【物理】山西省临汾市部分学校2024-2025学年高二下学期第一次月考试题（解析版）

这是一份【物理】山西省临汾市部分学校2024-2025学年高二下学期第一次月考试题（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 质量为的小球竖直向下以的速度落至水平地面上，再以的速度反向弹回。取竖直向下为正方向，在小球与地面接触的过程中，小球动量变化量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】取竖直向下为正方向，小球动量变化量为
2. 下列关于光学现象的说法不正确的是（ ）
A. 阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
B. 在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光更容易产生衍射
C. 观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
D. 唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射
【答案】A
【解析】A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是由于薄膜厚度不均匀造成的光的干涉现象，故A错误；
B．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光波长较长，容易发生衍射，穿透雨雾能力较强，传播距离较远的原因，故B正确；
C．3D立体电影的成像原理应用了光的偏振，故C正确；
D．“疑水浅”是由于光的折射造成的，故D正确。
本题选不正确的，故选A。
3. 如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率为4 Hz。现使圆盘以120r/min的转速匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率为（ ）
A. HzB. 2HzC. 4HzD. 120 Hz
【答案】B
【解析】受迫振动的频率等于驱动力的频率
故选B。
4. 如图所示，可视为质点的小球以O为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动。若从小球经过O点开始计时，在时刻小球第一次经过O、B两点间的M点（图中未画出），在时刻小球第二次经过M点，则小球第四次通过M点的时刻为（ ）
A. 1sB. 1.3sC. 1.6sD. 1.7s
【答案】D
【解析】根据简谐运动的对称性有
解得
则小球第四次通过M点的时刻为
故选D。
5. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波速大小为
B. 该波可以与另一列频率为的波发生干涉
C. 波沿x轴正方向传播
D. 波在传播过程中遇到大小的障碍物能发生明显的衍射
【答案】D
【解析】由图甲可知波长，由图乙可知周期
故波速
故A错误；
B．该机械波的频率
发生干涉的条件是频率相同，相位差恒定，故该波不可以与另一列频率为的波发生干涉，故B错误；
C．由图乙可知质点P在时刻向轴负方向运动，根据同侧法该波沿x轴负方向传播，故C错误；
D．由图甲可知波长，当障碍物尺寸小于波长时会发生明显的衍射现象，波在传播过程中遇到大小的障碍物能发生明显的衍射，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有（ ）
A. a质点的位移始终为零，b、c质点的位移始终最大
B. a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱
C. a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强
D. 再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
【答案】C
【解析】ABC．质点a是两列波波峰和波谷叠加，振动是最弱的，它们振幅相同，所以a质点的位移始终为零；质点b是两列波波峰叠加，质点c是两列波波谷叠加，所以b、c质点振动最强，但位移并不始终最大，由于两波源振动同步，且d在两波源连线的中垂线上，故d处于加强线上，d质点振动最强，故AB错误，C正确；
D．由于两列波振幅相同，所以a质点位移始终为零，即未振动；b、c两点在图示时刻分别处于波峰和波谷，再过后都将处于各自的平衡位置，但b、c两点振动始终是加强的，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，某同学利用玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从点射入水晶球，最后分成两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 光的频率比光的频率高
B. 彩虹的形成是光的干涉现象
C. 在“水晶球”中，光的传播速度比光的大
D. 遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】A．由图可知，在点光的折射角较小，由折射定律可知，光的折射率较大，则光的频率比光的频率高，故A正确；
B．彩虹的形成是光的折射现象，故B错误；
C．由可知，由于光的折射率较大，则在“水晶球”中，光的传播速度比光的小，故C错误；
D．由于光的频率比光的频率高，则光的波长比光的波长短，遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选A。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，时的波形图如图甲所示，A、B为介质中的两质点。图乙为质点A的振动图像。以下判断正确的是（ ）
A. 时，A的加速度最大
B. 时，B的速度沿y轴正方向
C. 从到，B的位移大小为
D. 从到，波沿x轴负方向传播了
【答案】AD
【解析】A．由图乙可知，t=0.15s时，质点处于波谷位置，则此时A加速度为最大，故A正确；
B．由图乙可知，波的周期为0.20s，则从图甲所示t=0.1s时开始，经过0.05s即四分之一周期质点B处于平衡位置，速度方向沿y轴负方向，故B错误；
C．从t=0.1s到t=0.25s经历四分之三周期，质点B处于平衡位置，则B的位移为0，故C错误；
D．由图乙可知在t=0.1s时质点A处于平衡位置且向下振动，由同侧法结合图甲可知，波沿x轴负方向传播，由图甲可知
由图乙可知
则波速
从到，波沿x轴负方向传播了
故D正确。
故选AD。
9. 将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力。用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示。下列判断中正确的是（ ）
A. 时刻，摆球正经过最低点B. 时刻，摆球正处于最高点
C. 摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小D. 摆球摆动的周期约是
【答案】AB
【解析】A．由图像可知，时刻摆线拉力最大，此时摆球正经过最低点，故A正确；
B．时刻，摆线拉力最小，此时摆球正处于最高点，故B正确；
C．由图像可知摆线最大拉力逐渐减小，说明摆动过程中有阻力做工，所以机械能减小，故C错误；
D．由图像可知，摆球摆动的周期约为，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，质量分别为m和2 m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁．用水平力向左推B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为F，弹簧的弹性势能为E．在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（ ）
A. 撤去推力的瞬间，B的加速度大小为
B. 从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为
D. A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E
【答案】ABC
【解析】A、撤去推力前，B处于静止状态，弹簧的弹力与F0二力平衡.撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得，B的加速度大小为.故A正确.
B、从撤去推力到 A离开竖直墙之前，墙壁对B有弹力作用，A、B和弹簧组成的系统合外力不等于零，系统的动量不守恒.因为只有弹力做功，系统的机械能守恒，故B正确.
C、D，A离开竖直墙后，系统所受的合外力为零，动量守恒；弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒.当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大；
对于从撤去推力到A离开竖直墙之前，机械能守恒，设A刚离开墙壁时，B的速度大小为 .则有 ，得 ；
A离开墙壁后，根据系统的动量守恒得： ；
根据系统的机械能守恒得：
计算得出，弹簧的弹性势能最大值： ，所以C选项是正确的，D错误.
综上所述本题答案是：ABC
【点睛】撤去F的瞬间，B所受的弹力大小等于F0，根据牛顿第二定律求出撤去推力瞬间的加速度大小；分析A、B和弹簧组成的系统所受的外力，判断动量和机械能是否守恒.
A离开竖直墙后，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分析A离开竖直墙后，A、B的最大弹性势能.
二、实验题（本大题共2个小题，共16分）
11. （1）光线由一种介质Ⅰ射向另一种介质Ⅱ时，若这两种介质的折射率不同，则光线________。
A.若进入介质Ⅱ中，传播速度一定改变
B.若进入介质Ⅱ中，传播方向一定改变
C.一定能进入介质Ⅱ中传播
D.不一定能进入介质Ⅱ中传播
（2）如图所示，平面MN是介质与真空的交界面，介质中有一点A，真空中有一点B，P是A、B连线与界面的交点，如果A点发出的一束激光，射到界面上的Q点（图中未画出），进入真空后经过B点，则Q点在P点的________（填“左侧”或“右侧”）。
（3）放在空气中的玻璃砖，如图所示，有一束光射到界面ab上，下列说法正确的是________。
A.在界面ab入射角大于临界角的光将不会进入玻璃砖
B.光传播至界面cd后，有可能不从界面cd射出
C.光射到界面ab后，不可能发生全反射
D.光传播至界面cd后，一定会从界面cd射出
【答案】（1）AD##DA （2）左侧 （3）CD##DC
【解析】（1）[1]AB．光线从一种介质进入另一种介质，由于折射率不同，则传播速度一定改变，传播方向不一定改变，比如从一种介质垂直进入另一种介质，传播方向不变，A正确，B错误；
CD．若光线从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时时发生全反射，不会进入光疏介质，C错误，D正确。
故选AD。
（2）[2]光线从介质射入真空时发生折射，折射角大于入射角，光路如图所示，可知Q点在P点的左侧。
（3）[3]AC．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，故光从空气射入玻璃砖时，不会发生全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入玻璃砖，A错误，C正确；
BD．由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识可知，光线在ab面上的折射角等于在cd面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面cd射出，B错误，D正确。
故选CD。
12. 麓同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被遮挡时间。

（1）先调节气垫导轨水平，轻推一下B，直到它通过光电门G1的时间__________（填“大于”、“等于”、“小于”）它通过光电门G2的时间；
（2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门G1右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，了使A碰后不返回，则___________。（填“>”、“=”或“ （3）
【解析】（1）[1]轻推一下B，直到它通过光电门G1的时间等于它通过光电门G2的时间，则说明滑块做匀速直线运动，气垫导轨已经调节水平。
（2）[2]根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即。
（3）[3]设挡光片宽度为，滑块A经过光电门G1速度为
滑块A经过光电门G2的速度为
滑块B经过光电门G2的速度为
根据动量守恒可得
整理得
[4]若为弹性碰撞，则有
联立解得
则有
可得
三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分）
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 一列简谐横波在沿x轴方向传播。在与时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：
（1）这列波的波长；
（2）这列波可能的波速：
（3）若波速为280m/s，从时刻起，图中的质点从图中实线位置运动至波谷所需的最短时间t是多少。
【答案】（1） （2）若波沿轴正向传播，则；若波沿轴负向传播，则 （3）
【解析】（1）对波形图分析可知，该波波长
λ＝8m
（2）若波沿x轴正向传播，则有
Δx1＝nλ＋＝（8n＋2）＝v1Δt（n＝0、1、2、3…）
得
v1＝＝（40＋160n）m/s（n＝0、1、2、3…）
若波沿x轴负方向传播，则有
Δx2＝nλ＋＝（8n＋6）＝v2Δt（n＝0、1、2、3…）
得
v2＝＝（120＋160n）m/s（n＝0、1、2、3…）
（3）当波速为时，有
可得
所以波沿轴负向传播；故质点第一次达到波谷所需最短时间为：
14. 如图所示，—种透明柱状材料的横截面是由一个直角三角形OAB和一个半圆组成的，，半圆的圆心恰好位于O点，OB为半圆的一条半径，圆的半径为R。一束单色光从OA面上的D点由空气射入材料中，进入材料后沿直线射到圆周上的E点，入射角，，，已知光在真空中的传播速度为c，求：

（1）材料对该单色光的折射率n；
（2）判断E点是否有光线射出，并画出光在该材料中传播的光路图；
（3）光在材料内传播的时间t。
【答案】（1）；（2）没有光从E点射出；（3）
【解析】（1）由题意可知，光线在D点折射角
折射率
解得
（2）由几何关系可知
设发生全反射的临界角为C，则
因为
所以
光线在E点发生全反射，没有光射出。光路图如图所示

（3）光线在E、F两点分别发生全反射，光线在透明材料区域内的路程为
光线在介质中的传播速度为
所以光线在介质中的传播时间为
15. 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=1kg的小物块A．装置的中间是水平传送带，它与左、右两边的台面等高，并能平滑对接．传送带始终以v=1m/s的速率逆时针转动，装置的右边是一光滑曲面，质量m=0.5kg的小物块B从其上距水平台面高h=0.8m处由静止释放．已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，l=1.0m．设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A处于静止状态．取g=10m/s2．
（1）求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；
（2）物块A、B间发生碰撞过程中，物块B受到的冲量；
（3）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上？
（4）如果物块A、B每次碰撞后，弹簧恢复原长时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小．
【答案】（1）3m/s；（2）2kg·m/s，方向水平向右；（3），所以不能；（4）
【解析】（1） 设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0，由机械能守恒定律可得：

解得：
设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a，则有：μmg=ma，
设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有：v12-v02=-2al，
解得：v1=3m/s＞v=1m/s，则物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小为3m/s；
（2）设物体A、B第一次碰撞后的速度分别为、，取向右为正方向
由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
解得：vA=-2m/s，vB=1m/s，（vA=0m/s，vB=-3m/s不符合题意，舍去）
，方向水平向右；
（3） 碰撞后物块B在水平台面向右匀速运动，设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l'，则有：
0-vB2=-2al′，
解得：
所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上；
（4） 当物块B在传送带上向右运动的速度为零时，将会沿传送带向左加速．可以判断，物块B运动到左边台面是的速度大小为vB，继而与物块A发生第二次碰撞
由（2）可知，vB=
同理可得：第二次碰撞后B的速度：vB1=
第n次碰撞后B的速度为：vB（n-1）=