黑龙江省龙东地区2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷 含解析

这是一份黑龙江省龙东地区2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷 含解析，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1. 如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以 64km/h 的速度撞向刚性壁障，汽车速度短时
间内减为 0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 安全气囊减少了碰撞过程中模型人的动能变化量
B. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人的受力时间
C. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力
D. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量
【答案】C
【解析】
【详解】A．碰撞过程中动能变化量为
可知安全气囊没有改变碰撞过程中模型人的动能变化量，故 A 错误；
B．安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，故 B 错误；
C．由动量定理可得
由于安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，所以模型人受到的冲击力减小，故 C 正确；
D．根据动量定理可知，碰撞过程中模型人受到的冲量大小为
所以安全气囊没有改变碰撞过程中模型人受到的冲量，故 D 错误。
故选 C。
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2. 如图所示，两条船 A、B 的质量均为 3m，静止于湖面上。质量为 m 的人一开始静止在 A 船中，人以对
地的水平速度 v 从 A 船跳到 B 船，再从 B 船跳到 A 船……，经多次跳跃后，人停在 B 船上，不计水的阻力，
则 A 船和 B 船（包括人）的动能之比为（ ）
A. 1∶1 B. 4∶3 C. 3∶2 D. 9∶4
【答案】B
【解析】
【详解】整个过程中，人和两船组成的系统动量守恒，系统初动量为零，故经 次跳跃后，有
所以
根据
联立求得
故选 B。
3. 小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经
过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那
么光盘凹痕的深度应为激光波长的（ ）
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A. 1 倍 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知，激光经过光盘反射层凹痕处时，两束反射激光干涉减弱，两束激光的波程差为
解得光盘凹痕的深度为
故选 C。
4. 如图所示，倾角为θ的斜面 MN 上的 B 点固定一光滑圆弧槽 AB（对应的圆心角小于 5°），其圆心在 B 点
正上方的 O 点，另外，光滑斜面 OC 和 OD 的下端亦在 MN 上，让可视为质点的小球分别无初速度出发，
从 A 点到达 B 的时间为 ，从 O 点到达 C 的时间为 ，从 O 点到达 D 的时间为 。比较这三段时间，正
确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由单摆运动的等时性可知从 A 点到达 B 的时间
由于 OD 垂直于 MN，由几何知识可知 OD 与竖直方向夹角为倾角θ，则 OD 段为
解得：
分析可知 OC 与 OB 的夹角α小于θ，则 OC 段为
则 tC＜tD
所以 tC＜tD＜tB
故选 C。
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5. 真空中半径为 R 的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，平行于半圆柱体底面固定放置一块平面镜。一束
单色光从玻璃砖底面上的 P 点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的 Q 点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧
面再次进入玻璃砖，从 M 点垂直玻璃砖底面射出。已知 O、P 两点间的距离为 ，玻璃砖的折射率
，则平面镜与玻璃砖底面间的距离为（ ）
A. B. C. 2R D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，光路图如图所示
根据折射定律可得
结合几何关系有
联立解得
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故选 B。
6. 如图，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为 t=0 和 t=0.3s 时的波形图。已知该简
谐波的周期大于 0.3s．关于该简谐波，下列说法不正确的是（ ）
A. 周期为 1.2s
B. 波速为 10m/s
C. x=4m 处的质点在 t=1.5s 时位于波峰
D. 若位于 x=10m 处的观察者沿 x 轴负方向靠近波源，则接收到的简谐波的频率大于 2.5Hz
【答案】A
【解析】
【详解】A．从波形图可看出从实线到虚线传播的时间为
因为该简谐波的周期大于 0.3s，可得周期
A 错误；
B．从图中可知波长为 ，根据
可得
B 正确；
C．x=4m 处的质点在 t=0 时刻位于平衡位置，且向 轴负方向振动，由于
可知 x=4m 处的质点在 t=1.5s 时位于波峰，C 正确；
D．该波的频率为
根据多普勒效应可知当波源和观察者相互靠近，接收到的简谐波的频率大于波发出的频率，D 正确。
选不正确的，故选 A。
7. 如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量 ，喷泉喷到人体的水柱横截
面积 ，支撑人的水柱高 ，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度
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，重力加速度 g 取 ，则喷口处的水流速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】喷口处的水流速度为 ，与人体接触时水流速度为 ，设水流与人接触的很短时间 内，水的质
量
设这部分水受到的向下的冲击力大小为 ，竖直向上为正方向，由动量定理得
解得
又根据牛顿第三定律，游戏者对人的冲击力大小
对游戏者受力平衡得
得
解得
由运动学公式
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解得
故选 C。
二、多项选择题
8. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点 P 到双缝 、 的路程差为
，如图乙所示，已知真空中的光速为 ，如果用频率为 的橙光照射双
缝，则下列说法正确的是（ ）
A. 该橙光的波长是
B. P 点出现暗条纹
C. 仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小
D. 仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．该橙光的波长是
选项 A 正确；
B．光屏上某点 P 到双缝 、 的路程差为 ，可知 P 点出现暗条纹，选项 B 正确；
C．仅将橙光换成红光，因红光波长大于橙光，根据
则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大，选项 C 错误；
D．仅将橙光换成紫光，因紫光波长小于橙光，根据
则光屏上相邻两亮条纹的中心间距减小，选项 D 错误。
故选 AB。
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9. 如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有
反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻璃砖上表面分为 a，b 两束单色光射出。下列说法正确的是（ ）
A. a 光在玻璃中传播的速度大于 b 光 B. a 光的波长大于 b 光的波长
C. a 光的频率大于 b 光的频率 D. 出射光束 a、b 相互平行
【答案】CD
【解析】
【详解】BC．作出光路图如图所示
由光路图可知，a 光折射率较大，频率较大，根据 可知 a 光的波长小于 b 光的波长，故 C 正确，B
错误；
A．根据
可知 a 光在玻璃中传播的速度小于 b 光，故 A 错误；
D．因为 a、b 两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，由几何知识可知出射光束一定
相互平行，故 D 正确。
故选 CD。
10. 如图所示，竖直平面内光滑轨道末端与光滑水平桌面相切，小滑块 B 静止在轨道的最低点。现将滑块 A
从轨道的最高点无初速度释放。已知图中 H=5m，mB=3mA，重力加速度 g=10m/s2，则 A、B 碰后小滑块 B
的速度大小可能是（ ）
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A. 2.5m/s B. 5.5m/s C. 4.5m/s D. 11.5m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】滑块 A 从轨道的最高点滑至最低点过程有
解得
若两滑块发生的是完全非弹性碰撞，此时减小的机械能最多，滑块 B 的速度最小，则有
解得
若两滑块发生的是弹性碰撞，此时机械能守恒，滑块 B 的速度最大，则有
，
解得
可知，A、B 碰后小滑块 B 的速度大小取值范围为
可知，题中给出的速度只有可能是 2.5m/s 与 4.5m/s.
故选 AC。
三、非选择题
11. 蜀妹同学准备测量一个 的直角三棱镜的折射率，实验步骤如下：
（1）在木板上铺一张白纸，将三棱镜放在白纸上并描出三棱镜的轮廓，如图中 所示。
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（2）在垂直于 AB 的方向上插上两枚大头针 和 ，在棱镜的 BC 侧透过三棱镜观察两个大头针，当 的
像恰好被 像挡住时，插上大头针 ，使 挡住 、 的像，再插上大头针 ，使 _________。移去
三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。
请完成下列实验内容：
①将实验需要的光路图补充完整_________。
②蜀妹用量角器测量光线在 BC 界面发生折射时，折射光线与 BC 边夹角为 ，则三棱镜的折射率
_________。
【答案】 ①. 挡住 P3 和 P1、P2 的像 ②. ③. 1.6
【解析】
【详解】（2）[1]再插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像。
①[2]光路图如图所示
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[3]根据几何关系可知光线在 BC 面的入射角为 30°，折射角为 53°，根据折射定律可得
12. 某实验小组验证动量守恒定律。主要实验器材有：质量不同的滑块 a、b，天平，两个相同轻质弹簧，
压力传感器 A、B 及其配件，气垫导轨及其配件。
（1）用天平测出 a、b 两个滑块的质量分别为 、 。
（2）用充气泵给气垫导轨充气，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上，两滑块与
两弹簧不连接。如图甲所示。
（3）水平向右推滑块 a，使右侧弹簧适当压缩井锁定。压力传感器开始记录数据，同时开始计时，0.5s 时
刻释放 a。a 与 b 发生碰撞后，b 向左运动并压缩左侧弹簧，a 向右运动并再次压缩右侧弹簧。该过程中，
压力传感器 A、B 受到的压力随时间变化的图像分别如图乙中 A、B 所示。
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（4）若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示，弹簧的劲度系数 k=______N/m，释放滑块 a 过程中，弹
簧对滑块 a 做的功为 W=______J，滑块 a 获得的速度为 =______m/s。
（5）滑块 a 被反弹，压缩 A 上的弹簧______mm 后速度为零，由此可以计算得出碰撞后 a 的速度为______
m/s，同理可得 b 的速度为 0.76m/s．
（6）取向左为正方向，滑块 a 和滑块 b 组成的系统，碰撞前总动量为 =______kg·m/s，碰撞后总动量为
=______kg·m/s。实验相对误差 =______，如果 小于 5%，则可认为动量守恒。（所
有空均保留 3 位有效数字）
【答案】 ① 400 ②. 0.0800 ③. 1.00 ④. 4.00 ⑤. 0.200 ⑥. 0.160 ⑦. 0.158 ⑧.
1.25%
【解析】
【 详 解 】（ 4） [1]若 弹 簧 弹 力 大 小 与 形 变 量 的 关 系 如 图 丙 所 示 ， 弹 簧 的 劲 度 系 数
[2]根 据 图 丙 中 图 像 与 横 轴 围 成 的 面 积 表 示 弹 簧 对 a 做 的 功 ， 则 有 弹 簧 对 滑 块 a 做 的 功 为
[3]根据
滑块 a 获得的速度为
（5）[4][5]滑块 a 被反弹，压缩 A 上的弹簧
后速度为零，根据
可以计算得出碰撞后 a 的速度为
（6）[6]取向左为正方向，滑块 a 和滑块 b 组成的系统，碰撞前总动量为
[7]碰撞后总动量为
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[8]实验相对误差
13. 如图所示，半圆形透明介质的横截面半径为 R。一束光从半圆形透明介质的下边缘以入射角 从直线
边界射入透明介质，光束在半圆形透明介质的弧形面发生两次反射后刚好从上边缘射出。已知光在真空中
传播的速度为 c。求：
（1）半圆形透明介质的折射率；
（2）半圆形透明介质的全反射临界角；
（3）光线在半圆形透明介质中传播的时间。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】光路图如图所示
（1）由图中几何关系可知，光束折射角
由折射定律，玻璃砖的折射率
（2）由
得
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（3）光线在半圆形透明介质中传播 速度
光线在半圆形透明介质中传播 距离
光线在半圆形透明介质中传播的时间
14. 我国“祝融号”火星探测器质量达 240kg，着陆火星时，经历了气动减速、伞降减速和动力减速后，在
距离火星高度约 99m 处进行悬停，挑选相对平坦的区域进行降落。在最后的落“火”瞬间，竖直向下的速
度约为 3.6m/s，用 0.2s 触地停稳。已知火星表面附近的重力加速度约为 ，根据上述材料求解：
（1）如果将探测器从悬停到着陆的过程视为做匀加速直线运动，试求该下降过程经历的时间和加速度大小；
（2）在触地瞬间，着陆平台对祝融号火星车的平均冲击力大小。
【答案】（1） ，
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
已知从悬停到落“火”瞬间做匀加速直线运动，初速度为零，末速度为 ，位移为
根据
可得
根据
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可得
小问 2 详解】
触地过程，取向下为正方向，根据动量定理，有
可得
15. 一列沿 x 轴负方向传播 简谐横波，在 t=0 时刻的波形如图所示，此时坐标为 的质点刚好开始
振动，质点 P 的坐标为 。在 时刻，质点 P 首次位于波峰位置，质点 Q 的坐标是 。
求：
（1）这列波的传播速度；
（2）从 t=0 至 时间内，质点 Q 通过的路程。
【答案】（1）5m/s；（2）16cm
【解析】
【详解】（1）由题图可知，t=0 时质点 P 位于平衡位置，且沿 y 轴负方向运动，所以再经过 质点 P 振动
到波峰位置，由题意可得
解得波的周期为
T=0.8s
由题图可知波长为λ=4m，则波速为
（2）t=0 时坐标为 的质点刚好开始振动，可知质点 Q 开始振动的时刻为
质点 Q 从开始振动到 ，振动的时间为
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所以该段时间内，质点 Q 通过的路程为
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