江苏省苏州市六校2024-2025学年高二上学期12月联考调研物理试卷（解析版）

这是一份江苏省苏州市六校2024-2025学年高二上学期12月联考调研物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了 下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
A. 横波的质点和纵波的质点都可以随波迁移
B. 只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应
C. 做简谐运动的质点处于平衡位置时，合外力不一定为零
D. 水中的气泡，看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射
【答案】C
【解析】A．横波的质点和纵波的质点都不可以随波迁移，故A错误；
B．能否发生多普勒效应取决于波源和观察者之间的距离是否变化，则观察者绕波源做圆周运动时，不会发生多普勒效应，故B错误；
C．做简谐运动的质点处于平衡位置时，回复力为零，但合外力不一定为零；比如单摆经过平衡位置时，合外力提供向心力，不为零，故C正确；
D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，故D错误。
故选C。
2. 提水桶跑步是一种提物障碍跑，运动员提着装满水的水桶越过障碍到达终点，运动员奔跑过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 水的晃动频率与人的跑步频率相同
B. 水的晃动频率小于人的跑步频率
C. 人的跑步频率越小，水的晃动幅度越大
D. 桶里水量越多，水晃动幅度越大
【答案】A
【解析】AB．由于运动员运动时，对水桶有力的作用，使水受到驱动力作用发生受迫振动，而受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，即水晃动的频率等于运动员的跑步频率，故A正确B错误；
CD．结合上述，水桶里的水做受迫振动，当运动员的跑步频率接近水桶里的水的固有频率时，水晃动的幅度增大，当运动员的跑步频率等于水桶里的水的固有频率时，发生共振，水晃动的幅度达到最大，故CD错误。
故选A。
3. 将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图所示。看上去浸在水中的这段筷子发生了侧移，而且变粗了。产生这种现象的原因是（ ）
A. 光的反射B. 光的折射
C. 光的色散D. 光的全反射
【答案】B
【解析】由筷子上反射出光射到杯壁上发生了折射，使光线偏离了原来的方向，逆着光线看上去筷子发生侧移或变粗，B正确。
故选B。
4. 某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的现象，如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 水波通过狭缝后波长变短
B. 这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象
C. 此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显
D. 此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显
【答案】C
【解析】波衍射后不影响波的特性，即波长和频率不变，A错误；波的衍射是波特有的性质，故所有波都会发生衍射现象，B错误；从图中可知第1幅图衍射现象比较明显，所以波长一定，缝越窄衍射现象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法得出缝宽一定时衍射情况，故C正确D错误．
5. 一简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图（）所示，、是介质中的两个质点。图（）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 质点的振动图像与图（）相同
B. 质点的振动图像与图（）相同
C. 在时刻，质点的速率比质点的大
D. 在时刻，质点的加速度比质点的大
【答案】D
【解析】AB．由图（b）可知，在时刻，该质点位于平衡位置，且正沿着y轴负方向运动，而图（a）中， P位于正的最大位移处，由于波沿着x轴正方向传播，Q位于平衡位置且正沿y轴正方向运动，因此P、Q振动图像与图（b）不同，AB错误；
CD．在时刻，质点位于负的最大位移处，速度为零，加速度最大，而Q位于平衡位置，速度最大，加速度为零，因此质点的速率比质点的小，加速度比质点的大，C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，AB为固定的四分之一光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，将质量为m的小球（可视为质点）从A点由静止释放，在小球从A点运动到B点的过程中，小球（ ）
A. 所受合力的冲量斜向右上
B. 所受合力的冲量大小为
C. 所受支持力的冲量水平向右
D. 所受支持力的冲量大小为0
【答案】B
【解析】A．在小球从A点运动到B点的过程中，小球的初动量为0，末动量水平向右，动量的变化水平向右，根据动量定理可知，小球所受合力的冲量水平向右，故A错误；
B．在小球从A点运动到B点的过程中，根据动能定理可得
解得
根据动量定理可知，小球所受合力的冲量大小为
故B正确；
CD．由于小球所受合力的冲量水平向右，则小球所受支持力冲量的竖直分量等于重力的冲量大小，方向竖直向上；所受支持力冲量的水平分量等于合力的冲量大小，方向水平向右；则小球所受支持力的冲量斜向上偏右，不为0，故CD错误。
故选B。
7. 图甲中，一只小鸟站在树枝上与树枝一起上下振动，小鸟振动的图像如图乙所示，速度向下为正。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻小鸟的速度方向向上
B. 时刻树枝对小鸟弹力最大
C. 时刻小鸟的加速度最大
D. 时刻小鸟处在最低点
【答案】C
【解析】A．根据图乙可知，时刻，速度为正，由于速度向下为正方向，所以小鸟的速度方向向下，故A错误；
B．t1时刻小鸟的速度最大，此时小鸟受力平衡，即所受弹力等于重力，此后小鸟向下做减速运动，树枝对其弹力逐渐增大，故t1时刻，树枝对其弹力未达到最大，故B错误；
C．时刻小鸟的速度为0，这一瞬间停止了向下的运动，即将向上运动，根据简谐运动的特征可知，此时加速度方向向上，达到最大值，故C正确；
D．时刻小鸟向上运动到了最大速度后向上做减速运动，故此时在平衡位置处，不是最低点，故D错误。
故选C。
8. 位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列选项图中能正确描述处质点振动的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据波形图可得
解得周期
由
解得波长为
该波的波速为
所以波传到经过的时间为
根据波形图可知，振源的起振方向向上，则波传到时，质点开始向上振动。
故选A。
9. 如图所示，两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑细杆上。初始时，细绳恰好伸直并处于水平状态，两球均可视为质点且 重力加速度为g。现将 A、B由静止释放，不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A. 两个小球组成系统动量守恒
B. A球在竖直平面内做变速圆周运动
C. B向右运动的最大位移大小为
D. B向右运动的最大位移大小为
【答案】C
【解析】A．两个小球组成的系统水平方向上不受力，故水平方向上动量守恒，竖直方向上A球的速度发生变化，即竖直方向上合外力不为零，故系统的动量不守恒，A错误；
B．B球在光滑杆上做往复运动，A球一边围绕B球做圆周运动，一边随B球做往复运动，B错误；
CD．两个小球组成的系统水平方向上动量守恒，有
又因为
联立有
从释放到A球摆到最低点的过程中，有
联立解得
由对称性可知B球向右运动的最大位移大小为
C正确，D错误。
故选C。
10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬间获得水平向右、大小为3m/s的速度，以此刻为计时起点。两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是 （ ）
A. 时刻和时刻弹簧都处于压缩状态 B.
C. 时刻两物块加速度相同 D. B 的最大速度为2m/s
【答案】D
【解析】A．由图乙所示图像可知，、时刻两物块达到共同速度，A获得向右的速度后，A向右做减速运动，B向右做加速运动，A、B间的距离减小，到时刻两者速度相等，它们间的距离最小，此时弹簧处于压缩状态；到时间内A的速度小于B的速度，A、B间的距离增大，弹簧逐渐恢复原长，在时刻弹簧恢复原长，到时间内B的速度大于A的速度，A、B间的距离逐渐增大，弹簧被逐渐拉伸，时刻两者速度相等，弹簧伸长量最大，此时弹簧处于拉伸状态，A错误；
B．由图乙所示图像可知，两物体共速，物体与弹簧所组成的系统动量守恒，从0到时间内由动量守恒有
代入数据解得
B错误；
C．两物体受到的弹簧的弹力始终等大，由牛顿第二定律有
因为两物体质量不同，所以加速度大小不相等，C错误；
D．时刻B物体速度最大，此时弹簧处于原长状态，从0到过程中系统动量守恒有
系统机械能守恒有
联立解得物块B的最大速度为
D正确。
故选D。
11. 简谐运动是最简单、协调、自洽的运动，拥有完美的周期性，它的速度随位移变化图线应为（ ）
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】简谐运动过程中，根据能量守恒
即
图线为椭圆。
故选D。
12. 某同学利用双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。实验装置如图甲所示，已知每根悬线长为d，两悬点间相距2s，金属小球半径为r，图中小球两侧为光电计数器。请回答下列问题：
（1）等效摆长 __________；
（2）如图乙是用游标卡尺测量小球的直径，则小球的直径是__________ cm；
（3）现将小球垂直于纸面向外拉动，使悬线偏离竖直方向的角度小于5°，启动光电计数器，光电计数器显示数为“0”，由静止释放小球，小球每经过平衡位置O时光电计数器计数一次。当小球第一次经过平衡位置O时，计时器开始计时。当光电计数器上显示的计数次数刚好为n时，测得所用的时间为t，由此可知：单摆的振动周期 T=____________；
（4）根据实验中测得的数据，画出图像如图丙所示，取 ，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为____________（保留三位有效数字）。
（5）现把双线摆的其中一根悬线换成一根很轻的硬杆，组成一个“杆线摆”，如图丁所示，其中细线与轻杆的夹角为α。“杆线摆”可以绕着悬挂轴 来回摆动，杆与悬挂轴 垂直，其摆球的运动轨迹被约束在一个与水平面夹角为θ的倾斜平面内，摆长为L，重力加速度为g，则在摆角很小时“杆线摆”的周期表达式为_______________。
【答案】（1） （2） （3） （4）9.86 （5）
【解析】（1）摆长等于摆线的有效长度与小球的半径之和，即等效摆长为
（2）根据游标卡尺的读数可知小球的直径为
（3）当光电计数器显示数为“1”时是0时刻，故计数次数刚好为n时，周期次数为
故单摆的振动周期为
（4）根据单摆的周期公式
可得
由图像可得，图像的斜率为
解得当地的重力加速度大小为
（5）根据单摆的周期公式
“杆线摆”可以绕着悬挂轴 来回摆动时的摆长为轻杆长度
小球在斜面上做单摆运动时的等效重力加速度为
故“杆线摆”的周期为
13. 如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。
（1）求两个光斑之间的距离；
（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离。
【答案】（1）cm；（2）10cm
【解析】（1）光路图如图所示
设折射角为γ，折射光线交MN于P点，反射光线从玻璃砖射出后交MN于Q点，根据折射定律有
n＝
解得
γ＝60°
由几何关系可得两个光斑P、Q之间的距离
PQ＝PA＋AQ＝Rtan30°＋Rtan60°
解得
PQ＝cm
（2）当入射角增大发生全反射时，屏MN上只剩一个光斑，此光斑Q′离A点最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角，即
i＝C
且sinC＝，Q′A＝
代入数据解得
O′A＝10cm
14. 如图所示，P、Q是在x轴上的两个波源，其横坐标分别为，。时刻波源P开始沿着y轴正方向起振，波源Q开始沿着y轴负方向起振，两波源都一直做简谐运动，产生的两列简谐横波沿x轴相向传播。已知两波源振动周期均为，波速均为，振幅均为。求：
（1）在0~4.5s时间内， 位于处的质点C通过的路程。
（2）P、Q之间（不含P、Q） 振动减弱点的个数及每个减弱点的横坐标。
【答案】（1）6m （2）5；-2m，0，2m，4m，6m
【解析】（1）设波源P、Q产生的波分别经时间、传到质点C的位置，则，
波源Q产生的波先传到质点C，从时刻开始振动，在0~2.5s时间内，波源P产生的波没有传到质点C，再经过，波源P产生的波传到质点C，则在时间内，质点C通过的路程为
在时间内两列波叠加，在C点加强，故在时间内，质点C的路程为
所以在0~4.5s时间内， 位于处的质点C通过的路程为
（2）根据波长、波速、周期公式可知，波长为
由于t=0时刻波源P开始沿着y轴正方向起振，波源Q开始沿着y轴负方向起振，若x轴上某点到P、Q的距离差是半波长的偶数倍，则该点振动减弱点，设振动减弱点的横坐标为x，则有
其中且
解得
对应的质点横坐标为
所以，振动减弱点的个数是5个，横坐标分别是-2m，0，2m，4m，6m。
15. 质量为的长木板静置在光滑水平面上，质量为的小物块与长木板的高度相同，小物块静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽的最低点，圆弧形凹槽未被固定。现一质量为的滑块以12m/s的水平初速度冲上长木板，滑块在长木板上运动一小段时间后二者达到共速，之后长木板与小物块发生弹性碰撞，碰撞后长木板和滑块立即被锁定。已知小物块可看作质点，，，圆弧形凹槽质量，半径，。求：
（1）长木板与滑块达到共速时速度的大小；
（2）相对于水平面，小物块能上升最大高度；
（3）小物块第一次从凹槽上返回到凹槽最低点时，凹槽对小物块的支持力大小。
【答案】（1）6m/s （2） （3）180N
【解析】（1）长木板和滑块组成的系统动量守恒，有
解得
（2）长木板和小物块组成的系统在碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，有
，
解得
，
小物块滑上凹槽后，两者组成的系统水平方向动量守恒，总体的机械能守恒，有
，
联立解得
（3）从小物块滑上凹槽到返回凹槽最低点的过程，小物块和凹槽组成的系统水平方向动量守恒，总体的机械能守恒，有
，
解得
，
在最低点对小物块由牛顿第二定律有
解得