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2025长沙长郡中学高二上学期期中考试物理试卷含解析
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这是一份2025长沙长郡中学高二上学期期中考试物理试卷含解析，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题，本题3小题，共42分等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟 满分：100分
得分________
第I卷 选择题（共44分）
一、单选题。每题只有一个选项正确，选对得4分，选错或不选得0分。
1.下列光学现象与原理解释正确的是（ ）
A.在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距
B.在假期钧鱼时感觉水面反射的阳光相当刺眼，带上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼群，该偏光镜利用了光的全反射原理
C.光的偏振现象证明光是横波
D.在肥㿝泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的折射导致的
2.高压汞灯，UV光刻机的紫外光源，它可以产生、、、和五条尖锐的光谱线，但这些光中只有h线（）是光刻机所需要的。高压汞灯辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成a、b、c、d、e五束，其中适合UV光刻机的是（ ）
A.B.C.D.
3.在空间站的建设方面，我国顺利地完成了自己的计划，将“天和”核心舱发射进入了地球轨道，乘坐宇宙飞船在太空航行旅游将变成现实。假设有一宇宙飞船，它的正面面积为，以速度飞入一宇宙微粒尘区，此尘区每立方米体积的微粒数为，微粒的平均质量为。设微粒与飞船外壳碰撞后附于飞船上，若要飞船速度保持不变，则关于飞船应增加的牵引力正确的是（ ）
A.B.C.D.
4.小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定，他做了如下实验，他将、两条不同弹性绳连结于点（左边为绳、右边为绳），点在竖直方向做简谐运动，以竖直向上为轴正方向，时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是（ ）
A.时刻、两质点振动方向相反B.质点再次回到平衡位置的时间比质点短
C.左右两列绳波传播的速度大小之比为3:2D.左右两列绳波传播的速度大小之比为1:1
5.如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A.时间内，物体的速度与加速度方向相反
B.物体在任意一个1.25s内通过的路程均为50cm
C.物体的振动方程为
D.物体对水平面的最大压力为
6.如图甲所示，质量为的弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，地面的风洞提供竖直向上的风力，小球与地面碰撞的时间忽略不计，弹起后上升到某一高度，规定竖直向下为正方向，此过程的图像如图乙所示，碰撞前的速度的大小大于碰撞后的速度的大小，下降、上升的时间分别为、，地面对小球的弹力远大于重力与风力，空气对小球的阻力忽略不计，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.下降过程重力的功一定大于上升过程小球克服重力的功
B.整个过程，重力的冲量为
C.小球的速度为时，图像斜率为，则此时的风力大小为
D.小球与地面碰撞过程，动量变化量的大小为
二、多选题。每题至少有两个选项正确，选对得5分，选不全得3分，选错或不选得0分。
7.如图所示，某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上，机器人静止站立在平台右端点。测试时机器人以初速度（大小未知）水平跳出，落到小车上的点，此过程中机器入消耗能量为（大小未知）。已知机器入的质量为，小车的质量为，点与点高度差为，水平距离为，重力加速度为，机器人可以看作质点，假设机器人消耗的能量全部转化为动能，不考虑空气阻力，下列关系正确的是（ ）
A.B.C.D.
8.均匀介质中，波源产生沿轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，、、为轴上的质点，质点（图中未画出）位于处，波源在之间。时刻，波源开始振动，从此刻开始、两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.波源位于处B.波速大小为
C.质点起振后，其振动步调与质点相反D.时，质点位于波谷
9.轴上的两个波源、在时同时开始做简谐振动，形成的简谐横波在、间均匀介质中相向传播，时，两列波如图所示，则5cm处质点（ ）
A.起振方向沿轴负方向B.内，该质点运动的路程为2cm
C.时，该质点的位移为0D.两列波在此相遇后，该质点的振动振幅为2cm
10.如图所示，固定在天花板上的轻杆将光滑轻质小定滑轮悬挂在空中，一根弹性轻绳一端固定在左边墙壁上点，另一端与套在粗糙竖直杆上点、质量为的滑块连接，用手托住滑块，使在一条水平线上。绳的原长与点到滑轮距离相等，之间的距离为，绳的弹力与其伸长量满足胡克定律，滑块初始在点时对杆的弹力大小为，滑块与杆之间的动摩擦因数为0.2。现将滑块由静止释放，当滑到点时速度恰好为零，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A.滑块从点释放瞬间的加速度大小为
B.滑块下滑过程中速度达到最大值时的位置到点距离为
C.滑块从运动到的过程中，弹性绳对滑块做功
D.之间的距离为
第II卷 非选择题（共56分）
三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。
11.（6分）如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：
①将气垫导轨调成水平，推动滑块1向右运动，该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为，通过光电门2的挡光时间为，滑块2通过光电门2的挡光时间为；
②测得滑块1的质量为，滑块2的质量为。
（2）数据处理与实验结论：
①实验中采用气垫导轨的原因是________；
②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为________。
（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、。滑块1的质量为，滑块2的质量为，则动量守恒应满足的关系式为________。
12.（8分）一欧姆表内部电路可简化为由电源、一个电流表（量程为30mA）和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图甲所示。
（1）图甲中的端应与________（选填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）该同学完成欧姆调零后，把一个电阻箱连接在，表笔之间，发现当电阻箱的示数为时，电流表的示数为10.0mA，该欧姆表的内阻为________，欧姆表内部电源的电动势为________V。（计算结果均保留3位有效数字）
（3）重新进行欧姆调零后再测量某电压表的内阻，把电压表连接在，表笔之间，此时电压表的示数如图乙所示，该电压表的内阻为________。
四、解答题，本题3小题，共42分。
13.（12分）某种液面高度监视器基本原理如图所示，容器底部装有平面镜，顶部点有一光电转换装置，当有光照射到点时就会触发警报系统，顶部处发射出的细光束与顶部成夹角，光线射入液体经平面镜反射后，照射到顶部的点，已知、之间的距离为，顶部与底部之间的高度差为，此时液体深度为容器深度的一半，忽略液面的反射光线。
（1）若要触发警报系统，应使液面上升还是下降？
（2）求液体的折射率。
14.（14分）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿轴负方向传播的水波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为的点，点是波上平衡位置为的质点，在时刻，点（在时刻后）首次位于波峰位置。求：
（1）该列波的传播速度；
（2）质点的振动方程；
（3）时刻后，质点和质点第三次位移相同的时刻。
15.（16分）如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为。质量为2m的环套在轻杆上恰好不下滑，距离环的位置有一质量为的光滑环从静止释放。下滑过程中，环与环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为，不计空气阻力。求：
（1）环与环第一次碰撞结束后的速度大小；
（2）第一次碰撞结束后，经过多久发生第二次碰撞？在此过程中环的位移是多少？
（3）若将环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为轴正方向建立直线坐标系，求第次碰撞时环的位置坐标。
长郡中学2024年下学期高二期中考试
物理参考答案
一二、选择题
1.C 【解析】双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光，则根据，则干涉条纹间距减小，选项A错误；在假期钓鱼时感觉水面反射的阳光相当制眼，带上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼群，该偏光镜利用了光的偏振原理，故B错误；光的偏振现象证明光是横波，故C正确；在肥皂泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的干涉导致的，故D错误。故选C。
2.C 【解析】根据折射率的定义式有，由图可知，五束光在空气中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介质中的折射角依次减小，可知，折射率越大，波长越小，则有，由于只有线（404nm）是光刻机所需要的，根据题中给出的五条尖锐的光谱线的波长大小关系，可知，只有光束适合UV光刻机。故选C。
3.A 【解析】根据题意可知，时间内，吸附于飞船上的微粒的总质量，根据动量定理可得，解得，故选A。
4.C 【解析】绳向左传播，绳向右传播，根据“上下坡法”，可知在时刻质点振动方向向上，质点振动方向也向上，故A错误；经，左边绳传到左侧18m处，绳传到右侧12m处，则有，解得，故C正确，D错误；质点做受迫振动，周期只由波源决定，可知左右两列波周期相同，两质点再过将回到平衡位置，故质点再决回到平衡位置的时间与质点相同，故B错误。故选C。
5.D 【解析】的时间内，物体由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体的速度与加速度方向均沿轴正方向，故A错误；物体由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个内，质点通过的路程等于振幅的5信，除此外在1.25s的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误；由图乙可知振幅为，周期为，角速度为，规定向上为正方向，时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为，则振子的振动方程为，故C错误；由物体在最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为，对于物体有，解得，当物体运动到最低点时，物体对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g，由牛顿第二定律得，解得，由物体的受力可知，物体对水平面的最大压力为，故D正确。故选D。
6.C 【解析】由于上升和下降过程中风力大小不确定，则物体下落的高度和反弹上升的高度大小不确定，无法比较下降过程重力的功和上升过程小球克服重力的功的大小，故A错误；整个过程，重力的冲量为，故B错误；小球的速度为时，由牛顿第二定律得，解得，故C正确；小球与地面碰撞过程，动量变化量为，大小为。故D错误。故选C。
7.AC 【解析】根据人和车系统水平方向动量守恒，根据平抛运动规律，，由能量守恒得，联立解得，，故选AC。
8.BD 【解析】由题图可知、两质点开始振动的时刻为，，由于在同种介质中则波速相同，故有，则，故波源位于处，且波速，故A错误、B正确；质点开始振动的时刻为，由题图可知，波源起振方向为轴正方向，在时质点也沿轴正方向，则质点起振后，其振动步调与质点相同，故C错误；根据以上分析时开始振动，则时，质点已振动了，则时，质点位于波谷，故D正确。故选BD。
9.ACD 【解析】由图可知，波源的振动先传播到处，其起振方向沿轴负方向，故A正确；根据波速的定义式，可得，由图可知，两列波的波长均为2cm，则有，综上所述，波源的振动传播到该点所需时间为，时，波源的振动还未传播到该质点，波源的振动刚传授到该质点，其路程为零，故B错误；波源的振动传播到该质点所需时间为，可知时，波源的振动传播到该点时间后振动的时间为，可知时，波刚传到该质点，波使处质点在平衡位置，所以其位移为零，故C正确；设该点为，其到两波源的路程差为，由图可知两列波的起振方向相反，可知两列波在此相遇后，该质点是振动减弱点，振动振幅为，故D正确。故选ACD。
10.BD 【解析】滑块从点释放瞬间，受弹性绳弹力、重力、杆的弹力和摩擦力作用。由题意知，，解得，故A错误；设滑块下滑过程中速度最大时绳与竖直方向夹角为，位置为点，绳弹力大小为，则根据平衡条件有，，又，，，联立可得，故B正确；由B中分析可知滑块下滑过程中受杆的弹力大小不变，始终等于，则滑动摩擦力也为一恒力，设滑块从运动到的过程中，弹性绳对滑块做功为，由动能定理可得，根据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，联立可解得，故C错误，D正确。故选BD。
三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。
11.（6分，每空2分）
（2）①减小因滑块和导轨之间的摩擦引起的实验误差 ②
（3）
【解析】（2）①使用气垫导轨使两滑块能沿导轨做直线运动，保证了两滑块碰撞前后在同一条直线上做一维碰撞，减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，从而减小实验误差。
②设遮光条宽度为，则滑块1碰撞之前的速度，
滑块1碰撞之后的速度，滑块2碰撞后的速度。
探究滑块碰撞前、后动量是否守恒，需要验证等式为
即，化简得。
（3）根据动量守恒定律，满足的表达式为，即
滑块、的速度分别为，，代入可得，变形得。
12.（8分，每空2分）
（1）红 （2）100 3.00 （3）1.4
【解析】（1）红色表笔与欧姆表内电源的负极相连，因此题图甲中的端应与红色表笔相连。
（2）据题意电流表的最大电流为，根据闭合电路欧姆定律可得，，
解得，
（3）由题图乙可得此时电压表的示数为2.80V，根据串联电路的规律得，解得。
四、解答题，本题3小题，共42分。
13.（12分）【解析】（1）若要触发警报系统，光路图如图所示
由图可知，液面应上升
（2）画出光路图如图所示
设射入液面时的折射角为，由几何关系可知，。
根据折射率表达式有，解得。
14.（1）【解析】（1）时刻，质点右端最近的波峰的平衡位置
时间内，处的振动形式传播至点，则
解得（或）
（2）质点的振幅（或）
设简谐横波的周期为，则，质点的圆频率。
设质点的初相位为，根据题意有
则质点的振动方程为
（3）根据题意可知，质点的振动方程为
质点、质点第三次位移相同时
解得
15.（16分）【解析】（1）设与碰前速度为，则有
由于与的碰撞为弹性碰撞，则有，
解得，，环碰撞后反弹。
（2）由于环恰好不下滑静止于轻杆上，所以有
则碰后环匀速下滑，环沿杆向上做匀减速直线运动
当二者速度相同时，两环相距最远，以为参考系，相对的初速度为
相对的加速度为，，所求时间为。
环的位移为。
（3）设与第二次碰前速度为，则有。
与第二次碰后速度分别为、，由动量守恒定律与机械能守恒定律得，，
解得，。
从第一次碰撞后，每经历时间，两环就发生一次碰撞
则第一次碰后环位移第二次碰后环位移，
所以第次碰后环位移，
则第次碰撞时环的位置坐标为题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
C
D
C
AC
BD
ACD
BD
时量：75分钟 满分：100分
得分________
第I卷 选择题（共44分）
一、单选题。每题只有一个选项正确，选对得4分，选错或不选得0分。
1.下列光学现象与原理解释正确的是（ ）
A.在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距
B.在假期钧鱼时感觉水面反射的阳光相当刺眼，带上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼群，该偏光镜利用了光的全反射原理
C.光的偏振现象证明光是横波
D.在肥㿝泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的折射导致的
2.高压汞灯，UV光刻机的紫外光源，它可以产生、、、和五条尖锐的光谱线，但这些光中只有h线（）是光刻机所需要的。高压汞灯辐射的光通过图中的三棱镜分离后形成a、b、c、d、e五束，其中适合UV光刻机的是（ ）
A.B.C.D.
3.在空间站的建设方面，我国顺利地完成了自己的计划，将“天和”核心舱发射进入了地球轨道，乘坐宇宙飞船在太空航行旅游将变成现实。假设有一宇宙飞船，它的正面面积为，以速度飞入一宇宙微粒尘区，此尘区每立方米体积的微粒数为，微粒的平均质量为。设微粒与飞船外壳碰撞后附于飞船上，若要飞船速度保持不变，则关于飞船应增加的牵引力正确的是（ ）
A.B.C.D.
4.小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定，他做了如下实验，他将、两条不同弹性绳连结于点（左边为绳、右边为绳），点在竖直方向做简谐运动，以竖直向上为轴正方向，时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是（ ）
A.时刻、两质点振动方向相反B.质点再次回到平衡位置的时间比质点短
C.左右两列绳波传播的速度大小之比为3:2D.左右两列绳波传播的速度大小之比为1:1
5.如图甲所示，质量为的物体放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体连接，现在竖直方向给物体一初速度，当物体运动到最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A.时间内，物体的速度与加速度方向相反
B.物体在任意一个1.25s内通过的路程均为50cm
C.物体的振动方程为
D.物体对水平面的最大压力为
6.如图甲所示，质量为的弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，地面的风洞提供竖直向上的风力，小球与地面碰撞的时间忽略不计，弹起后上升到某一高度，规定竖直向下为正方向，此过程的图像如图乙所示，碰撞前的速度的大小大于碰撞后的速度的大小，下降、上升的时间分别为、，地面对小球的弹力远大于重力与风力，空气对小球的阻力忽略不计，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A.下降过程重力的功一定大于上升过程小球克服重力的功
B.整个过程，重力的冲量为
C.小球的速度为时，图像斜率为，则此时的风力大小为
D.小球与地面碰撞过程，动量变化量的大小为
二、多选题。每题至少有两个选项正确，选对得5分，选不全得3分，选错或不选得0分。
7.如图所示，某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上，机器人静止站立在平台右端点。测试时机器人以初速度（大小未知）水平跳出，落到小车上的点，此过程中机器入消耗能量为（大小未知）。已知机器入的质量为，小车的质量为，点与点高度差为，水平距离为，重力加速度为，机器人可以看作质点，假设机器人消耗的能量全部转化为动能，不考虑空气阻力，下列关系正确的是（ ）
A.B.C.D.
8.均匀介质中，波源产生沿轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，、、为轴上的质点，质点（图中未画出）位于处，波源在之间。时刻，波源开始振动，从此刻开始、两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.波源位于处B.波速大小为
C.质点起振后，其振动步调与质点相反D.时，质点位于波谷
9.轴上的两个波源、在时同时开始做简谐振动，形成的简谐横波在、间均匀介质中相向传播，时，两列波如图所示，则5cm处质点（ ）
A.起振方向沿轴负方向B.内，该质点运动的路程为2cm
C.时，该质点的位移为0D.两列波在此相遇后，该质点的振动振幅为2cm
10.如图所示，固定在天花板上的轻杆将光滑轻质小定滑轮悬挂在空中，一根弹性轻绳一端固定在左边墙壁上点，另一端与套在粗糙竖直杆上点、质量为的滑块连接，用手托住滑块，使在一条水平线上。绳的原长与点到滑轮距离相等，之间的距离为，绳的弹力与其伸长量满足胡克定律，滑块初始在点时对杆的弹力大小为，滑块与杆之间的动摩擦因数为0.2。现将滑块由静止释放，当滑到点时速度恰好为零，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A.滑块从点释放瞬间的加速度大小为
B.滑块下滑过程中速度达到最大值时的位置到点距离为
C.滑块从运动到的过程中，弹性绳对滑块做功
D.之间的距离为
第II卷 非选择题（共56分）
三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。
11.（6分）如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：
①将气垫导轨调成水平，推动滑块1向右运动，该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为，通过光电门2的挡光时间为，滑块2通过光电门2的挡光时间为；
②测得滑块1的质量为，滑块2的质量为。
（2）数据处理与实验结论：
①实验中采用气垫导轨的原因是________；
②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为________。
（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、。滑块1的质量为，滑块2的质量为，则动量守恒应满足的关系式为________。
12.（8分）一欧姆表内部电路可简化为由电源、一个电流表（量程为30mA）和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图甲所示。
（1）图甲中的端应与________（选填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）该同学完成欧姆调零后，把一个电阻箱连接在，表笔之间，发现当电阻箱的示数为时，电流表的示数为10.0mA，该欧姆表的内阻为________，欧姆表内部电源的电动势为________V。（计算结果均保留3位有效数字）
（3）重新进行欧姆调零后再测量某电压表的内阻，把电压表连接在，表笔之间，此时电压表的示数如图乙所示，该电压表的内阻为________。
四、解答题，本题3小题，共42分。
13.（12分）某种液面高度监视器基本原理如图所示，容器底部装有平面镜，顶部点有一光电转换装置，当有光照射到点时就会触发警报系统，顶部处发射出的细光束与顶部成夹角，光线射入液体经平面镜反射后，照射到顶部的点，已知、之间的距离为，顶部与底部之间的高度差为，此时液体深度为容器深度的一半，忽略液面的反射光线。
（1）若要触发警报系统，应使液面上升还是下降？
（2）求液体的折射率。
14.（14分）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简谐横波。一列沿轴负方向传播的水波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为的点，点是波上平衡位置为的质点，在时刻，点（在时刻后）首次位于波峰位置。求：
（1）该列波的传播速度；
（2）质点的振动方程；
（3）时刻后，质点和质点第三次位移相同的时刻。
15.（16分）如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为。质量为2m的环套在轻杆上恰好不下滑，距离环的位置有一质量为的光滑环从静止释放。下滑过程中，环与环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为，不计空气阻力。求：
（1）环与环第一次碰撞结束后的速度大小；
（2）第一次碰撞结束后，经过多久发生第二次碰撞？在此过程中环的位移是多少？
（3）若将环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为轴正方向建立直线坐标系，求第次碰撞时环的位置坐标。
长郡中学2024年下学期高二期中考试
物理参考答案
一二、选择题
1.C 【解析】双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光，则根据，则干涉条纹间距减小，选项A错误；在假期钓鱼时感觉水面反射的阳光相当制眼，带上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼群，该偏光镜利用了光的偏振原理，故B错误；光的偏振现象证明光是横波，故C正确；在肥皂泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的干涉导致的，故D错误。故选C。
2.C 【解析】根据折射率的定义式有，由图可知，五束光在空气中的入射角相等，a、b、c、d、e五束光在介质中的折射角依次减小，可知，折射率越大，波长越小，则有，由于只有线（404nm）是光刻机所需要的，根据题中给出的五条尖锐的光谱线的波长大小关系，可知，只有光束适合UV光刻机。故选C。
3.A 【解析】根据题意可知，时间内，吸附于飞船上的微粒的总质量，根据动量定理可得，解得，故选A。
4.C 【解析】绳向左传播，绳向右传播，根据“上下坡法”，可知在时刻质点振动方向向上，质点振动方向也向上，故A错误；经，左边绳传到左侧18m处，绳传到右侧12m处，则有，解得，故C正确，D错误；质点做受迫振动，周期只由波源决定，可知左右两列波周期相同，两质点再过将回到平衡位置，故质点再决回到平衡位置的时间与质点相同，故B错误。故选C。
5.D 【解析】的时间内，物体由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体的速度与加速度方向均沿轴正方向，故A错误；物体由特殊位置（平衡位置或最大位移处）开始计时，在任意一个内，质点通过的路程等于振幅的5信，除此外在1.25s的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误；由图乙可知振幅为，周期为，角速度为，规定向上为正方向，时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为，则振子的振动方程为，故C错误；由物体在最高点时，物体与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为，对于物体有，解得，当物体运动到最低点时，物体对水平面的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g，由牛顿第二定律得，解得，由物体的受力可知，物体对水平面的最大压力为，故D正确。故选D。
6.C 【解析】由于上升和下降过程中风力大小不确定，则物体下落的高度和反弹上升的高度大小不确定，无法比较下降过程重力的功和上升过程小球克服重力的功的大小，故A错误；整个过程，重力的冲量为，故B错误；小球的速度为时，由牛顿第二定律得，解得，故C正确；小球与地面碰撞过程，动量变化量为，大小为。故D错误。故选C。
7.AC 【解析】根据人和车系统水平方向动量守恒，根据平抛运动规律，，由能量守恒得，联立解得，，故选AC。
8.BD 【解析】由题图可知、两质点开始振动的时刻为，，由于在同种介质中则波速相同，故有，则，故波源位于处，且波速，故A错误、B正确；质点开始振动的时刻为，由题图可知，波源起振方向为轴正方向，在时质点也沿轴正方向，则质点起振后，其振动步调与质点相同，故C错误；根据以上分析时开始振动，则时，质点已振动了，则时，质点位于波谷，故D正确。故选BD。
9.ACD 【解析】由图可知，波源的振动先传播到处，其起振方向沿轴负方向，故A正确；根据波速的定义式，可得，由图可知，两列波的波长均为2cm，则有，综上所述，波源的振动传播到该点所需时间为，时，波源的振动还未传播到该质点，波源的振动刚传授到该质点，其路程为零，故B错误；波源的振动传播到该质点所需时间为，可知时，波源的振动传播到该点时间后振动的时间为，可知时，波刚传到该质点，波使处质点在平衡位置，所以其位移为零，故C正确；设该点为，其到两波源的路程差为，由图可知两列波的起振方向相反，可知两列波在此相遇后，该质点是振动减弱点，振动振幅为，故D正确。故选ACD。
10.BD 【解析】滑块从点释放瞬间，受弹性绳弹力、重力、杆的弹力和摩擦力作用。由题意知，，解得，故A错误；设滑块下滑过程中速度最大时绳与竖直方向夹角为，位置为点，绳弹力大小为，则根据平衡条件有，，又，，，联立可得，故B正确；由B中分析可知滑块下滑过程中受杆的弹力大小不变，始终等于，则滑动摩擦力也为一恒力，设滑块从运动到的过程中，弹性绳对滑块做功为，由动能定理可得，根据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，联立可解得，故C错误，D正确。故选BD。
三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。
11.（6分，每空2分）
（2）①减小因滑块和导轨之间的摩擦引起的实验误差 ②
（3）
【解析】（2）①使用气垫导轨使两滑块能沿导轨做直线运动，保证了两滑块碰撞前后在同一条直线上做一维碰撞，减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，从而减小实验误差。
②设遮光条宽度为，则滑块1碰撞之前的速度，
滑块1碰撞之后的速度，滑块2碰撞后的速度。
探究滑块碰撞前、后动量是否守恒，需要验证等式为
即，化简得。
（3）根据动量守恒定律，满足的表达式为，即
滑块、的速度分别为，，代入可得，变形得。
12.（8分，每空2分）
（1）红 （2）100 3.00 （3）1.4
【解析】（1）红色表笔与欧姆表内电源的负极相连，因此题图甲中的端应与红色表笔相连。
（2）据题意电流表的最大电流为，根据闭合电路欧姆定律可得，，
解得，
（3）由题图乙可得此时电压表的示数为2.80V，根据串联电路的规律得，解得。
四、解答题，本题3小题，共42分。
13.（12分）【解析】（1）若要触发警报系统，光路图如图所示
由图可知，液面应上升
（2）画出光路图如图所示
设射入液面时的折射角为，由几何关系可知，。
根据折射率表达式有，解得。
14.（1）【解析】（1）时刻，质点右端最近的波峰的平衡位置
时间内，处的振动形式传播至点，则
解得（或）
（2）质点的振幅（或）
设简谐横波的周期为，则，质点的圆频率。
设质点的初相位为，根据题意有
则质点的振动方程为
（3）根据题意可知，质点的振动方程为
质点、质点第三次位移相同时
解得
15.（16分）【解析】（1）设与碰前速度为，则有
由于与的碰撞为弹性碰撞，则有，
解得，，环碰撞后反弹。
（2）由于环恰好不下滑静止于轻杆上，所以有
则碰后环匀速下滑，环沿杆向上做匀减速直线运动
当二者速度相同时，两环相距最远，以为参考系，相对的初速度为
相对的加速度为，，所求时间为。
环的位移为。
（3）设与第二次碰前速度为，则有。
与第二次碰后速度分别为、，由动量守恒定律与机械能守恒定律得，，
解得，。
从第一次碰撞后，每经历时间，两环就发生一次碰撞
则第一次碰后环位移第二次碰后环位移，
所以第次碰后环位移，
则第次碰撞时环的位置坐标为题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
C
D
C
AC
BD
ACD
BD
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