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北京市海淀区清华志清中学2023-2024学期高二下学期4月期中物理试卷（原卷版+解析版）
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这是一份北京市海淀区清华志清中学2023-2024学期高二下学期4月期中物理试卷（原卷版+解析版），文件包含北京市海淀区清华志清中学2023-2024学期高二下学期4月期中物理试卷原卷版docx、北京市海淀区清华志清中学2023-2024学期高二下学期4月期中物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
班级 姓名
本试卷共100分，考试时间60分钟
一、单选题（每小题3分，共计24分）
1. 我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（ ）
A. B. C. D.
2. 下图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知甲、乙摆长之比为
A. 1:2
B. 2:1
C. 1:1
D. 2:3
3. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ）
A. 各摆摆动的周期均与c摆相同
B. a 摆摆动周期最短
C. b摆摆动周期最长
D. b摆振幅最大
4. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A. t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值
B. t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C. t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D. t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
5. 如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
B. 小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
D. 若位移为负值，则加速度一定为负值
6. 如图为一名同学“立定跳远”的频闪照片。下列分析正确的是（ ）
A. 脚在跳出之前，地面对人作用力的冲量等于重力的冲量
B. 脚在跳出至落到沙坑，动量先增大后减小
C. 脚跳出至落到沙坑，重力势能先增大后减小
D. 脚在落到沙坑之后，沙坑对人作用力的冲量小于重力的冲量
7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ）
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
8. 在圆心为O、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P，可以向纸面内各方向发光，已知，介质折射率，则从圆周上有光线射出的范围是（，）（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（每小题3分，共计18分）
9. 如图所示，弹簧上端固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则在小球振动过程中（重力加速度大小为g）（ ）
A. 小球最大动能应等于mgA
B. 弹簧弹性势能和小球动能总和保持不变
C. 弹簧最大弹性势能等于2mgA
D. 小球在最低点时受到的弹力等于2mg
10. 图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，图乙为质点b从时刻t开始计时的v-t图像，若设振动正方向为沿y轴正方向，则（ ）
A. 该简谐横波波速为0.4 m/s
B. 若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多
C. 在时刻t，质点a的加速度比质点b的大
D. 再经过2 s，质点a随波迁移0.8 m
11. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 质点a比质点b先回到平衡位置
B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向
C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值
D. 在t=0.8s时，质点d的加速度达到沿y轴负方向最大值
12. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s。下列说法正确的是（ ）
A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
B. 从图示时刻开始，经0.01s时间x＝2m处质点通过的路程为0.4m
C. 若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D. 若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象
13. 物体受到如图所示的恒力F的作用，在光滑的水平面上运动，在时间t内（ ）
A. 重力的冲量为mgt
B. 拉力冲量的大小为Ftcsθ
C. 支持力冲量的大小为mgt
D. 合力的冲量水平向右
14. 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
三、实验题（每空3分共计18分）
15. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。回答下列问题：
（1）同学用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为______cm；
（2）根据题目中给物理量，计算本地重力加速度的表达式为g=______。
（3）如果测得的g值偏小，可能的原因是______。
A. 实验时，摆球振幅太小
B. 摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C. 开始计时时，停表过迟按下
D. 实验时误将49次全振动记为50次
（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的______（选填“①”“②”或“③”）。
16. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，按下述步骤做了实验：
①用天平测出两小球a、b的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。
②按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
④将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）在不放小球b时，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在图中___________点，把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点在图中___________点。
（2）若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有___________。
A.m1LF=m1LD＋m2LE
B.m1LE2=m1LD2＋m2LF2
C.m1LE=m1LD＋m2LF
三、计算解答题（每小题10分，共计40分）
17. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为，喷出水流的流速为，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为，求墙壁受到的平均冲击力。
18. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。
(1)若，则等于多少？
(2)两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
19. 用下面的方法可以测量液体的折射率：取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上（下图）。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据和即可求出液体的折射率。
(1)写出用和求折射率计算式；
(2)用这种方法实际做一下，求出水的折射率。
20. 如图所示，倾角为α斜面体（斜面光滑且足够长）固定水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块，开始静止于O点．压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，重力加速度为g.
(1)证明物块做简谐运动，
(2)物块振动时最低点距O点距离.
班级 姓名
本试卷共100分，考试时间60分钟
一、单选题（每小题3分，共计24分）
1. 我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（ ）
A. B. C. D.
2. 下图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知甲、乙摆长之比为
A. 1:2
B. 2:1
C. 1:1
D. 2:3
3. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ）
A. 各摆摆动的周期均与c摆相同
B. a 摆摆动周期最短
C. b摆摆动周期最长
D. b摆振幅最大
4. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A. t=1s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值
B. t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C. t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D. t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
5. 如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
B. 小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
D. 若位移为负值，则加速度一定为负值
6. 如图为一名同学“立定跳远”的频闪照片。下列分析正确的是（ ）
A. 脚在跳出之前，地面对人作用力的冲量等于重力的冲量
B. 脚在跳出至落到沙坑，动量先增大后减小
C. 脚跳出至落到沙坑，重力势能先增大后减小
D. 脚在落到沙坑之后，沙坑对人作用力的冲量小于重力的冲量
7. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（ ）
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
8. 在圆心为O、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P，可以向纸面内各方向发光，已知，介质折射率，则从圆周上有光线射出的范围是（，）（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（每小题3分，共计18分）
9. 如图所示，弹簧上端固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则在小球振动过程中（重力加速度大小为g）（ ）
A. 小球最大动能应等于mgA
B. 弹簧弹性势能和小球动能总和保持不变
C. 弹簧最大弹性势能等于2mgA
D. 小球在最低点时受到的弹力等于2mg
10. 图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，图乙为质点b从时刻t开始计时的v-t图像，若设振动正方向为沿y轴正方向，则（ ）
A. 该简谐横波波速为0.4 m/s
B. 若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多
C. 在时刻t，质点a的加速度比质点b的大
D. 再经过2 s，质点a随波迁移0.8 m
11. 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 质点a比质点b先回到平衡位置
B. 在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向
C. 在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值
D. 在t=0.8s时，质点d的加速度达到沿y轴负方向最大值
12. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s。下列说法正确的是（ ）
A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
B. 从图示时刻开始，经0.01s时间x＝2m处质点通过的路程为0.4m
C. 若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D. 若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象
13. 物体受到如图所示的恒力F的作用，在光滑的水平面上运动，在时间t内（ ）
A. 重力的冲量为mgt
B. 拉力冲量的大小为Ftcsθ
C. 支持力冲量的大小为mgt
D. 合力的冲量水平向右
14. 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
三、实验题（每空3分共计18分）
15. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。回答下列问题：
（1）同学用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为______cm；
（2）根据题目中给物理量，计算本地重力加速度的表达式为g=______。
（3）如果测得的g值偏小，可能的原因是______。
A. 实验时，摆球振幅太小
B. 摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C. 开始计时时，停表过迟按下
D. 实验时误将49次全振动记为50次
（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的______（选填“①”“②”或“③”）。
16. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，按下述步骤做了实验：
①用天平测出两小球a、b的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。
②按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
④将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）在不放小球b时，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在图中___________点，把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点在图中___________点。
（2）若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有___________。
A.m1LF=m1LD＋m2LE
B.m1LE2=m1LD2＋m2LF2
C.m1LE=m1LD＋m2LF
三、计算解答题（每小题10分，共计40分）
17. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为，喷出水流的流速为，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为，求墙壁受到的平均冲击力。
18. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。
(1)若，则等于多少？
(2)两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
19. 用下面的方法可以测量液体的折射率：取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上（下图）。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据和即可求出液体的折射率。
(1)写出用和求折射率计算式；
(2)用这种方法实际做一下，求出水的折射率。
20. 如图所示，倾角为α斜面体（斜面光滑且足够长）固定水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块，开始静止于O点．压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，重力加速度为g.
(1)证明物块做简谐运动，
(2)物块振动时最低点距O点距离.
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