【物理】广东省佛山市S6高质量发展联盟2024-2025学年高二下学期期中联考试题（解析版）

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2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用黑色墨水签字笔或钢笔作答，字体工整、笔迹清楚.
3.考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题，超出答题区域范围书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效.
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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分.
1. 关于下列光学现象的说法，正确的是（ ）
A. 图甲是双缝干涉图样
B. 图乙肥皂泡呈现彩色是光的反射现象
C. 图丙是圆孔衍射的图样
D. 图丁是用偏振眼镜观看3D电影，说明光是一种横波
【答案】D
【解析】A．图甲是单缝衍射图样。故A错误；
B．图乙肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象。故B错误；
C．图丙为“泊松亮斑”，是光照射小圆盘后的衍射图样。故C错误；
D．图丁是用偏振眼镜观看3D电影，偏振是横波特有的现象，因此这也说明了光是一种横波。故D正确。
故选D。
2. 惠更斯利用单摆的等时性发明了摆钟，如图所示，旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，下列做法中正确的是（ ）
A. 圆盘的质量越大，摆钟走得越快
B. 如果摆钟慢了，可以增大摆杆摆动的摆角
C. 如果摆钟快了，应旋转螺母使圆盘沿摆杆下移
D. 把摆钟从佛山搬到北京，应旋转螺母使圆盘沿摆杆上移
【答案】C
【解析】AB．根据单摆周期公式可知，摆钟的周期与圆盘的质量、摆动的摆角无关，故AB错误；
C．摆钟快了，说明单摆的周期变小了，由单摆的周期公式可知L偏短了，应适当增长一些，所以应使圆盘沿摆杆下移，故C正确；
D．把摆钟从佛山搬到北京，是从低纬度地区移到了高纬度地区，重力加速度变大了，由单摆的周期公式可知周期变短，钟表变快了，为使钟表变得准确，由C选项的解答可知应使圆盘沿摆杆下移，故D错误。
故选C。
3. 渐变折射率透镜又名自聚焦透镜，是一种内部材料折射率分布沿径向渐变的柱状光学透镜，其折射率在轴心处最大，沿径向向外逐渐减小，外表面附近的折射率最小．关于光在渐变折射率透镜中的传播，下列四幅表示其传播路径的光路图中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】BC．光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别、，根据
由于折射率n大于1，则有，图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故BC错误；
AD．结合上述，图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角，满足要求，由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，故A正确，D错误。
故选A。
4. 某同学利用下图所示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（ ）
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动
D. 使用间距更小的双缝
【答案】B
【解析】若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由公式
可知，需要减小双缝到屏的距离或增大双缝间的距离d，故B正确，A错误，C错误，D错误。
故选B。
5. 如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为、半径为的半圆弧槽，质量也为可视为质点的小球从圆弧槽顶端由静止释放，不计一切摩擦，小球从静止运动到最低点的过程中，半圆弧槽的位移大小为（ ）
A. B. C. D. 0
【答案】B
【解析】两物体组成的系统在水平方向满足动量守恒，则有
则
可知
小球从静止运动到最低点的过程中，有
解得
故选B。
6. 篮球比赛开始前，裁判一般会用反弹测试法测试篮球的充气情况．在某次测试中，裁判让一篮球从1.8m高处自由下落，经1.2s后篮球反弹到最高点，最高点的高度为1.25m，篮球的质量kg，重力加速度取10m/s²，不计空气阻力．则篮球对地面的平均作用力大小为（ ）
A. 12NB. 60NC. 66ND. 72N
【答案】D
【解析】根据位移—时间公式可得，
解得s，s
则可知篮球与地面作用的时间为s
根据速度—时间公式可得，
根据动量定理，取向上为正方向，可得
代入数据解得N
根据牛顿第三定律可知，篮球对地面的平均作用力大小为72N。
故选D。
7. 如图所示，光滑水平面上有一质量为4kg、半径为（足够大）的圆弧曲面体C，质量为2kg的小球B静止于圆弧曲面体的底端，另一个质量为1kg的小球A以的速度向B运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均视为质点，则（ ）
A. A、B发生弹性碰撞后瞬间A的速率为2m/s
B. B运动到最高点时的速率为m/s
C. C的最大速率为m/s
D. B能与A再次发生碰撞
【答案】C
【解析】A．以的方向为正方向，设A、B发生弹性碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒和机械能守恒得，
联立解得，
所以，A、B发生弹性碰撞后瞬间A的速率为，故A错误；
B．B运动到最高点时，B与C共速，设共速速度为，B运动到最高点的过程，对于B和C组成的系统，由水平方向动量守恒得
解得，故B错误；
C．B与C分离时C的速率最大，设B与C分离时二者的速度分别为和，B与C相互作用前后，由动量守恒和机械能守恒得，
联立解得，，故C正确；
D．因
所以，B不能与A再次发生碰撞，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分.
8. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示．该共振筛的共振曲线如图乙所示．已知增大电压，可提高偏心轮的转速，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期．若在某电压下偏心轮的转速是60r/min．为使其共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（ ）
A. 降低输入电压
B. 增大输入电压
C. 增加筛子质量
D. 减小筛子质量
【答案】AD
【解析】根据题意，在某电压下，电动偏心轮的转速是60r/min，则Hz=1Hz
由题图乙可知筛子的固有频率为
由于驱动力的频率大于筛子的固有频率，故要使振幅变大，可以减小驱动力的频率，或增大筛子的固有频率，即可以降低输入电压或减小筛子的质量。
故选AD。
9. 滑草场由一条倾斜直轨道和一条水平轨道平滑连接组成，简化图如图所示．游客坐滑草车从轨道顶端由静止出发，经时间t到达斜面底端，到达底端时速度大小为v，游客和滑草车总质量为m，下滑过程中所受摩擦力不变，重力加速度为g，则从斜面顶端下滑到底端过程中，游客和滑草车（ ）
A. 动量变化量的大小为
B. 所受重力的冲量大小为
C. 所受摩擦力的冲量大小为
D. 机械能减少了
【答案】CD
【解析】A．游客和滑草车的动量变化量大小为
故A错误；
B．游客和滑草车所受重力的冲量大小为
故B错误；
C．以沿斜面向下为正方向，游客和滑草车下滑的过程，根据动量定理有
得
则游客和滑草车所受摩擦力的冲量大小为
故C正确；
D．游客和滑草车沿倾斜直轨道运动的位移大小为
以水平轨道所在水平面为零势能面，初始位置游客和滑草车的机械能为
末位置游客和滑草车的机械能为
机械能的减少量为
故D正确。
故选CD。
10. 一列沿着x轴传播的简谐横波在t=0s时的波形图如图甲所示，m、n、p、q是介质中的四个质点，质点m、n、p、q的平衡位置坐标分别为、、、处的质点，图乙是质点p的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该波向x轴正方向传播B. 波速大小为1.5m/s
C. 质点m经s回到平衡位置D. 质点n比质点m先到达平衡位置
【答案】ABC
【解析】A．由图乙可知质点p在t=0s向上振动，根据平移法可知，该波向x轴正方向传播，故A正确；
B．由图可知波长为6m，周期为4s，则波速为
故B正确；
C．m处的振动传播到m时，m回到平衡位置，时间为
故C正确；
D．根据平移法可知，质点n比质点m后到达平衡位置，故D错误；
故选ABC。
三、实验题：本大题共2小题，共16分.
11. 在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学想通过碰撞实验测量物体质量。使用如图甲所示的装置，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。已知滑块A的质量mA=0.40kg，部分实验步骤如下：
①接通气源，调整气垫导轨水平；
②拨动两滑块，使A、B均向右运动；
③导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
（1）从图像可知两滑块在t=____s时发生碰撞；
（2）滑块B碰撞前的速度大小vB=______m/s（保留2位有效数字）；
（3）通过分析实验数据，得出滑块B的质量mB=_____（保留2位有效数字）。
【答案】（1）1.0 （2）0.20 （3）0.20kg
【解析】（1）从图像可知两滑块在t=1.0s时速度发生突变，即t=1.0s时发生碰撞。
（2）由图丙可知，滑块B碰撞前的速度大小为
（3）以向右为正方向，由图乙可知，碰撞前后滑块A的速度分别为，
由图丙可知，碰撞后滑块B速度为
滑块A、B碰撞过程动量守恒得
代入数据解得
12. 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示.将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动的过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出当地的重力加速度和小筒的深度，取3.14.回答下列问题：
（1）现有可选择的测量工具如下，本实验不需要的测量工具是______.
A. 秒表B. 时钟
C. 天平D. 毫米刻度尺
（2）实验中所得到的图像应该是图乙所画、、三条图线中的______（选填“”、“”或“”）.
（3）由图像可知，当地的重力加速度______（结果保留三位有效数字），小筒的深度______（结果保留2位有效数字）.
（4）某同学查阅资料得知，课本上所给的单摆周期是初始摆角很小时的近似值，实际上初始摆角对理论周期有一定影响，与的关系图像如图丙所示.若实验时使初始摆角达到（摆线未与筒壁接触），考虑初始摆角的影响，重力加速度的测量值会_______.（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
【答案】（1）BC （2）a （3）9.86 0.50 （4）偏小
【解析】（1）实验中需要测量摆球运动的周期与摆长，即实验需要秒表与毫米刻度尺，实验中不需要测量摆球的质量，故实验不需要的测量工具为天平。
故选BC。
（2）小球摆动的摆长为
根据单摆周期公式有
解得
可知，图像为一条倾斜的直线，且图像与纵轴的截距为正值，则真正的图像应该是线a，b，c中的a。
（3）[1][2]根据（2）分析，结合图像a有，
解得，
（4）根据图丙可知，当实验中初始摆角达到20°时有
即有
由于可知，重力加速度的测量值会偏小。
四、解答题：本大题共3小题，共38分.按题目要求作答.解答题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. 如图所示，一个倾角为的足够长光滑斜面固定在水平地面上，一根劲度系数为、原长为的轻弹簧上端固定在斜面顶端，下端连接一个质量为的小球，如图示位置，小球处于静止状态。现将小球往下拉一小段距离后由静止释放，小球将在斜面上做简谐运动，重力加速度为，忽略一切摩擦力。

（1）小球做简谐运动的振幅_______
（2）释放小球瞬间小球的回复力_______
（3）证明小球做简谐运动。
【答案】（1） （2） （3）见解析
【解析】（1）将小球往下拉一小段距离后由静止释放，小球偏离平衡位置的最大距离为。小球做简谐运动的振幅为。
（2）以平衡位置为原点，沿斜面向下为正方向建立轴，静止时可得
将小球从平衡位置往下拉一小段距离后由静止释放时，可得
化简得
（3）证明：以平衡位置为原点，沿斜面向下为正方向建立轴，静止时可得
小球距离原点为时，可得
化简可得
因此小球做简谐运动。
14. 在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD是棱镜的横截面，棱镜横截面是底角为45°的等腰梯形，现有与BC平行、与ABCD共面的两条相同的单色光线a、b射至AB面，经折射均能到BC面，已知棱镜材料对a、b光线的折射率，光在真空中传播速度c。
（1）判断光线在BC界面能否发生全反射。
（2）若光线a、b在未进入AB面之前距离为d，求两条光线进入AB面发生第一次折射时两条折射光线的距离D。
【答案】（1）光线在界面发生全反射 （2）
【解析】（1）如图所示
由几何关系得光在界面AB的入射角
由折射定律可得
解得
所以光在界面的入射角
设棱镜的全反射临界角为，可得
解得
棱镜的全反射临界角小于，光线在界面发生全反射。
（2）如图所示
设两光线在面入射点的距离为，可得
折射后
解得
15. 斯诺克台球运动越来越受人们喜欢.斯诺克球员常常会通过练习直线球提高击球的准度.如图所示，母球和目标球分别静止在水平球台的中线上A、B两点，中线与球台底边垂直，A、B相距m，B点距离底边m，母球与目标球可视为质点，质量均为kg.在某次击球练习中，球员用球杆沿中线击打母球，母球运动到B点与目标球发生对心碰撞，碰撞前瞬间母球的速度大小为m/s，两球在碰撞过程中的恢复系数，碰后瞬间两球速度方向相同，目标球与球台底边碰撞后反弹，反弹过程中目标球的动能损失20％.球杆与台球以及台球与台球之间的碰撞时间极短，已知两球碰撞的恢复系数，台球运动时受到的阻力为重力的k倍，，g取10m/s²，求：

（1）球杆对母球做的功；
（2）母球与目标球第一次碰撞过程中母球对目标球的冲量；
（3）判断目标球与母球能否发生第二次碰撞.若能发生第二次碰撞，请计算第二次碰撞前瞬间目标球的速度大小；若不能发生第二次碰撞，请计算目标球与母球均停止运动后两球的距离.
【答案】（1）20.36J （2）2Ns （3）0.36m
【解析】（1）球杆对母球做的功：
解得：W＝20.36J
（2）母球与目标球碰后速度分别为、，则
恢复系数：
解得：，
对目标球冲量：
解得：I＝2Ns
（3）假设两球不能发生第二次碰撞；
第一次碰后对A：
对B：
目标球反弹后：
解得：，
由于
所以假设成立，两球不能发生第二次碰撞
此时：
解得：