云南省昭通市绥江县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷（原卷版+解析版）

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第Ⅰ卷（选择题，共46分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 下列关于多普勒效应的说法正确的是（ ）
A. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B. 如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C. 当声源朝着观察者运动时，声源的频率变高
D. 当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
【答案】D
【解析】
【详解】A．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错误；
B．声源静止时，若观察者相对声源运动，可能发生多普勒效应，B错误；
C．声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率变高，C错误；
D．声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，D正确；
故选D。
2. 下列措施有利于提高火箭的飞行速度的是（ ）
A. 增大喷出气体速度B. 提高喷出的气体温度
C. 减小喷出的气体体积D. 减小喷出的气体密度
【答案】A
【解析】
【详解】AB．把火箭和喷出的气体看成系统，设原来的总质量为，每秒喷出的气体体积为、密度为，喷出气体的速度大小是，剩余的质量的速度大小是，由于系统动量守恒，以火箭的速度方向为正方向，由系统动量守恒得
解得
由上式可知，越大，一定越大，与温度无关，故A正确，B错误；
C．根据上述有
可知，减小喷出的气体体积，一定越小，故C错误；
D．根据上述有
可知，减小喷出的气体密度，一定越小，故D错误。
故选A。
3. 两个摆长分别为和的单摆，做小角度的振动，它们的振动图像分别如图中的1和2所示，可知为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知
根据单摆的周期公式
可得
故选D。
4. 一个春光明媚的周末上午，小华一家来到公园玩。小华发现吹出的肥皂泡有彩色花纹。下列选项中哪个是彩色花纹形成的原因（ ）
A. 光的偏振B. 光的折射C. 光的干涉D. 光的衍射
【答案】C
【解析】
【详解】光照射在肥皂泡上，在肥皂泡的内外两个表面分别发生反射，两列反射光在肥皂泡膜的外表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹。
故选C。
5. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】C
【解析】
【详解】两球碰撞过程中系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得
代入数据解得
如果两球发生完全弹性碰撞，有
由机械能守恒定律得
代入数据解得
则碰撞后A、B的速度
故选C。
6. 如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20cm，小球经过A点时开始计时，经过2s首次到达B点，则（ ）
A. 从O→B→O小球做了一次全振动
B. 振动周期为2s，振幅是10cm
C. 从B开始经过6s，小球通过的路程是60cm
D. 从O开始经过3s，小球处在平衡位置
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球从O→B→O只完成半个全振动，A错误；
B．从A→B半个全振动，用时2s，所以振动周期是4s，B错误；
C．因为
所以小球经过的路程为
4A + 2A = 6A = 60cm
C正确；
D．从O开始经过3s，小球处在最大位移处（A或B），D错误。
故选C。
7. 如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A. 在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 相同条件下，a光比b光衍射明显
C. 只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D. 从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，透明材料对a光的折射率大于对b光的折射率，即
又
得
故A正确；
B．b光折射率较小，则频率更低，波长更长，相同条件下， b光比a光衍射明显，故B错误；
C．两种光频率不同，不可以发生干涉，故C错误；
D．根据
可知，a光的临界角较小，故D错误。
故选A。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
8. 如图所示，A、B、C、D四个单摆的摆长分别为L、2L、L、，摆球的质量分别为2m、2m、m、，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来，通过水平细线迫使B、C、D也振动起来，则下列说法正确的是（ ）
A. B、C、D中B的摆长最长，振幅最大
B. B、C、D中C的振幅最大
C. B、C、D中因D的质量最小，故其振幅是最大的
D. A、B、C、D四个单摆的周期均相同
【答案】BD
【解析】
【详解】D．A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C、D在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等。D正确；
ABC．由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅振幅比B、D摆大。AC错误；B正确。
故选BD。
9. 如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ，则（ ）
A. 过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒
B. 过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒
C. 过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒
D. 过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程，子弹和木块组成的系统所受合外力近似为零，系统动量守恒，但要克服摩擦力做功，产生热量，系统机械能不守恒，故A错误，B正确；
CD．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图实线是某时刻的波形图像，虚线是经过0.2s时的波形图像，下列判断正确的是（ ）
A. 波传播的可能距离为7m或5m
B. 周期不可能是或0.8s
C. 若波速是35m/s，波向右传播
D. 若0.2s小于一个周期时，传播的距离为3m或1m
【答案】AD
【解析】
【详解】AD．若波向左传播时，传播的距离为
（n=0，1，2…）
当时，0.2s小于一个周期
当时
若波向右传播时，传播的距离为
（n=0，1，2…）
当时，0.2s小于一个周期
当时
故AD正确；
B．当波向左传播时，传播时间为
解得
（n=0，1，2…）
当时
当波向右传播时，传播时间为
解得
（n=0，1，2…）
当时
故B错误；
C．当波向左传播时
（n=0，1，2…）
当时
可知该波向左传播，故C错误。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
注意事项：
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
11. 如图所示，某实验小组同学用“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的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量___________间接解决这个问题。（填序号）
A. 小球开始释放高度 B．小球抛出点距地面高度
C．小球做平抛运动的射程 D．小球做平抛运动的时间
（2）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置处静止释放，找到其平均落地点的位置，测量长度；然后，让被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置处静止释放，与小球相碰，并多次重复，分别找到相碰后平均落地点的位置，分别测量长度。最后用天平测量两个小球的质量分别为、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为__________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为___________。（均用已知物理量符号表示）
【答案】 ①. C ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]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小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题。
故选C。
(2)[2]根据平抛运动
解得
根据动量守恒定律
解得
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小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题。
[3]若碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒定律
解得
12. 图1是“用双缝干涉测量光的波长”的实验设备示意图。
（1）已知单缝与双缝间的距离L1= 200mm，双缝与屏的距离L2= 800mm，双缝间距d = 0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜和手轮等构成（如图2所示），转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数为___________mm，如图3所示，转动测量头，使分划板中心刻线对准第4条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数为___________mm。则该光波的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。
（2）若在调节过程中观察到图4所示的干涉条纹，则出现这种现象的原因是___________。
A．单缝与双缝不平行
B．单缝与双缝的距离太近
C．设备安装时，没有调节光源的高度使光线把整个光屏都照亮
【答案】 ①. 2.191##2.192##2.193 ②. 7.870（7.868 ~ 7.872均正确） ③. 5.9 × 10 - 7 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]手轮测量装置为螺旋测微器，第1条读数为
2mm + 19.2 × 0.01mm = 2.192mm
[2]第4条读数
7.5mm + 37.0 × 0.01mm = 7.870mm
[3]根据
解得
λ ≈ 5.9 × 10 - 7m
（2）[4]分析可知，出现题图4中所示现象的原因是光路调节中，没有调节好光源的高度。
故选C。
四、计算题（本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到质点M处的波形图，图乙是质点N（）从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于处的质点。求：
（1）波的传播速度的大小；
（2）在内，质点Q经过的路程。
【答案】（1）1m/s；（2）
【解析】
【详解】（1）由图甲可知，该波的波长为4m，由图乙可知，该波的周期为4s，所以波速为
解得
（2）由图甲可知，当波传播到质点Q所在位置的时间为
所以质点Q运动的时间为
由图可知其振幅为10cm，而质点Q是从平衡位置开始起振，所以其运动的路程为
14. 某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，直角边的长度为L，ADC为半圆，其圆心O在AC边的中点，此透明物体的折射率。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，经过一次全反射后能照亮（有光射出）半圆某区域。真空中的光速为c，求：
（1）半圆ADC上被照亮（有光射出）的圆弧长度s；
（2）经过圆心O（不考虑AC光线）的光线在透明物体中传播的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当光线入射在半圆ADC界面上的入射角等于临界角C时，恰好发生全反射，如图中光线MN，入射在N点上方的关系不能射出来，故被照亮（有光射出）的圆弧长度s为圆弧ND的2倍，由
解得
（2）由图，经过圆心O的光线在透明物体中传播的距离为
光在透明体传播的速度v由
则传播时间为
15. 如图所示，用长l=2m的绳子拴住一质量为m0=kg的小球，绳的一端固定在O点，起始时，小球位于O点竖直平面内右上方的A点，绳子处于绷直状态，OA与水平方向夹角为37°。给小球一向左的水平初速度v0，当绳子再次绷直时，小球刚好运动到O点左侧等高的B点（绳子绷直后立即在竖直平面内做圆周运动）。小球运动到最低点与地面上质量为M=1.5kg的木板发生弹性碰撞，木板最右端上静止有一质量为m=1kg的物块，板块间的动摩擦因数为0.1，木板与地面间的动摩擦因数为0.2。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2。
（1）求小球平抛出去的初速度大小v0；
（2）求小球与木板碰撞后的瞬间速度的大小；
（3）为使物块不掉落，木板最小长度及物块最终静止位置与木板最右端的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）2.5m，
【解析】
【详解】（1）小球从A到B
由几何关系有、
解得
（2）小球到B点时，水平分速度因为绳子作用瞬间变为0，故小球到C点时
解得
小球与木板发生弹性碰撞，有
解得
（3）对木板M，有
对物块，有
解得
共速时，有
得
1s内，解得
木板至少长
共速后，对木板M，有
物块，有
距右端的距离