天津市北辰区2022-2023学年高二下学期期中物理试卷（原卷版+解析版）

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总分100分，考试时间60分钟。
注意：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.用黑色墨水的水笔或签字笔将答案写在答题卡上。
祝考生考试顺利！
第Ⅰ卷（选择题 共50分）
一、单项选择题（共6小题，每小题5分，共30分。每小题后有四个选项，只有一个选项符合题意，选出该选项并填涂在答题卡上）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 光的偏振现象说明光可以是横波，也可以是纵波
B. 光纤通信是利用光的全反射原理
C. 雨后路面上的彩色条纹是光的衍射形成的
D. X射线在磁场中会受到磁场力作用而偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A．偏振光只能是横波，不可以是纵波，A错误；
B．光纤通信是利用光的全反射原理，B正确；
C．雨后路面上的彩色条纹是光的干涉现象形成的，C错误；
D．X射线是电磁波，不带电，只有带电物质才在磁场中偏转，D错误；
故选B。
2. 关于波的现象，下列说法正确的是（ ）
A. 任意两列波在传播中相遇都能产生稳定的干涉现象
B. 机械波不管遇到什么障碍物都能产生明显的衍射现象
C. 只有横波才有干涉和衍射现象
D. 交通警察通过向车辆发射超声波并测量反射波的频率来测量车速是应用普勒效应
【答案】D
【解析】
【详解】A．要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故A错误；
B．明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大，故B错误；
C．一切波均能发生衍射和干涉现象，故C错误；
D．交通警察通过向车辆发射超声波并测量反射波的频率来测量车速是应用普勒效应，故D正确；
故选D。
3. 如图所示，光在真空和某介质的分界面MN上发生折射，虚线是分界面的法线，那么（ ）
A. 该介质的折射率为
B. 光是从真空射入介质
C. 光在该介质中传播速度为
D. 当入射角等于时，折射角等于
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据折射定律得
代入得
A正确；
B．光线的入射角为，折射角为，则知光线从介质进入真空，B错误；
C．光在介质中的传播速度为
代入得
C错误；
D．发生全反射时临界角与折射率关系知
代入得
由知，当入射角等于时，会发生全反射，D错误；
故选A。
4. 如图是一个弹簧振子的振动图像，关于该弹簧振子的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 振动频率等于4Hz
B. 振动的振幅等于10cm
C. 时刻，振子的速度最大
D. 时刻，振子的速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知周期为4s，则频率为
Hz
故A错误；
B．由图可知振动的振幅为5cm，故B错误；
C．时刻，振子的位移最大，速度最小，故C错误；
D．时刻，振子在平衡位置，速度最大，故D正确；
故选D。
5. 某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，则以下说法正确的是（ ）
A. 时刻摆球速度最大
B. 时刻摆球经过最低点
C. 单摆振动周期
D. 单摆振动周期
【答案】B
【解析】
【详解】A．时刻摆球受拉力最小，则摆球在最大位移处，速度最小，故A错误；
B．时刻摆球受拉力最大，则摆球经过最低点，故B正确；
CD．由图可知摆球的周期为
s=1.6s
故CD错误；
故选B。
6. 如图所示，图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，Q是平衡位置在处的质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期是
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 该波的传播速度为
D. 时，质点P的速度方向沿方向
【答案】C
【解析】
【详解】A．由振动图像知，，A错误；
B．由质点Q的振动图像知，时，质点Q沿y轴正方向振动，由同侧法知，该波沿x轴正方向传播，B错误；
C．由波动图像知，，则波速为
代入得
C正确；
D．时，质点P振动2个周期后回到图中位置，由同侧法知，质点P的速度方向沿方向，D错误；
故选C。
二、多项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
7. 下列所示的图片、示意图或实验装置都来源于课本，则以下说法正确的是（ ）
A. 甲图是太阳通过小圆孔成的像
B. 乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉的原理图，若P处光程差等于光的波长的整数倍，则P处是亮条纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现竖直干涉条纹
【答案】BC
【解析】
【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，太阳通过小圆孔成的像属于光的直线传播，故A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是相互平行的直的干涉条纹则表明平面平整，故B正确；
C．图是双缝干涉原理图，根据叠加原理可知，若P处光程差等于光的波长的整数倍，则P处是亮条纹，故C正确；
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，出现水平干涉条纹，故D错误。
故选BC。
8. 一列简谐横波在某介质中传播，如图为时刻的波形图，已知此时质点Q向方向运动，且质点N在时第一次到达波峰，则下列判断正确的是（ ）
A. 此时质点Q正处于加速运动过程中
B. 此波沿x轴正方向传播
C. 波在此介质中传播速度为2m/s
D. 从时刻起，质点P比质点Q先回到平衡位置
【答案】AB
【解析】
【详解】A．质点Q向方向运动，说明质点Q正向平衡位置运动，说明此时质点Q正处于加速运动过程中，故A正确；
B．质点Q向方向运动，根据同侧法可知，此波沿x轴正方向传播，故B正确；
C．质点N在时第一次到达波峰，所以
则该波的周期为
该波的波长为
波在此介质中传播速度为
故C错误；
D．从时刻起，根据同侧法可知质点P向上振动，然后再向平衡位置运动，故质点P比质点Q晚回到平衡位置，故D错误
故选AB。
9. 关于机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
B. 机械波中各质点做的都是自由振动
C. 机械波在真空中也能传播
D. 机械波中各质点在各自的平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波传到任意一点，该点的起振方向和波源的起振方向相同，A正确；
B．机械波中各质点，由于相邻质点的带动，其振动是受迫振动，B错误；
C．机械波传播的条件：①有传播介质。②有发生机械振动的波源。C错误；
D．质点在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D正确；
故选AD。
10. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，此时位于处的质点A速度沿y轴正方向。时，位于处的质点B第一次出现在波峰位置，则以下判断正确的是（ ）
A. 波频率为0.5Hz
B. 波速为1m/s
C. 波沿x轴负方向传播
D. 时质点A的速度方向沿y轴负方向
【答案】BD
【解析】
【详解】A．时，位于处的质点B第一次出现在波峰位置，则满足
根据周期与频率的关系有
解得
T=4s，Hz
故A错误；
B．由图可知波长为4m，则波速为
m/s
故B正确；
C．此时位于处的质点A速度沿y轴正方向，根据平移法可知波向x轴正方向传播，故C错误；
D．由于周期为4s，则时质点A从波峰向平衡位置运动，速度方向沿y轴负方向，故D正确
故选BD。
第Ⅱ卷（共50分）
11. 如图所示，某同学在“测定玻璃折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'（），O为直线MO与aa'的交点，在直线MO上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________；
A. 插上大头针，使仅挡住的像
B. 插上大头针，使挡住、的像
C. 插上大头针，使仅挡住的像
D. 插上大头针，使挡住和、的像
（2）如图是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针最可能插在图中的位置是________；（选填“A”、“B”或“C”）
（3）如果玻璃砖的界面aa'和bb'不平行，仍然用这种方法测玻璃折射率，在操作完全正确的情况下，测量值将________（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值；
（4）为了减小实验误差，入射角应适当________（填“大些”或“小些”）。
【答案】（1）BD （2）C
（3）等于 （4）大些
【解析】
【小问1详解】
光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理挡住和、的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。
故选BD。
【小问2详解】
依据光的折射定律，及玻璃砖上下表面平行，那么出射光线与入射光线相互平行，因此第四枚大头针应在图甲中的位置C处。
【小问3详解】
玻璃砖的两个光学面aa'和bb'不平行，则出射光线与入射光线一定不平行，根据折射定律
可知测量值等于真实值。
小问4详解】
为了减小实验误差，入射角应适当大些。
12. 某同学利用单摆测量重力加速度
（1）为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 。
A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B. 组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D. 摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
（2）如果他测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是 。
A 将摆线长度加上小球直径当做摆长
B. 未加上小球半径，直接将摆线长度当成摆长
C. 开始计时时，秒表过迟按下
D. 实验中误将49次全振动记为50次
【答案】（1）BC （2）B
【解析】
【小问1详解】
A．为了减小空气阻力影响，减小实验误差，应选用密度大、体积小的摆球，A错误；
B．摆线应选用轻且不易伸长的细线，B正确；
C．实验时摆球应在同一竖直面内摆动，而不能做成圆锥摆，C正确；
D．摆角不能超过，因此摆长一定的情况下，摆的振幅不能过大，D错误；
故选BC。
【小问2详解】
A．由单摆周期公式知
变形得
将摆线长度加上小球直径当做摆长，由公式知，则变大，重力加速度变大，A不符合题意；
B．未加上小球半径，直接将摆线长度当成摆长，则变小，重力加速度变小，B符合题意；
C．开始计时时，秒表过迟按下，则变小，重力加速度变大，C不符合题意；
D．实验中误将49次全振动记为50次，则变小，重力加速度变大，D不符合题意；
故选B。
13. 如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动，用该装置验证碰撞中动量守恒。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动后，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，碰后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。
由纸带上的数据计算小车A碰撞前的速度，应该选取哪一段？答________（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）；由纸带上的数据计算得到两车碰撞后的速度大小为________m/s（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. BC ②. 1.14
【解析】
【详解】[1]由纸带可知，在BC段和DE段点迹分布均匀，说明小车做匀速运动；因BC段平均速度较大，则计算小车A碰撞前的速度大小应选BC段。
[2] 由纸带数据可知，碰前小车的速度为
m/s=1.14m/s
14. 在一次冰壶运动训练中使用的红冰壶和蓝冰壶的质量都是，开始时蓝冰壶静止在冰面上，红冰壶以一定速度向右运动并和蓝冰壶发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后红冰壶速度为，蓝冰壶速度为，它们与冰面的动摩擦因数相同。求：
（1）红冰壶碰撞前瞬间的速度大小；
（2）两冰壶在碰撞过程中损失的机械能；
（3）碰撞之后红冰壶与蓝冰壶能在冰面上滑行的最大距离之比。
【答案】（1）1.5m/s；（2）10J；（3）
【解析】
【详解】（1）选红冰壶原来速度方向为正方向，由动量守恒有
代入数据可得
（2）由能量守恒定律
代入数据可得
（3）碰撞后均沿冰面做匀减速运动，加速度大小a相同。设红、蓝冰壶碰撞后在冰面上滑行的最大距离分别为x1、x2，由运动学公式
，
可见碰撞之后红冰壶与蓝冰壶能在冰面上滑行的最大距离之比为
15. 在撑杆跳高比赛的横杆下方要放上厚厚的海绵垫子。设一位撑杆跳高运动员的质量为，越过横杆后以速度落在海绵垫子上，再经历时间停下。不计空气阻力，取重力加速度。
（1）求运动员撞击海绵过程中动量变化的大小；
（2）求海绵对运动员的平均作用力大小；
（3）若运动员以相同速度落在普通沙坑里，只经历时间就停下来，求沙坑对运动员的冲量大小。
【答案】（1）；（2）1400N；（3）
【解析】
【详解】（1）运动员最后停下来，速度变为0，故运动员撞击海绵过程中动量变化的大小为
（2）取向下为正方向，运动员受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力作用，由动量定理得
代入数据可得
（3）取向下为正方向，运动员受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力作用，由动量定理得
代入数据可得
所以沙坑对运动员的冲量大小为