2022-2023学年天津市河西区高二下学期期中物理试题（解析版）

高二年级物理（一）

（满分100分）

一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）

1. 如图所示，一条单色光线从空气射入某介质时，若入射光线与界面的夹角是30°，折射光线与法线的夹角也是30°，则该介质的折射率为（    ）

A. 1 B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据折射定律可知，该介质的折射率为

故选D。

2. 如图所示，一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进，经过一段时间t，对几个力的冲量，说法正确的是（    ）

A. 拉力对物体的冲量大小为 B. 拉力对物体的冲量大小为

C. 摩擦力对物体冲量大小为 D. 合外力对物体的冲量大小为

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据冲量的定义可得拉力对物体的冲量大小

故A正确，B错误；

C．根据平衡条件可得摩擦力大小

摩擦力对物体冲量大小

故C错误；

D．由题意可知，物体所受合外力为零，合外力对物体的冲量大小为零，故D错误。

故选A。

3. 质量为m、速度为v的小球与墙壁垂直相碰后以0.5v的速度返回，则小球受到墙的冲量大小为（　　）

A 0 B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以小球初速度方向为正，对小球列动量定理

解得

所以墙对小球的冲量大小为1.5mv，方向与小球初速度方向相反，故D正确。

故选D。

4. 下面的说法正确的是　　

A. 肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的

B. 天空中彩虹是光的干涉现象造成的

C. 圈屏阴影中心亮斑泊松亮斑是光的衍射现象造成的

D. 照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象

【答案】C

【解析】

【详解】A、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的故A错误．

B、天空中彩虹是白光的折射率不同，从而出现光的色散现象，故B错误．

C、圆屏阴影中心的亮斑泊松亮斑是光绕过阻碍物射到中心位置，这是光的衍射现象造成的，故C正确．

D、增透膜是通过光的干涉，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度，故D错误．

故选C．

【点睛】解决本题的关键掌握衍射条纹和干涉条纹的特点，单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距（如牛顿环）．

5. 在平静的湖面上漂着一小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条将（　　）

A. 随波纹漂向湖岸 B. 波纹传到小木条处，小木条仍不动

C. 向波源处漂动 D. 在原来位置做上下振动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】向湖中央扔一石子，圆形水波一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条在原来位置附近上下振动，则不随波纹漂向湖岸，也不向波源处漂动，故选项D正确。

故选D。

6. 如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上、一颗子弹水平射入木块A，并留在其中、在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　）

A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量不守恒、机械能守恒

C. 动量守恒、机械能不守恒 D. 动量、机械能都不守恒

【答案】C

【解析】

【详解】①设子弹质量为m，A木块的质量为m1，子弹初速为v0，则子弹在打进木块A的过程中，有

前后动能减小量为

根据实际情况，减小的这部分动能转化为了内能，即机械能不守恒；

②对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统合外力至始至终都为零，满足动量守恒的条件，系统动量守恒；

综上所述，则系统动量守恒，机械能不守恒，故ABD错误，C正确。

故选C。

7. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的图像如图所示。图中a质点的坐标为、b质点在坐标原点处。已知波的传播速度为。现有下列说法，其中正确的是（    ）

A. 此波频率为40，此时质点b的速度为零

B. 此波频率为40，此时质点b的速度方向为y轴负方向

C. 此波频率为20，此时质点a的速度为零

D. 此波频率为20，此时质点a的速度方向为y轴正方向

【答案】D

【解析】

【详解】由图可知，该波波长

根据

解得

由图可知此时、均在平衡位置，速度最大，根据同侧法可知此时质点b的速度方向为y轴负方向，质点a的速度方向为y轴正方向。

故选D。

8. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是时波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象（    ）

A. 处的质点 B. 处的质点

C. 处的质点 D. 处的质点

【答案】A

【解析】

【详解】图乙中时质点经平衡位置向轴负方向运动，图甲中上，时刻，只有处质点、处质点以及和经过平衡位置。简谐横波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，处质点经平衡位置向轴负方向运动，与图乙中时刻质点的状态相同。

故选A。

9. 如图表示两列频率相同的水波在某时刻叠加后发生稳定干涉的图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅相等，E点是连线和连线的交点，下列说法不正确的是（    ）

A. B、D两质点振动始终是加强的 B. B、D两点的位移始终最大

C. E质点是振动加强的点 D. E质点的位移在某个时刻可能为零

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由图可知，此时B点是波谷与波谷叠加，D点是波峰与波峰叠加，则B、D两质点振动始终是加强的，但B、D两点的位移随时间周期性变化，并不是始终最大，故A正确，不满足题意要求，B错误，满足题意要求；

CD．由于E点在连线，可知E质点是振动加强的点，E质点的位移随时间周期性变化，则E质点的位移在某个时刻可能为零，故CD正确，不满足题意要求。

故选B。

10. 一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向。则下列说法正确的是（    ）

A. 第末和第末摆球位于同一位置 B. 的时间内，摆球的回复力逐渐减小

C. 时，摆球的位移为振幅的 D. 时，摆球的速度方向与加速度方向相反

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知第1s末和第5s末摆球位于平衡位置两侧，到平衡距离相等，故A错误；

B．的时间内，摆球远离平衡位置，恢复力逐渐增大，故B错误；

C．设单摆振幅为A，由图可知单摆周期T=8s，则单摆位移与时间的关系式为

当时，摆球的位移为

故C正确；

D．时，摆球的速度方向与加速度方向相同，故D错误。

故选C。

11. 轻质弹簧上端固定于定点P处，其下端焊接一个小球A，在A球下面用细线拴一个小球B，系统静止时，A球的位置记为O，如图所示。已知，B球质量等于A球质量，弹簧的伸长在弹性限度内。现将A、B之间的细线剪断，此后A球在竖直方向做简谐运动，现有下列说法，其中正确的是（    ）

A. O点是小球做简谐运动的平衡位置

B. A球运动到最高点时，弹簧的长度大于其自然长度

C. A球运动到最高点时，弹簧的长度等于其自然长度

D. A球运动到最高点时，弹簧的长度小于其自然长度

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题意可知O点是小球做简谐运动的最大位移处，A错误；

BCD．设A、B球质量均为，A球处于最低点时，弹簧弹力

此时弹簧的伸长量为

处于平衡位置时

此时弹簧的伸长量为

根据对称性可知A将在弹簧的形变量为到0之间做振幅为的简谐振动，所以A球运动到最高点时，弹簧的长度等于其自然长度，故C正确，BD错误。

故选C。

12. 两种透明介质对真空的全反射临界角为与，且。由此可知，这两种介质中的光速与、折射率与大小的关系分别是（    ）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】D

【解析】

【详解】根据全反射临界角

结合题意可知

根据

可知

故选D。

二、选择题（共4道小题，每小题6分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，选错或不答的得0分，共24分）

13. 下列说法正确的是（　　）

A. 彩虹由外到内顺序从红到紫，对应光的波长从长到短

B. 泊松亮斑，反映了光的干涉性

C. 小孔成像现象说明当孔足够小，光线经过小孔时将发生明显衍射现象，形成物像

D. 白光经过棱镜后出现色散现象是因为不同颜色的光的折射率不同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据光的折射可知彩虹由外到内顺序从红到紫，红光波长最大，紫光波长最小，光的波长从长到短，故A正确；

B．泊松亮斑，反映了光的衍射性，故B错误；

C．小孔成像现象说明当孔足够比较大时，光线经过小孔时将沿直线传播，故C错误；

D．由于棱镜对不同颜色的光的折射率不同，白光经过棱镜后出现色散现象,故D正确；

故选AD。

14. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　）

A. 此单摆的固有周期约为

B. 此单摆的摆长约为

C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大

D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据题意，由图可知，单摆的固有频率为，固有周期为，由周期公式

可得

故A错误，B正确；

CD．由周期公式

可知，若摆长增大，固有周期变大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，故C错误，D正确。

故选BD。

15. 一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】当该列波向右传播时，根据题干可知1m和7m之间的距离满足的关系为

则由

可得波速为

当n=1时可得；

当波向左传播时1m和7m之间的距离关系满足

则

当n=0时可得；

将A和D选项代入两个波速表达式，n均不是整数，因此A和D错误，BC正确。

故选BC。

16. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　）

A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在水珠中发生全反射

B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大

C. 图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整

D. 若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度发生变化

【答案】CD

【解析】

【详解】A．图像可知，复色光能够入射进入水珠，根据光路的可逆性，两光均不可能在水珠内发生全反射，故A错误；

B．根据

可知，图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小，故B错误；

C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，故C正确；

D．由于自然光为偏振光，所以若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度将发生变化，故D正确。

故选CD。

三、计算题（共3道小题，共40分，）解答中应写出必要的文字说明、方程式及计算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。

17. 在光滑的水平面上，质量为的小球A以速率向右运动，在小球的前方O点处有一质量为m的小球B处于静止状态，如图所示。小球A与小球B发生正碰后均向右运动。小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，。假设小球与墙壁之间的碰撞没有能量损失，求：

（1）两球在P点碰后速度的大小？

（2）求两球在O点碰撞的能量损失。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）由碰撞过程中动量守恒得

由题意可知

解得

（2）两球在O点碰撞前后系统的机械能之差

代入（1）的结果得

18. 如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），子弹射入后，g取10m/s2，求：

①物块相对木板滑行的时间；

②物块相对木板滑行的位移。

【答案】①；②

【解析】

【分析】

【详解】①子弹打入木块过程，由动量守恒定律得

木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律得

对子弹木块整体，由动量定理得

联立解得物体相对小车的滑行时间

②子弹射入木块后，由子弹木块和木板组成的系统，由能量守恒定律得

联立解得

19. 如图所示，小球A质量为m，系在细线一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离。

【答案】，

【解析】

【详解】小球的质量为m，设运动到最低点与物块相撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点时的重力势能为零，根据机械能守恒定律有

解得

设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有

解得

设碰撞后物块的速度大小为v2，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有

解得

由动量定理可得，碰撞过程滑块获得的冲量为

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为

设物块在水平面上滑行时间为t，由动能定理有

解得