2022-2023学年云南省楚雄州高二下学期期中物理试题（解析版）

楚雄州中小学2022~2023学年下学期期中教育学业质量监测

高中二年级物理试卷

考生注意：

1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间120分钟。

2. 请将各题答案填写在答题卡上。

3. 本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册。

第Ⅰ卷（选择题  共44分）

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 关于机械振动相关的描述，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧振子做简谐运动时，经过同一位置时的速度总是相同

B. 驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振

C. 单摆运动到平衡位置时，速度最大，受到合外力等于零

D. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小

【答案】B

【解析】

【详解】A．弹簧振子做简谐运动时，振子经过同一位置，速度大小一定相等，方向不一定相同，所以速度不一定相同，A错误；

B．驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振，B正确；

C．单摆运动到平衡位置时，速度最大，回复力为零，但受到的合外力大于零，C错误；

D．根据单摆的周期公式可知，在同一地点，当摆长不变时，单摆做简谐运动的周期不变，D错误。

故选B。

2. 每年夏季，我国多地会出现日晕现象。日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。一束太阳光射到正六边形冰晶时的光路图如图所示，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法正确的是（    ）

A. a光的频率大于b光 B. a光的波长大于b光

C. 在冰晶中，b光的传播速度比a光大 D. 在真空中，a光的传播速度比b光大

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据题图可知，a光的偏折角小于b光的偏折角，根据折射定律可知，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光，a光的波长大于b光，故A错误，B正确；

D．在真空中，a光的传播速度等于b光，故D错误；

C．根据知，在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故C错误。

故选B。

3. 如图所示，某同学在练习用头颠球，某次足球被竖直顶起，在空中运动一段时间后又落回原位置，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A. 足球在空中整个运动过程中重力的冲量为零

B. 足球上升阶段重力的冲量大于下落阶段重力的冲量

C. 足球上升阶段重力的冲量小于下落阶段重力的冲量

D. 足球上升阶段和下落阶段动量的变化量相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．足球从被顶起到落回的时间内，重力的冲量为重力乘以重力作用的时间，显然大于零，故A错误；

BC．根据运动的对称性可知，足球上升阶段的时间等于下落阶段的时间，则足球上升阶段重力的冲量等于下落阶段重力的冲量，故BC错误；

D．根据动量定理可知，足球上升阶段和下落阶段动量变化量等于其所受重力的冲量，故D正确。

故选D。

4. 水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（　　）

A. 质点A振动减弱 B. 质点A振动加强，质点D振动减弱

C. 再过半个周期，质点C是振动加强点 D. 质点B的振幅为2cm

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，则质点A和质点D始终是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点B和质点C始终是振动减弱点，ABC错误；

D．质点B是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差2cm，D正确。

故选D。

5. 如图所示，OCD是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径。一束单色光沿AO方向从真空射向OD界面，入射角为45°，折射光线与圆柱面的交点为B。已知∠OO1B=60°，则此玻璃的折射率为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据几何关系可知折射角为30°，则此玻璃的折射率

故选C。

6. 如图所示，一枚质量为m的火箭在空中飞行燃料即将耗尽，此时火箭的速度水平向右、大小为，若该瞬间火箭突然炸裂成两块，其中质量为的后部箭体以速率水平向左飞行。若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则炸裂瞬间前部箭体的速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以水平向右为正方向，炸裂过程根据动量守恒可得

解得炸裂瞬间前部箭体的速度大小为

故选D。

7. 盛砂漏斗与悬线构成的砂摆在竖直平面摆动，其下方有一薄板垂直摆动平面被匀速拉动，可画出振动图像。若砂摆有两种不同摆长而薄板也分别以、两种速度被拉动，已知砂摆的周期，两种情况下得到的振动图像如图所示。则为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设板长为L，则

又

解得

故选B。

8. 随着科技的发展，夜视技术越来越成熟，一切物体都可以产生红外线，即使在漆黑的夜里，“红外监控”“红外摄影”也能将目标观察得清清楚楚。为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法正确的是（　　）

A. 镀膜使图像清晰的原理是光的干涉

B. 镀膜使图像清晰的原理是光的衍射

C. 红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射（绕过障碍物）

D. 红外线比可见光的频率大，平行度更好

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．镀膜使图像清晰的原理是光的薄膜干涉原理，A正确、B错误；

C．红外线比可见光的波长长，更容易发生衍射，更容易绕过障碍物，C正确；

D．红外线比可见光的频率小，D错误。

故选AC。

9. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波的波速为1.5m/s

B. 该波沿x轴正方向传播

C. 若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到回声频率大于105Hz

D. 若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率小于105Hz

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题图可知，该波的波长为

周期为

则该波的波速为

故A错误；

B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确；

CD．鱼群反射超声波的频率

若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率应大于105Hz，故C正确，D错误。

故选BC。

10. 如图所示，物块B和C用轻弹簧拴接，C放在水平地面上，物块A放在物块B上，整个系统处于静止状态。突然拿走静止在B上的A，B将在竖直方向做简谐运动，C始终没有离开地面。A、B、C的质量分别为、和，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 拿走A的瞬间，B所处的位置为简谐运动的平衡位置

B. B的振幅为

C. 弹簧恢复原长时，B的加速度为零

D. B到达最高位置时，B的加速度大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．拿走A的瞬间，B所受合外力为（显然不等于零），此时B所处的位置不是简谐运动的平衡位置，此位置相对于平衡位置的位移最大，A错误；

B．根据简谐运动回复力公式可知拿走A的瞬间回复力大小为

故B的振幅为

B正确；

C．弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律可知，B的加速度大小为g，C错误；

D．B到达最高位置时，对于平衡位置的位移最大，此时的回复力（合外力）大小为，根据牛顿第二定律可知，此时B的加速度大小为

D正确。

故选BD。

11. 如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑四分之一圆弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度沿圆弧槽口向小车滑去，一段时间后，小球又返回右端，离开小车，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ）

A. 上述过程中，由小球和小车组成的系统总动量守恒

B. 小球再次回到圆弧槽口后将做自由落体运动

C. 小球在圆弧形槽内上升的最大高度一定小于

D. 上述过程中，小球对小车做的功为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．小球进光滑圆弧形槽后，水平方向不受外力，在水平方向上动量守恒，但是竖直方向合外力不为零，竖直方向动量不守恒，小球和小车组成的系统总动量不守恒，A错误；

B．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，整个过程根据系统水平方向动量守恒可得

根据能量守恒定律可得

解得

，

即小球和小车分离后二者交换速度，所以小球在与小车分离后做自由落体运动，B正确；

C．从开始到小球上升到最高点过程，小球和小车组成系统水平方向动量守恒，则

根据能量守恒定律有

解得

C正确；

D．上述过程中对小车分析，根据动能定理可得小球对小车做的功

D正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题  共56分）

二、非选择题：本题共6小题，共56分。

12. 韦同学做“利用双缝干涉测量光的波长”实验，实验装置如图甲所示，他将实验仪器按要求安装在光具座上，滤光片为绿色。然后，接通电源使光源正常工作。

（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______（填“垂直”或“平行”）放置。

（2）实验测得双缝间距为d，屏到双缝间的距离为l，得到的干涉条纹如图乙所示，利用分划板测得A位置与B位置的间距为，则可得绿光的波长______（用题中涉及的物理量符号表示）。

（3）实验中若仅将绿色滤光片改为红色滤光片，其他条件均不改变，则从目镜中观察到的条纹数目会______（填“增加”、“减少”或“不变”）。

【答案】    ①. 平行    ②.     ③. 减少

【解析】

【详解】（1）[1]在组装仪器时，单缝和双缝应该相互平行，使通过光的光强最大，干涉图样明亮清晰。

（2）[2]根据题图乙可知，A与B间有6个条纹宽度，则有

可得绿光的波长为

（3）[3]红光波长比绿光波长长，则干涉条纹间距增大，其他条件均不改变的情况下，从目镜中观察到的条纹数目会减少。

13. 孙同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后动量关系。主要步骤为：

①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；

②让质量为m1的入射小球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置；

③把质量为m2的被碰小球静置于槽的末端，再将入射小球从斜槽上S位置静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；

④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图乙所示，并分析数据。

（1）实验中入射小球和被碰小球的质量应满足的关系为______。

A. m1<m2 B. m1=m2 C. m1>m2

（2）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______，间接地解决这个问题。

A. 小球抛出点距地面的竖直高度H    B. 小球做平抛运动所用的时间

C. 小球做平抛运动的水平射程    D. 小球开始释放的高度h

（3）若两小球碰撞时动量守恒，则验证碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用题中涉及的物理量符号表示）。

（4）入射小球的质量m1保持不变，换用多个被碰小球重复上述实验，分别记录被碰小球的质量m2以及对应的x1、x3，根据测量数据描点，作出如图丙所示的图像，该图像纵轴为x1，则横轴可能为______。

A. m2 B. x3 C.     D. m2x3

【答案】    ①. C    ②. C    ③.     ④. D

【解析】

【详解】（1）[1]为了避免碰撞后入射小球被反弹，所以要求入射小球的质量大于被碰小球的质量，即m1>m2。

故选C。

（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以间接地用水平位移来代替小球碰撞前后时的速度。

故选C。

（3）[3]设小球在空中运动的时间为t，入射小球的碰前速度

碰后速度

被碰小球m2的碰后速度

若小球碰撞时满足动量守恒定律，则有

整理得

（4）[4]两小球碰撞时满足动量守恒定律，则有

变形可知

故选D。

14. 如图甲所示，O是单摆的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置，单摆摆动过程中的摆角小于5°。设摆球向右的方向为正方向，单摆做简谐运动的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。当地的重力加速度大小g=10m/s2，取π2=10，求

（1）该单摆的振动方程；

（2）该单摆的摆长L。

【答案】（1）；（2）0.16m

【解析】

【详解】（1）由题图乙知，单摆做简谐运动的振幅为

单摆做简谐运动的周期为

单摆做简谐运动的圆频率为

则单摆的振动方程为

（2）单摆周期公式为

解得

15. 有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于原点O，M、N分别是x轴上坐标为5m和9m的两个质点。时刻波刚好传到M点，此时波形图如图甲所示，波源O的振动图像如图乙所示。求：

（1）该波的传播速度；

（2）从质点M开始振动到N点第1次出现波峰的时间内，质点M通过的路程。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题图可知，该简谐波的波长，波源振动的周期，该波的传播速度

解得

（2）波的传播过程也是振动形式传播的过程，从质点M开始振动到N点第1次出现波峰的时间设为，则

根据题意有

质点M从平衡位置开始振动，每经过时间通过的路程均为A，则内质点M通过的路程

16. 某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为R的四分之一圆BAE与长方形BCDE组成，BC长为2R。一束单色光以平行于AB的方向照射到圆弧面上的F点，此时的入射角。折射光线在BC边上发生全反射，随后从CD边射出时折射角。已知光在真空中的传播速度为c。求：

（1）玻璃砖对该光的折射率n；

（2）光在玻璃砖内传播的时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设单色光从F点射入时的折射角为，光线在CD边的入射角为，根据题意，光路如图所示

根据光路可逆知

根据几何关系有

根据折射定律有

解得

（2）F、G两点间距离

G、H两点间的距离

光在玻璃砖内传播的速度大小

光在玻璃砖内传播的时间

解得

17. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab部分水平，bcd为半径的半圆轨道，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。直轨道ab左侧的光滑水平地面上停着质量的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度大小。

（1）当物块B运动到圆弧轨道的最低点b时，求轨道对物块B的弹力大小；

（2）求剪断细绳之前弹簧的弹性势能；

（3）求小车的长度L。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设物块B经过最低点b时的速度为，B刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点，根据动能定理可得

解得

物块B经过最低点b时，根据牛顿第二定律可得

解得

（2）细绳剪断后，根据动量守恒定律有

解得

根据能量守恒定律，细绳剪断之前弹簧的弹性势能为

解得

（3）对A与小车组成的系统，根据动量守恒定律有

解得

根据能量守恒定律有

解得