宁乡市第一高级中学2022-2023学年高二上学期12月检测物理试卷(含答案)

这是一份宁乡市第一高级中学2022-2023学年高二上学期12月检测物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、如图所示，从地面上同一位置抛出相同的两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，下列说法正确的是( )
A.两球抛出时的速度方向相同，大小不同
B.B球在最高点的动量比A球在最高点的动量大
C.B球落地时重力的功率比A球落地时重力的功率大
D.B球在空中运动的时间比A球在空中运动的时间长
2、如图所示，光滑水平面上有甲、乙两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量，甲车上另有一个质量为的小球，甲车静止在平面上。乙车总质量，以的速度向甲车运动，甲车为了不和乙车相撞，向乙车水平发射小球m(乙车上有接收装置使小球最终停在乙车上)，则甲车相对地面发射小球的最小水平速度是( )
A.6m/sB.9m/sC.12m/sD.8m/s
3、如图甲所示是以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法正确的是( )
A.在时，弹簧振子可能运动到B位置
B.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C.从到的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D.在与两个时刻，弹簧振子的加速度相同
4、4.如图所示，三根细线在O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为l的两点上，使成直角三角形，，。已知OC长为l，下端C点系着一个小球（直径很小），下列说法正确的是（以下均指小角度摆动）( )
A.让小球在纸面内振动，则周期为
B.让小球在垂直纸面内振动，则周期为
C.让小球在纸面内振动，则周期为
D.让小球在垂直纸面内振动，则周期为
5、如图，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P（图中未画出），时，O点位于最高点，P点位于最低点，则( )
A.时，P点位于平衡位置上方
B.P点的起振方向与O点的起振方向相反
C.时，P点的速度方向水平向右
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
6、如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度。实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示。光在真空中传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中( )
A.折射率为
B.传播速度为
C.时，反射光强度为0
D.反射光的强度随θ角的增大而增大
二、多选题
7、一质量为4kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A.时物块的速率为4m/s
B.时物块的动量大小为
C.时物块的动量大小为
D.时物块的速度为零
8、如图所示，在光滑水平面上质量分别为、，速率分别为、的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则( )
A.它们碰撞后A小球向左运动
B.它们碰撞后A小球向右运动
C.它们碰撞后的总动量是，方向水平向左
D.它们碰撞后的总动量是，方向水平向右
9、如图所示，是甲、乙两位同学同在一实验室做沙摆实验得到的硬纸板上的痕迹图象，由他们两人得到的图形可知( )
A.甲、乙两个沙摆的周期一定不同
B.甲、乙两个沙摆的周期可能不同
C.甲、乙两同学拖动硬纸板的速度大小可能相同
D.在误差范围内，甲、乙两同学测得的重力加速度的值相同
10、一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边未画出），AB为直角边，；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点。此玻璃砖的折射率为1.5，P为一贴近玻璃砖放置的与AB边垂直的光屏。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则( )
A.从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光
B.屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度
C.屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度
D.当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大
三、计算题
11、如图，两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，相向运动并在同一条直线上。
（1）当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？
（2）若两车不相碰，试求出两车距离最短时，乙车速度为多少?
12、如图所示，小明在离水面高度的岸边，将一质量的小石片以水平初速度抛出，玩“打水漂”。小石片在水面上滑行时受到的水平阻力恒为，在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为零，并以的加速度沿竖直方向沉入水深的河底。假设小石片每次均接触水面后跳起，跳起时竖直方向上的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数。取重力加速度，不计空气阻力。求小石片：
（1）沉入河底前瞬间的动量大小p；
（2）从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程中，水对小石片做的功W；
（3）从抛出到开始下沉的时间t。
13、光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强，载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，外套就可以沿着光纤传到千里之外的另一端，实现光纤通信。如图所示，某光纤内芯半径为a，折射率为n，传递的信号从光纤轴线上的O点射向光纤。为保证射入光纤的光信号在传输过程中发生全反射，O点到光纤端面的距离必须大于某个值。
（1）若该光纤长为L，求光在该光纤中传播的最短时间；
（2）若该光纤内芯半径，，假设光信号在其中传输时相对外套的临界角为53°，求O点到光纤端面距离的最小值（已知，，）。
四、实验题
14、小明利用光电门A、B及光电计时器、带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律，已知挡光条的宽度相同，实验装置如图所示。
（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是________；
①烧断捆绑的细线，使C、D在弹簧作用下分离，分别通过A、B
②将气垫导轨放在水平桌面上，并将A、B分别固定在导轨上
③由光电计时器记录C第一次通过A时挡光条挡光的时间，以及D第一次通过B时挡光条挡光的时间
④在C、D间夹一个轻质弹簧，用一条细线捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部
⑤打开气泵，将一滑块置于导轨一端，轻推滑块，根据两光电门的挡光时间，调节气垫导轨底座螺母，使导轨水平
（2）在实验步骤⑤中，若滑块经过A光电门时的挡光时间大于经过B光电门时的挡光时间，则说明气垫导轨右端偏________（选填“高”或“低”）；
（3）为验证动量守恒，实验中还应测量的物理量有________；（写出名称及表示符号）
（4）根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是________；
（5）数据处理时发现C、D的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是________。
15、用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用___________（选填选项前的字母）。
A.长度为1m左右的细线
B.长度为10cm左右的橡皮绳
C.直径为1.5cm左右的塑料球
D.直径为1.5cm左右的铁球
（2）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为___________cm。
（3）下面测定单摆振动周期的方法正确的是___________。
A.把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时
B.以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则
C.以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则
D.以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则
（4）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应的周期T，再以为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图丙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度___________。（用k表示）
（5）某同学测得的g值偏小，可能的一种原因是___________。
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.开始计时时，秒表过迟按下
C.实验时摆球摆动时间过长引起摆角变小
D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
参考答案
1、答案：C
解析：不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g，故A错误。两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误。，最大高度h及时间t相同，则竖直方向的初速度大小相等，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球的，由(a是初速度与水平方向的夹角)得知，A球的初速度小于B球的初速度，两球初速度沿水平方向的分速度为，由于B球的初速度与水平方向的夹角小，所以B球沿水平方向的分速度较大，而两球水平方向都做匀速直线运动，故B在最高点的速度比A的大，D错误。根据对称性可知，落地时两球的竖直分速度还是相同的，B球的水平分速度大于A球的，可知B在落地时的速度比A在落地时的大，故C正确。
2、答案：D
解析：要使两车不相撞，甲车以最小的水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是最终两车速度相同，以甲、乙两车和小球为系统， 规定向右为正方向，由系统动量守恒得，以球与 乙车为系统，规定向右为正方向，由系统动量守恒得，联立解得，故D正确。
3、答案：A
解析：本题考查了弹簧振子的内容，体现了科学思维中模型建构以及科学推理的要素。由图知，若从平衡位置计时，以向右为正方向，则在时，弹簧振子运动到B位置，所以A选项是正确的。在与两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B错误。从到的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，弹簧振子的动能越来越小，故C错误。在与两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D错误。所以选A。
4、答案：A
解析：当小球在纸面内做小角度摆动时，悬点是O点，摆长为l，故周期为，A正确，C错误；当小球在垂直纸面内做小角度摆动时，悬点在直线AB上且在O点正上方，摆长为，故周期为，故BD错误。
5、答案：D
解析：A.时，P点从最低点经历个周期后回到平衡位置，故A错误；
BD.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同，故B错误，D正确；
C.时，P点的速度方向向上，向平衡位置移动，故C错误。
故选D。
6、答案：B
解析：A根据图象可得当时激光发生全反射，根据折射定律得
故A错误；
B.根据速度公式
故B正确；
C.时大量的激光从O点射出，少量激光反射经过C点，故C错误；
D.根据图象可得当时激光发生全反射，反射光的强度不变，故D错误。
故选B。
7、答案：BD
解析：A.前两秒，根据牛顿第二定律
则的速度为：
选项A错误；
B.时，速率为，则动量为
选项B正确；
CD.2~4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，，所以3s时的速度为
动量为
4s时速度为，选项C错误D正确；
故选BD。
8、答案：AC
解析：AB.A的质量小于B的质量，碰撞后，A球可能反弹，由于系统总动量向左，因此碰撞后A球一定向左运动，不可能向右运动，故A正确，B错误；
CD.两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右为正方向，碰撞前，A、B的速度分别为
碰撞前系统总动量
系统总动量方向水平向左，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是，方向水平向左，故C正确，D错误。
故选AC。
9、答案：BCD
解析：ABC.甲图沙摆振动了两个周期，周期
乙图沙摆振动了3.5个周期，周期
由于纸板长度和速度关系未知，所以甲、乙两个沙摆的周期可能相同，也可能不同，由上可知，甲，乙两同学拖动硬纸板的速度大小可能相同，也可能不同，故A错误，BC正确；
D.同一地点的重力加速度是相同的，根据单摆周期公式测量的重力加速度在误差允许范围内是相等的，故D正确。
故选BCD。
10、答案：BD
解析：因为，所以，光在BC边上发生全反射，A选项错误；光经BC边全反射后由ADC进入空气，折射角大于入射角，故从ADC射出的光线都向ADC的中央方向偏折，如图所示，屏上亮区宽度小于AC边长度，又因AB边与AC边长度相等，故B选项正确，C选项错误；当屏逐渐远离玻璃砖时，由光路分析可知D选项正确。
11、答案：（1）1m/s（2）0.5m/s
解析：（1）以两车组成的系统为研究对象，取甲车原来行驶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有
代入数据解得：
方向水平向右。
（2）当两车的速度相同时，距离最短，设相同的速度为v，根据动量守恒定律有
解得
方向水平向右。
12、答案：（1）（2）（3）6.4s
解析：（1）小石片沉入河底时的速度为
解得
由动量公式，可得
解得
（2）小石片从开始抛出到沉入河底前瞬间的整个过程，由动能定理可得
解得
（3）小石片先做平抛运动，竖直方向有
解得
小石片在水面上滑行时加速度
每次滑行的速度变化量为
可得
即小石片共在水面上滑行了10次，空中弹起后飞行了9次
第n次弹起后的水平速度为
竖直速度
空中飞行时间
可得第n次弹起后在空中飞行的时间为
在空中的飞行总时间
在水面上滑行的时间为
总时间
解得
13、答案：（1）（2）
解析：（1）光在光纤中沿直线传播时，所需时间最短，光在光纤中传播的速度
则最短时间
（2）如图所示
设光照射在光纤端面的P点时，入射角为α，折射角为β，光线进入光纤后照射在Q点，入射角为γ，所求的最小距离为x。根据折射定律有
又由几何关系可得
当P点接近光纤边缘时，α角最大，γ角最小，若此时恰能发生全反射，则有
联立并代入数据解得
14、答案：（1）②⑤④①③（2）低（3）滑块质量和（4）（5）滑块和气垫导轨间仍然存在摩擦阻力、气垫导轨未完全水平会造成实验误差
解析：（1）第一步先安装实验装置，所以将气垫导轨放在水平桌面上，并将A、B分别固定在导轨上；接着打开气泵，将一滑块置于导轨一端，轻推滑块，根据两光电门的挡光时间，调节气垫导轨底座螺母，使导轨水平；最后在C、D间夹一个轻质弹筒，用一条细线捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；第二步开始实验，烧断捆绑的细线，使C、D在弹簧作用下分离，分别通过A、B；第三步进行数据记录，由光电计时器记录C第一次通过A时挡光条挡光的时间，以及D第一次通过B时挡光条挡光的时间。所以正确的顺序是②⑤④①③。
（2）在实验步骤⑤中，若滑块经过A光电门时的挡光时间大于经过B光电门时的挡光时间，所以滑块经过A光电门时的速度小于经过B光电门时的速度，则说明气垫导轨右端偏低；
（3）设挡光条的宽度为，滑块经过光电门的速度分别为
如果碰撞过程中系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
解得
所以验证动量守恒定律实验，还需要测量滑块的质量和
（4）根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是
（5）由于滑块与气垫导轨间仍存在摩擦、气垫导轨未完全水平会造成实验误差，所以数据处理时发现C、D的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是由于滑块与气垫导轨间仍存在摩擦、气垫导轨未完全水平会造成的实验误差。
15、答案：（1）AD（2）1.64（3）D（4）（5）D
解析：（l）为减小实验误差，应选择1m左右的细线；为减小空气阻力影响，摆球应选密度大而体积小的铁球，因此需要的实验器材是AD；
（2）由游标卡尺的读数可知，精确度是0.lmm，则摆球直径为
（3）AB.摆角应小于5°，在测量周期时，应在摆球经过最低点开始计时，测量多次全振动的周期，可以减小误差，故AB错误；
C.以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则摆球两次经过最低点的时间间隔是半个周期，所以摆球通过最低点作为第1次开始计时到一直数到摆球第n次通过最低点，摆球经过了个半个周期，所以单摆的周期
故C错误；
D.以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则摆球相邻两次同一方向经过最低点的时间即为一个周期，则有
故D正确。
故选D。
（4）根据单摆周期公式
变形得
则图线的斜率
解得
（5）根据单摆周期式
解得
A.测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量偏大，根据，可知测得的g偏大，故A错误；
B.开始计时时，秒表过迟按下，测量的时间t偏小。则周期T偏小，根据可知测得的g值偏大，故B错误；
C.摆角变小，周期不变，根据，可知测得的g值不会受影响，故C错误；
D.单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，根据，可知测得的g值偏小，故D正确。
故选D。