2022-2023学年甘肃省武威第六中学高二下学期期中物理试题 （解析版）

武威六中2023年春学期高二年级期中考试试卷

物理

一、单选题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共30分）

1. 下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然现象的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（　　）

A. “一叶障目”说明光能发生衍射现象

B. “镜花水月”说明平面镜成的像是虚像

C. “海市蜃楼”说明光能发生干涉现象

D. “随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．“一叶障目”说明光沿直线传播，A错误；

B．“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像，B正确；

C．“海市蜃楼”说明光能发生折射，C错误；

D．波的传播过程中质点不沿波速方向随波迁移，D错误。

故选B。

2. 如图所示，质量为m的滑块沿倾角为θ的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff，重力加速度为g。在整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 支持力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)cos θ B. 重力对滑块的总冲量为mg(t1＋t2)sin θ

C. 合外力的冲量为0 D. 摩擦力的总冲量为Ff(t1＋t2)

【答案】A

【解析】

【详解】A．将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力

则支持力对滑块的总冲量为

方向垂直斜面向上，故A正确；

B．根据冲量的定义知，重力对滑块的总冲量为

方向竖直向下，故B错误；

C．一开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，根据动量定理可知

显然合外力的冲量不为0。故C错误；

D．小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下，小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上为正方向，则摩擦力的总冲量为

故D错误。

故选A。

3. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t物体的动量为p，动能为Ek。若水平力变为2F，经过时间2t，则（　　）

A. 物体的动量变为2p B. 物体的动量变为4p

C. 物体的动能变为4Ek D. 物体的动能变为8Ek

【答案】B

【解析】

【详解】根据动量定理有

根据动能与动量的关系有

故ACD错误，B正确。

故选B。

4. 两只完全相同的鸡蛋A、B自同一高度由静止释放，分别落在海绵和石头上，鸡蛋A完好（未反弹），鸡蛋B碎了。不计空气阻力，对比A、B鸡蛋，下列说法正确的是（　　）

A. 下落过程中鸡蛋B所受重力的冲量大 B. 下落过程中鸡蛋B的末动量大

C. 碰撞过程中鸡蛋B动量减小的更多 D. 碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据动量定理

可知下落过程中鸡蛋A、B所受重力的冲量、和末动量一样大，故AB错误；

C．碰撞后鸡蛋A、B都静止，可知碰撞过程中动量减少量相等，故C错误；

D．鸡蛋B与石头作用时间段，碰撞过程中鸡蛋的动量变化率

相同，作用时间短，所以碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大，故D正确。

故选D。

5. 一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止。如图所示，当两人同时相向走动时（　　）

A. 要使小车向左运动，甲的速度大小一定比乙大

B. 要使小车向左运动，甲的质量一定比乙大

C. 要使小车向左运动，甲的动量大小一定比乙大

D. 要使小车保持静止，甲、乙的速度大小一定相等

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．由于小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人和小车组成的系统合外力为零，则系统动量守恒，要使小车向左运动，甲的动量大小一定比乙大，故AB错误，C正确；

D．要使小车保持静止，甲、乙的动量大小一定相等，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，一小球用细线悬挂于点，细线长为点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以为摆长的运动时间为

以为摆长的运动时间为

则这个摆的周期为

故选D。

7. 如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光（　　）

A. 在玻璃砖中的折射率之比为 ∶1

B. 在玻璃砖中的传播时间之比为∶1

C. 在玻璃砖中的波长之比为∶1

D. 由该玻璃砖射向空气中时临界角的正弦值之比为∶1

【答案】D

【解析】

【详解】A．设两单色光a、b折射角为θ，则a光折射率为

b光折射率为

解得

na∶nb＝sin 30°∶sin 45°＝1∶

故A错误；

B．根据

则有

由于在玻璃砖中的传播路程相同，可得

ta∶tb＝na∶nb＝1∶

故B错误；

C．a光与b光的折射率不同，则光的频率不同，根据

可知，a光与b光在玻璃砖中的波长之比

λa∶λb≠va∶vb＝∶1

故C错误；

D．由临界角公式

sin C＝

可得

sin Ca∶sin Cb＝nb∶na＝∶1

故D正确。

故选D。

8. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A. 周期为1.2s

B. 波速为10m/s

C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰

D. 若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由题意知

可得周期

T=s

知该简谐波的周期大于0.3s，则n取0，T=0.4s，故A错误；

B．波速为

故B正确；

C．x=4m处的质点在t=0时位于平衡位置且向下振动，则它在

时位于波峰处，故C正确；

D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故D正确。

故选BCD。

9. 某研究小组通过实验，测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移一时间图象。图中的线段、、分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知（　　）

A. 碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5：2

B. 碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大

C. 滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的

D. 碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由题图可知，碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的速度大小分别为

解得

故A正确；

B．设碰前滑块Ⅰ、Ⅱ的动量大小分别为、，碰后结合体的动量大小为，则根据动量守恒定律有

所以

故B错误；

CD．设滑块Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，由题图可知碰后结合体的速度大小为

根据动量守恒定律有

解得

碰前滑块Ⅰ和滑块Ⅱ的动能之比为

所以碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能大，故C正确，D错误。

故选AC。

10. 一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、两点，历时1s；质点通过点后再经过1s又第二次通过点。在这内质点通过的总路程为12，则质点的振动周期和振幅分别是（　　）

A. 3s， B. 4s， C. 4s， D. 2s，

【答案】B

【解析】

【详解】质点运动的过程如图：

其中红色实线为由A到，绿色实线为第二次经过，红色、绿色虚线为补出的对称运动，从图像中可以观察到

红色实线绿色实线振幅

则振幅为。

红色部分与绿色部分的运动时间之和为一个周期，故周期为4s。

故选B。

二、多选题（每小题有多个选项符合题意，每小题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分）

11. 一质点沿y轴做简谐运动的振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 该质点的振动周期为0.4 s

B. 0.4 s时，该质点沿y轴负方向运动

C. 在一个周期内，该质点的位移为0.4 m

D. 在0.3~0.5 s内，该质点的速度先增大后减小

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．质点完成一次全振动的时间叫周期，由题图知该质点的振动周期为0.4 s，故A正确；

B．0.4 s后，质点由平衡位置向正向最大位移处运动，所以0.4 s时，该质点沿y轴正方向运动，故B错误；

C．经过一个周期，质点回到原位置，则在一个周期内，该质点的位移为0，故C错误；

D．在0.3~0.5 s内，该质点先靠近平衡位置，后远离平衡位置，则质点的速度先增大后减小，故D正确。

故选AD。

12. 如图所示，波速均为2.0m/s的两列简谐波分别从波源x=0和x=12m处沿x轴相向传播，t=0时的波形如图所示，则以下说法正确的是（　　）

A. 两列波的频率均为0.25Hz

B. t=1.0s时两波相遇

C. 两波相遇过程中x=5m处和x=7m处的质点振动增强

D. t=1.5s时，x=6m处质点的位移为最大值

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由题图可知，两列波的波长均为

λ=4 m

则频率均为

A错误；

B．两波相遇时需要的时间为

即t=1.0 s时两波相遇，B正确；

C．x=5 m处和x=7 m处质点到两波源的距离之差均等于2 m，为半波长的奇数倍，而两波源振动步调一致，则两处的质点振动减弱，C错误；

D．波的周期为

T=2 s

在x=6 m处为振动加强点，在t=1 s时，两列波在x=6 m处相遇，此后x=6 m处质点经过0.5 s到达负向最大位置，则t=1.5 s时，x=6 m处质点的位移为负向最大值，D正确。

故选BD。

13. 如图所示，甲、乙分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（　　）

A. a、b光在真空中的波长满足

B. a、b光在玻璃中的折射率满足

C. 若该两束光分别为红光和紫光，则a为紫光

D. 若a、b光分别从玻璃射入空气，则a光临界角较小

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据双缝干涉相邻条纹间距公式

可知，在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知λa＜λb，故A错误；

B．同种介质对频率越大光折射率越大，又由λa＜λb可知，所以na＞nb，故B错误；

C．由可知，若该两束光分别为红光和紫光，则a光为紫光，故C正确；

D．由

,na＞nb

知a光的临界角小于b光的临界角，故D正确。

故选CD。

14. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 木板获得的动能为2 J B. 系统损失的机械能为2 J

C. 木板A最小长度为1 m D. A、B间的动摩擦因数为0.2

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．由图示图像可知，木板获得的速度为，A和B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

解得

木板A质量为，木板获得的动能为

故A错误；

B．系统损失的机械能

代入数据解得

故B正确；

C．由图得到0~1s内B的位移为

A的位移为

木板A的最小长度为

故C正确；

D．由图示图像可知，B的加速度

负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得

解得

故D错误。

故选BC。

三、实验题（每空2分，共14分）

15. 在“验证动量守恒定律”实验中，装置如图所示，按照以下步骤进行操作：

①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；

③把小球b静止放在斜槽轨道最右端，让小球a仍由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；

(1)为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1___________m2。（填“>”、“<”或“=”）

(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是___________。

A．小球a、b半径可以不同

B．小球a每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放

C．斜槽轨道末端必须保持水平

D．需用秒表测定小球在空中飞行的时间

(3)实验测得，小球a、b质量分别为m1、m2，O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2、y3，若动量守恒，则需要验证的表达式为___________。（用所测量的量表示）

【答案】    ①. >    ②. BC    ③.

【解析】

【详解】(1)[1]为防止两球碰撞后，入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即m1>m2

(2)[2]A．在实验中，为了发生对心正碰，a、b两球的大小必须相等，故A错误；

B．为保证小球a每次与b球碰撞前的速度相同，应使小球a每次必须从斜槽轨道同一位置由静止释放，故B正确；

C．为保证碰撞后两小球均做平抛运动，斜槽轨道末端必须保持水平，故C正确；

D．本实验中通过小球a和小球b从同一高度做平抛运动并且落到同一竖直面上，由

，

可得

因此速度可以通过测量距离来进行计算，不需要测量时间，故D错误

故选BC。

(3)[3] a、b两球碰撞前后做平抛运动，根据

可得

验证动量守恒定律表达式为：

整理为

因此，若动量守恒，则需要验证的表达式为

16. 实验小组的同学们做“用单摆测量重力加速度”的实验。

（1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g=___________。

（2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的___________（选填选项前的字母）。

A．长约1m的细线

B．长约1m的橡皮绳

C．直径约1cm的均匀铁球

D．直径约10cm的均匀木球

（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图________所示的固定方式（选填“甲”或“乙”）。

（4）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是___________（选填选项前的字母）。

A．开始摆动时振幅较小

B．开始计时时，过早按下秒表

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间。

【答案】    ①.     ②. AC##CA    ③. 乙    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]由周期公式

得

（2）[2]AB．为减小误差应保持摆线的长度不变，要选用结实较细的细线，不能用橡皮绳，故A正确，B错误；

CD．为减小空气阻力的影响，摆球密度要大，体积要小，故C正确，D错误。

故选AC。

（3）[3]悬点要固定，故题图乙。

（4）[4]A．由

得

振幅大小与g无关，故A错误；

B．开始计时时，过早按下秒表，所测周期偏大，则g偏小，故B错误；

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，则所测周期偏小，则g偏大，故C正确。

故选C。

四、解答题

17. 2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8日在韩国首尔市结束，中国组合隋文静、韩聪摘得金牌。如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0m/s，韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0s，隋文静的速度大小变为4.0m/s，假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg，求：

(1)推开后韩聪的速度；

(2)推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小。

【答案】(1)－1m/s，方向与原来方向相反；(2)60N

【解析】

【详解】(1)以原来运动方向为正，由动量守恒定律得

(m1＋m2)v=m1v1＋m2v2

解得

v2＝－1m/s

方向与原来方向相反

(2)由动量定理

Ft=m2v2－m2v

解得

F=－60N

即隋文静对韩聪的平均作用力大小为60N

18. 如图所示，用长为的不可伸长的轻绳将质量为的小球C悬挂于O点，小球C静止。质量为的物块A放在质量也为的木板B的右端，以共同的速度的，沿着光滑水平面向着小球滑去，小球与物块发生弹性正碰，物块与小球均可视为质点，且小球C返回过程不会碰到物块A，不计一切阻力，重力加速度。求：

(1)碰后瞬间小球C的速度大小；

(2)若物块与木板间的动摩擦因数为0.1，木板B至少要多长，物块A才不会从长木板的上表面滑出。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)设物块质量为，小球质量为，由于发生弹性正碰，则由动量守恒得

由机械能守恒得

解得

，

(2)此后物块加速，木板减速，物块刚好和木板共速时，物块运动到木板左端，设木板质量为，共速速度为，由动量守恒得

由能量守恒得

解得

19. 一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，OABC为矩形，OA =d，AB = 2d，OCD为圆。现有一细束单色光在图示平面内从AB中点P以i = 45°的入射角射入，折射后经过O点。已知光在真空中的速率为c，求：

(1)玻璃砖的折射率；

(2)光束在玻璃砖内的传播时间。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)作出光路图如下图所示

由题知

PA = d，OP == 2d

所以

sinr ==，r = 30°

所以

n ==

(2)光束射到界面上的O点时入射角

θ = 60°

根据

sinC =

可得

C = 45°，θ > C

所以光束在O点发生全反射，则光束沿半径在CD弧射出

光束在该玻璃砖中的速率

v =

所以光束在该玻璃砖中的传播时间

t = =

20. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知t1＝0.7 s时M点第二次出现波峰。求：

（1）这列波传播的速度大小；

（2）从t＝0时刻起到t2＝1 s止，Q处质点（x＝9 m）通过的路程。

【答案】（1）10 m/s；（2）60 cm

【解析】

【详解】（1）波沿x轴正方向传播，可知质点M在t＝0时沿y轴负方向振动，经过个周期第二次出现波峰，则有

解得

由题图可知波长为4 m，可得波速为

（2）从t＝0开始，设经过，Q处质点开始振动，则有

所以Q处质点振动的时间为

Q处质点通过的路程为