错误；

CD．时动传到质点13，则质点12正在向上运动，质点9处于上方最大位移处，故C错误D正确。

故选D。

11. 如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法中错误的是（　　）

A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则曲线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线

B. 若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比

C. 曲线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为

D. 若单摆的摆长不变，则曲线Ⅰ和曲线Ⅱ有可能分别表示单摆在我国某地区山顶上和山脚下的共振曲线

【11题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．若两次受迫振动分别在月球和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据知，摆长相同时，周期大的重力加速度小，月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线，故选项A不合题意；

B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为25，则固有周期之比为52，根据知，摆长之比为254，故选项B不合题意；

C．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为f=0.5Hz，固有周期T=2s，由可知，摆长l≈1m，故选项C不合题意；

D．若单摆的摆长不变，则曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别对应重力加速度小和大两种情况，则有可能分别表示单摆在我国某地区山顶上（g小）和山脚下（g大）的共振曲线，故选项D符合题意。

故选D。

12. 如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻刚好传到质点，此时、两质点运动方向相反、偏离平衡位置的位移均为，其中，质点在质点左侧但位置未标出；从时刻开始，质点经历第二次位于波峰。则下列说法中正确的是（　　）

A. 时刻，点振动方向为轴负方向

B. 波源起振方向为轴负方向

C. 该列波的周期为

D. 质点和质点的振动方向始终相反

【12题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．波沿轴正方向传播，由波形平移法知Q下一时刻位置升高，说明点振动方向轴正方向，故A错误；

B．时刻波刚传到A点，A点振动方向即为波源起振方向，沿轴正方向，故B错误；

C．Q质点的振动方程为

当时，将，代入得

当时，将，，代入解得

故C正确；

D．时刻，P、Q两质点运动方向相反、位移均为，两质点沿波传播方向的距离不等于半波长的奇数倍，不是反相点的关系，振动方向不是始终相反，故D错误。

故选C。

13. 一波源P在水面振动的同时沿x轴正方向匀速移动，某时刻观察到的水面波如图所示。图中的实线表示水面波的波峰位置，此时波源P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40cm处。已知波源P每秒振动5次，O点是它的初始位置，那么水面波的传播速度及波源P匀速移动的速度分别是（　　）

A. 0.2m/s；0.1m/s B. 0.15m/s；0.125m/S

C. 0.1m/s；0.1m/s D. 0.05m/s；0.025m/s

【13题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】波源P每秒振动5次，波源P的周期为

波源P振动10个周期的时间

波源P的速度

水面波的传播速度

故选A。

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 现代人越来越依赖手机，有些人喜欢躺着刷手机，经常出现手机掉落砸伤眼睛或者额头的情况。若有一手机质量为，从离人额头约的高度无初速掉落，砸到额头后手机的反弹忽略不计，额头受到手机的冲击时间约为。下列分析正确的是（　　）

A. 手机与额头作用过程中，手机动量变化大小约为

B. 手机对额头的冲量大小约为

C. 手机对额头的冲量方向竖直向上

D. 手机对额头的作用力大小约为

【14题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据自由落体运动规律，手机掉落到人额头位置时的速度为

手机与额头作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与额头作用过程中动量变化为

故A正确；

B．手机与额头接触的过程中受到重力与额头的作用力，选取向下为正方向，对手机由动量定理得

代入数据得

负号表示方向竖直向上，根据力的作用是相互的，所以手机对额头的冲量大小约为0.48N·s，故B错误；

C．因为额头对手机的冲量的方向是竖直向上，所以手机对额头的冲量方向竖直向下，故C错误；

D．根据冲量定义得手机对额头的作用力大小约为

故D正确。

故选AD。

15. 有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A，传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，为波谷与波谷相遇点，b、c为波峰与波谷相遇点，d为波峰与波峰相遇点，、是、d连线上的两点，其中e为连线的中点，则（　　）

A. 连线上所有的质点振动加强

B. 从图示时刻经过半个周期，e处质点通过的路程为4A

C. 从图示时刻经过半个周期，处质点加速向平衡位置运动

D. 从图示时刻经过四分之一周期，d处的质点振幅恰好为零

【15题答案】

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．因为振动加强点为波峰与波峰相遇点，波谷与波谷相遇点，故a、d处的质点振动加强， 且连线处于振动加强区，即连线上所有的质点振动加强，故A正确；

B．这两列机械波在水平竖直方向的波形如图所示

 e点在这两列波传播半个周期的过程中，都是从平衡位置到波谷，再回到平衡位置，因为e点振动加强，所以两列波叠加后振幅为2A，故路程为4A，故B正确；

C．由图可知经过半个周期后，g点均为由波谷向平衡位置移动，合力指向平衡位置，故合运动为加速靠近平衡位置，故C正确；

D．因为振动加强点的振幅始终为2A，不会改变，故D错误。

故选ABC。

16. 如图所示为投影仪的镜头，是一个半球形的玻璃体．光源产生的单色平行光投射到玻璃体的平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑．已知镜头半径为R，光屏MN到球心O的距离为d（d>3R），玻璃对该单色光的折射率为n（n>1.5），则（）

A. 平行光从玻璃体左侧平面入射时没有反射

B. 进入玻璃体的光线可能在右侧球面发生全反射

C. 光屏上被照亮的圆形半径为

D. 若继续增大d，则光屏上的光斑可能先减小后增大

【16题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A.平行光从玻璃体左侧平面垂直入射，有反射也有折射，入射角为零，折射角、反射角也为零，故A错误；

BC.如图所示：

假设光线入射到D点时恰好发生全反射，则有：

根据几何关系有：

又因为：

，

联立解得：

故BC正确；

D.如图所示，继续增大d，则光屏上的光斑会增大，故D错误．

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图），单缝保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作。

(1)组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为___________。

A.a代表单缝，b代表双缝

B.a代表双缝，b代表单缝

C.二者相互垂直放置

D.二者相互平行放置

(2)将红色滤光片改为绿色滤光片，其他实验条件不变，在目镜中仍可看见清晰的条纹，则__________。

A.条纹为竖条纹                      B.条纹为横条纹

C.与红光相比条纹间距变窄            D.与红光相比条纹间距变宽

(3)经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为Δx，则这种色光的波长表达式为λ=_____（用题中所给字母表示）。

【17题答案】

【答案】    ①. AD    ②. AC    ③.

【解析】

【详解】(1)[1]AB．双缝的光来自于同一个单缝，因此单缝a距离光源更近，A正确，B错误；

CD．双缝与单缝应该平行放置，才能观察到双缝干涉实验，C错误，D正确。

故选AD。

(2)[2] AB．由于单缝保持竖直，条纹的方向与单缝平行，因此条纹竖直，A正确，B错误；

CD．由于绿光的波长比红光的短，因此干涉条纹间距比红光的窄，C正确，D错误。

故选AC。

(3)[3]根据两个相邻的明纹间（或暗纹）间距为

可得波长表达式

18. 在探究单摆运动的实验中：

（1）如图所示，图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像。根据图（b）的信息可得，从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为__________，摆长为__________（取）；

（2）某同学的操作步骤如下，其中正确的是__________；

A. 取一根弹性细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上

B. 用米尺量得细线长度，则测得摆长为

C. 在摆线偏离竖直方向位置静止释放小球

D. 让小球在水平面内做圆周运动，测得周期，再根据公式计算重力加速度

（3）某小组利用单摆测量当地的重力加速度。改变摆线长度，测得了多组数据，在进行数据处理时，甲同学把摆线长作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出图像后求出斜率，然后算出重力加速度。两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲__________，乙__________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

【18题答案】

【答案】    ①. 0.5    ②. 0.64    ③. C    ④. 偏小    ⑤. 无影响

【解析】

【详解】[1]因为单摆在最低点时满足

此时单摆摆线的拉力最大，从F-t图像中可以看出从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为

[2]由F-t图像可知单摆的周期为

又因为

可得

（2）[3]A．取一根细线（伸长量不计），下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上，A错误；

B．用米尺量得细线长度l，摆长为l再加上摆球半径，B错误；

C．在摆线偏离竖直方向5°位置静止释放小球，C正确；

D．让小球在竖直面内摆动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度，D错误。

故选C。

（3）[4][5]根据单摆周期公

解得重力加速度

而摆长应该是摆线长度与摆球半径之和，甲同学把摆线长为摆长，摆长小于实际摆长，由可知，重力加速度的测量值小于真实值；

根据单摆周期公式

解得

则斜率

由此可见，由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图像的斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值。

19. 如图所示，一根竖直插入水中的杆，在水中部分长，露出水面部分长，已知水的折射率为，则当阳光与水平面成角时，杆在水底的影长为多少？

【19题答案】

【答案】

【解析】

【详解】由题意可得入射角为，由折射定律得

由几何关系得影长

20. 如图所示，两种不同材料的软绳在处连接，、和是该绳上的三个点，间距离为，间距离为。将点上下振动，则形成以点为波源向左和向右传播的简谐横波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速为。时刻点处在波谷位置，观察发现后此波谷传到点，此时点正通过平衡位置向上运动，间还有一个波谷，则：

（1）波源的振动周期为多少？

（2）简谐横波Ⅰ和Ⅱ的波长分别为多少？

（3）请证明当点处于波峰时，点也一定处于波峰。

【20题答案】

【答案】（1）；（2），；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）时，点位于波谷，点正通过平衡位置向上运动，间还有一个波谷，

由

得

（2）间的距离为

则波Ⅰ波长

已知波Ⅱ的波速，由得

（3）在Ⅰ波中，点与波源的距离为，在Ⅱ波中，点与波源点的距离为，故、两点的振动步调一致，即当点处于波峰时，点也一定处于波峰。

21. 如图所示，倾斜金属导轨和平直导轨平滑衔接，质量为的杆子从处由静止开始释放，一根劲度系数的轻质弹簧水平放置，右端固定，左端与质量的绝缘杆拴接（拴接点在杆的中点），弹簧处于原长状态。若杆与杆在碰撞前后始终垂直导轨，且碰撞后即刻粘在一起，此后始终做简谐运动，且以两杆碰撞后第一次速度变为0时作为计时起点，规定向右为正方向。已知弹簧振子振动周期公式为，其中为振子质量，为弹簧的劲度系数，忽略一切摩擦和空气阻力。则杆与杆：

（1）发生碰撞后瞬间的共同速度；

（2）一起做简谐运动的振幅（提示：可以用图像下的“面积”代表力做的功）；

（3）写出该简谐运动的振动方程。

【21题答案】

【答案】（1） ；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由动能定理

可得

杆与杆发生碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律得

解得

（2）杆与杆碰后总动能为

根据图像下的“面积”代表力做的功，可得弹簧的最大弹性势能为

所以振幅

（3）振子的振动周期为

解得

角频率为

因此，该简谐运动振动方程为

22. 如图所示，光滑导轨的末端放有一个质量为的小球，导轨的末端与竖直墙上的点等高，导轨末端到竖直墙壁的水平距离为。一个质量为的小球沿导轨从距导轨末端高处由静止释放，在末端与小球碰撞后，两球直接从轨道末端飞出，、两球分别击中竖直墙壁上的、两点。已知到的距离，到的距离，小球可视为质点，不计空气阻力。则：

（1）求、两球从轨道末端飞出时的速度大小、；

（2）求小球的质量，并通过计算分析碰撞是否为弹性碰撞；

（3）在、发生弹性碰撞的条件下，能否选择一个合适的小球，质量为，使得两球碰后即以共同速度做抛体运动？如果能，求出；若不能，请说明理由。

【22题答案】

【答案】（1），；（2）弹性碰撞，详见解析；（3）不能，详见解析

【解析】

【详解】（1）小球在空中做平抛运动，有

，

，

解得

，

（2）设运动到轨道末端的速度为，由机械能守恒得

求得

在、碰撞前后，两球的动量守恒，以的方向为正方向，

求得

碰前总动能

碰后两球总动能

即，该碰撞为弹性碰撞。

（3）不能。

假设此情形下的存在，则由动量守恒得

求得

碰前总动能

碰后两球总动能

这说明碰撞前后有能量损失，与题设矛盾，故这样的不存在。‍