陕西省榆林市八校联考2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试卷（Word版附解析）

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1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：人教版选择性必修第一册。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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，有选错的得0分）
1. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列符合实际应用的是（ ）
A. 在光导纤维内传送图像是利用光的色散
B. 托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
C. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
D. 马路积水上的油膜呈现彩色图样是薄膜干涉现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．在光导纤维内传送图像是利用光的全反射，故A错误；
B．托马斯·杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故B错误；
C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射，故C错误；
D．光照射在水面上的油膜上，光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故D正确。
故选D。
2. 关于机械波的现象，下列说法正确的是（ ）
A. 多普勒效应，是波源的频率发生变化引起的
B. 波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
C. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D. 发生明显衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小
【答案】D
【解析】
【详解】A．多普勒效应，是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接受到的波的频率发生了变化，所以A错误；
B．波的反射，发生在同一种介质中，所以波的频率不变，波长和波速也不变，所以B错误；
C．在干涉现象中，振动加强点是指振幅最大的点，振动减弱点是指振幅最小的点，但是，加强点的位移不是总比减弱点的位移大，所以C错误；
D．发生明显衍射的条件是，缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小，所以D正确。
故选D。
3 将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，其振动图像如图所示，则（ ）
A. 在0.1～0.2s振子正在做加速度减小的加速运动
B. 在0.1～0.2s振子正在做加速度增大的减速运动
C. 在0.1～0.2s振子速度方向沿x轴正方向
D. 在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABC．在0.1～0.2s，振子由平衡位置向负的最大位移处运动，加速度在增大，速度在减小，振子的速度方向沿x轴负方向，故AC错误，B正确；
D．在0.1～0.2s内振子做加速度增大的减速运动，故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm，D错误。
故选B。
4. 如图所示半圆形透明介质的折射率，半径为R，O为圆心，AB为直径，P为AO的中点。点光源可以紧贴直径自左向右移动，只考虑从光源直接射到半圆弧上的光线，下列说法正确的是（ ）

A. 当光源位于A的位置，半圆弧的部分有光线射出
B. 当光源位于A的位置，半圆弧的部分有光线射出
C. 当光源位于P的位置，半圆弧的部分有光线射出
D. 当光源位于P的位置，半圆弧的部分有光线射出
【答案】B
【解析】
【详解】AB．当光源位于A位置时，如图1所示光线在圆弧上位置D恰好发生了全反射，

则有
解得
C=30°
故圆弧BD上有光线射出，且∠BOD=60°，故半圆弧的部分有光线射出，故A错误，B正确；
CD．当光源位于P的位置，设任一入射光线的入射角为，如图2所示：

在ΔOPE中有
解得
因为的取值范围为：0～，故
即，故整个半圆弧均有光线射出，故CD错误。
故选B。
5. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该横波沿x轴负方向传播
B. 质点N该时刻向y轴负方向运动
C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，A错误，B正确；
C．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，C错误；
D．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，D错误。
故选B。
6. 篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，接球时两手随球迅速收缩至胸前。这样做的目的是
A. 增加作用时间，减小球对手的冲量
B. 增加作用时间，减小球对手的冲击力
C. 减小作用时间，减小球的动量变化量
D. 减小作用时间，增加球的动量变化量
【答案】B
【解析】
【详解】篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，球的动量变化量一定，接球时两手随球迅速收缩至胸前，作用时间变长，根据动量定理知，手对球的作用力减小，即减小球对手的冲击力，B正确ACD错误；
故选B。
7. 如图是我国首次进行立式风洞跳伞实验的情景，风洞喷出竖直向上的气流使几个实验者悬在空中，若气流密度、气流速度大小均保持不变，气流吹到人身上后速度均变为零，其中甲、乙两人的质量分别为、，受风面积分别为、，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，设气流密度为、气流速度为，时间为，由平衡条件可知，气流对人的作用为
由牛顿第三定律可知，人对气流的作用力
对气流，由动量定理有
又有
整理可得
由于气流密度、气流速度大小均保持不变，则有
故选B。
8. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，近似取π2=10，则（ ）
A. 此单摆的固有周期为0.5s
B. 此单摆的摆长为1m
C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大
D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当驱动力频率和单摆固有频率相等时，发生共振，振幅最大，则此单摆的固有周期为

故A错误；
B．根据单摆周期公式知此单摆的摆长为1m。故B正确；
C．根据单摆周期公式知若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小。故C错误；
D．若摆长增大，单摆的固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动。故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，质点a、b的平衡位置相距为2m，某时刻质点a、d位于平衡位置且相距为9m，质点c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时质点a经平衡位置向上振动，则下列说法正确的是（ ）
A. 此波向右传播
B. 质点c的速度大小为2m/s
C. 质点b的振动周期为3s
D. 此波在a、b两质点之间传播需1s
【答案】CD
【解析】
【详解】A．a经平衡位置向上振动，根据同侧法可知此波向左传播，A错误；
B．质点c位于波谷处，此时速度为零，B错误；
C．根据题意可得
解得
则周期
C正确；
D．在a、b两质点之间传播需要的时间
D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度向右运动并压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现将弹簧一端连接另一质量为m的物体B，静止于光滑水平面上（如图乙所示），物体A以2v0的速度向右运动并压缩弹簧（如图乙所示），测得弹簧的最大压缩量仍为x，AB运动始终在一条直线上，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A. A 物体的质量为 3m
B. A 物体的质量为 2m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
【答案】AC
【解析】
【详解】当弹簧固定时，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，A的动能转化为弹簧的弹性势能，设A的质量为，最大的弹性势能为，根据系统的机械能守恒
当弹簧一端连接另一质量为m的物体B时，A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大，设A、B速度为v，由动量定理得
由机械能守恒定理得
联立解得
选项A、C正确，B、D错误。
故选A、C。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 在“用双缝干涉测量光波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）组装仪器时，图甲中a为________缝，b为________缝。（均选填“双”或“单”）
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________；
A.观察不到干涉条纹
B.可观察到明暗相间的白条纹
C.可观察到彩色条纹
（3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中c、d位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x2>x1），则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________。
【答案】 ①. 单 ②. 双 ③. C ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]该实验为双缝干涉实验，组装仪器时，图甲中a为单缝，b为双缝；
（2）[3]若取下红色滤光片，则出现白光干涉，白光的干涉图样为彩色条纹，故AB错误，C正确；
（3）[4]由图乙可知
根据可得
12. 某同学用单摆测定重力加速度
（1）该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d，则该单摆的摆长为______；从单摆运动到最低点开始计时，且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，该单摆的周期为______
（2）该同学发现他测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是______（从下面选项选择）
A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间
C.开始计时，秒表过早按下
D.测摆线长时摆线拉得过紧
（3）若实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像。则：

①实验得到的图像应是如图中的______（选填a、b、c）；
②小球的直径是______cm；
③实验测得当地重力加速度大小是______（取两位小数）
【答案】 ①. ②. ③. BD##DB ④. c ⑤. 1.2 ⑥. 9.86
【解析】
【详解】（1）[1]由题知，单摆摆长为
[2]单摆的周期为
（2）[3]根据
可得
A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，测得的重力加速度偏小，故A错误；
B．把n次摆动的时间误记为次摆动的时间，测得的周期偏小，则测得的重力加速度偏大，故B正确；
C．开始计时，秒表过早按下，测得的周期偏大，则测得的重力加速度偏小，故C错误；
D．测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，则测得的重力速度偏大，故D正确。
故选BD。
（3）[4]根据
且
可得
l=g4π2T2+d2
故选c。
[5]由图可知，纵轴截距为
d2=0.6cm
则
d=1.2cm
[6]图线的斜率为
k=g4π2=0.62.4
解得
三、计算题（本题共3小题，共计38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t＝0时刻波的图像如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求：
（1）这列波的波长和波的传播速度大小；
（2）质点M在1.2s内，走过的路程。
【答案】（1）1.2m，5m/s；（2）4m
【解析】
【详解】（1）根据数学知识得
由题知
则波长为
波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为
则波速为
（2）波沿x轴负方向传播，周期为
质点M振动的时间
则质点M在1.2s内走过的路程为
14. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点垂直于面入射，。求：
(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间。（光在真空中的传播速度为）
【答案】(1) 45°；(2)。
【解析】
【分析】
【详解】(1)光路如图所示
i1=60°，设玻璃对空气的临界角为C，则：
i1＞45°，发生全反射
i2=i1-30°=30°＜C
由折射定律有
所以
r=45°
(2) 棱镜中的光速
所求时间
解得
15. 如图所示，滑块A的质量，与水平地面间的动摩擦因数，用细线悬挂的小球质量均为，沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为，线长分别为、、…（的数值未知，图中只画出三只小球，且小球可视为质点），开始时，滑块以速度沿x轴正方向运动，设滑块与小球碰撞时不损失机械能，碰撞后小球均恰能在竖直平面内完成完整的圆周运动并再次与滑块正碰，g取，求：
（1）滑块与第一个小球碰撞后瞬间，小球的速度为多大？（结果可以保留根号）
（2）滑块能与几个小球碰撞？
（3）求出碰撞中第n个小球悬线长的表达式。
【答案】（1）；（2）12；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从开始运动到与第一个球碰撞前由动能定理
解得
则由动量守恒和能量守恒
解得
（2）因滑块与小球质量相等且碰撞中机械能守恒，滑块与小球相碰撞会互换速度，小球在竖直平面内转动，机械能守恒，设滑块滑行总距离为s0，有
解得
s0=25 m
所以
故滑块能与12个小球碰撞；
（3）滑块与第n个球碰撞，设小球运动到最高点时速度为vn′，对小球，有
对滑块
联立解得