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2021-2022学年河南省濮阳市第一高级中学高二下学期期中质量检测物理试题含答案
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这是一份2021-2022学年河南省濮阳市第一高级中学高二下学期期中质量检测物理试题含答案，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷选择题部分
一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意）
1. 关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（ ）
A. 做简谐运动的物体经过平衡位置时的加速度为零
B. 在外力作用下物体的振动频率称为固有频率
C. 反射、衍射、干涉、多普勒效应都是波所特有的现象
D. 同一个单摆从北京移到广州，周期变长
2. 下列关于光的有关现象和本质说法正确的是（ ）
A. 油滴在水面上形成彩色油花是反射现象，说明光是一种波
B. 光从光疏介质进入光密介质，光的颜色发生改变
C. 石墨对X光散射，散射光中有波长比入射光波长更长的成分，说明光子具有动量
D. 光的波动性和粒子性是相互矛盾的
3. 某原子的部分能级图如图，大量处于某激发态的该原子向低能级跃迁时，发出三种波长的光如图所示，它们的波长分别为、、。下列说法正确的是（ ）
A. 同样条件下，a光比b光衍射明显
B. 三种光的波长关系为
C. 用同一套装置做双缝干涉实验，a光相邻亮纹的间距最大
D. 若b光照射某种金属能发生光电效应，c光照射该金属也能发生光电效应
4. 水平面上有两个物体，a的质量等于b的质量，水平推力、分别作用在物体a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的图像如图所示，图中，则整个运动过程中（ ）
A. 一定小于
B. 对a做的功大于对b做的功
C. t时刻a、b两物体的加速度相同
D. 对a的冲量小于对b的冲量
5. 工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为2，则（ ）
A. B.
C. D.
6. 如图所示，实线为一列简谐横波在时刻的波形图，且处的质点正沿y轴负方向运动。虚线是时的波形图，该波的周期T大于0.3s，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播
B. 该波波速0.2m/s
C. 该波波速为0.6m/s
D. 该波通过直径为0.6m的小孔时能发生明显的衍射现象
7. 下列关于电磁波以及相对论的说法中正确的有（ ）
A. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流也最大
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大
D. 根据狭义相对论可知，真空中的光速在一切惯性参考系中都是不变的
二、多项选择题（本题共5道小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）
8. A、B两球在光滑水平轨道上同向运动，A球的动量是7kg•m/s，B球的动量是9kg•m/s，当A球追上B球时发生碰撞，碰撞后两球继续同向运动且不发生二次碰撞，若碰撞后B球的动量变为12kg•m/s，则两球质量mA、mB的关系可能是（ ）
A mB=1.5mAB. mB=2.5mA
C. mB=3mAD. mB=4mA
9. 如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图象，以下说法正确的是（ ）
A. 图甲是遏止电压Uc与入射光频率的关系图象，由图象可求得普朗克常量
B. 图乙是光电子最大初动能与入射光频率关系图象，由图象可知实线对应金属的逸出功比虚线的小
C. 图丙是光电流与电压的关系图象，由图象可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
D. 图丁是光电流与电压关系图象，由图象可知电压越高则光电流越大
10. 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图（a）所示点为单摆的悬点，将传感器接在摆线与点之间，现将小球拉到点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平分内的之间来回摆动，其中点为运动最低位置，摆角小于5°且是未知量。如图（b）所示是由于计算得到细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，且图中时刻为摆球从点开始运动的时刻，据图中和题中信息（取），下列说法中正确的有（ ）
A. 该单摆的周期为
B. 该单摆的摆长为
C. 增大摆球质量，周期将变大
D. 摆球质量与拉力最值的关系可表示为
11. 一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为，下列判断中正确的是（ ）
A. 反冲核在小圆上逆时针运动
B. 该原子核发生了衰变
C. 原来静止的核，其原子序数为15
D. 让放射性原子核和反冲核均在磁场中做圆周运动，二者周期相同
12. 如图所示，时刻平静水面上的点和点受到同样的扰动开始做简谐运动，两点开始振动时的运动方向都竖直向下，频率都为5Hz，振幅都为3cm，将两点由于受到扰动各自形成的水波都看做简谐横波，时连线上M点处的漂浮物开始振动。已知M与的水平距离为20cm，与的水平距离为32cm。以下说法正确的是（ ）
A. 至，漂浮物向一侧移动
B. 时，漂浮物处于平衡位置
C. 经过足够长时间，与间形成稳定的干涉图样，与间共有13个加强点
D. 与间形成稳定的干涉图样后，M点一个周期通过路程是24cm
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
三、实验探究题：（本题共2小题，第13题6分，第14题9分，总共15分）
13. 在“验证动量守恒定律”的实验中，采用了如图所示的实验装置：
（1）为了减小实验误差，实验中若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则下列关系正确的是______。
A.， B.，
C.， D.，
（2）若小球和发生碰撞后由B点水平抛出，落C点且BC间距离，落在E点且BE间距离，已知由B点自由水平抛出时落到D点且BD间距离，只要满足关系式_______，则说明两小球碰撞中动量守恒。
（3）由于碰撞中有机械能损失，在满足第（2）问的条件下，只要再满足关系式_______，则说明两小球的碰撞是非弹性碰撞。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），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，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则___________；
A．可观察到水平方向的干涉条纹
B．可观察到竖直方向干涉条纹
C．看不到干涉现象
（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
（4）若实验中在屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为___________。
四、计算题（本题有3个小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 一简谐横波在水平绳中沿x轴负方向以的波速传播，已知时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置分别是、。从该时刻开始计时，求：
（1）质点N第一次回到平衡位置的时间；
（2）质点M第三次到达波峰的时间；
（3）平衡位置在的质点，其振动的位移随时间变化的表达式（用余弦函数表示）。
16. 如图所示为某棱镜的截面图，图中角O为直角，，现有一细光束垂直斜边由S点射入该棱镜，，该光束射到边时的折射光线与反射光线的夹角为90°，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）该介质的折射率大小；
（2）细光束从射入该棱镜到第二次由该棱镜射出的过程中，细光束在棱镜中的传播时间。
17. 如图所示，足够长的光滑水平面上有两个半径均为的四分之一光滑圆弧形槽A、B，两槽相对放置，处于静止状态，圆弧底端与水平面相切。A槽的质量为，另一质量为可视为质点的小球，从A槽P点的正上方Q处由静止释放，恰可无碰撞切入槽A，距离，重力加速度。求：
（1）若A槽固定，小球第一次滑到A槽最低点时，球对槽的压力；
（2）若A槽没有固定，小球从B槽滑下来后又能向左追上A槽，B槽的质量应满足什么条件。
答案
1-7 DCDDB BD 8.BC 9.AC 10.BD 11.AC 12.BC
13. ①. B ②. ③.
14. ①. B ②. C ③. B ④.
15. （1）机械波在均匀介质中匀速传播，波沿x轴负方向传播，
质点N第一次回到平衡位置即波向左传播
质点N第一次回到平衡位置的时间
质点M第一次到达波峰即波向左传播
用时
由题知
故M第三次到达波峰用时
（3）由题知，，则
该质点与原点的距离为
则该质点的初相位为
故该质点的振动表达式为
或
16. （1）由题可知，光路如图所示
设入射角为i，折射角为r，由几何关系可知
，
因此该介质的折射率为
（2）临界角为C，则
从AO边反射光线到达AB时，入射角60超过临界角，在AB边发生全反射，恰好从OB边垂直射出，画出光路如图所示
根据几何关系可知
故光在介质中的路程为
光在介质中的光速为
因此细光束在介质中的传播时间为
17. （1）球运动至A槽最低点时设球的速度为，根据机械能守恒定律得
解得
由牛顿第二定律得
代入数据计算得
由牛顿第三定律可知小球对槽的压力等于所受支持力，即大小为40N，方向竖直向下。
（2）球从A槽滑下时，球的速度为，A槽的速度为，由水平方向动量守恒，机械能守恒得
解得
球从B槽滑下时，设球的速度为，B槽的速度为，则由水平方向动量守恒，系统机械能守恒得
得
所以球能够返回且追上A，v1应为负值，且大小大于1m/s，即
解得
第Ⅰ卷选择题部分
一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意）
1. 关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（ ）
A. 做简谐运动的物体经过平衡位置时的加速度为零
B. 在外力作用下物体的振动频率称为固有频率
C. 反射、衍射、干涉、多普勒效应都是波所特有的现象
D. 同一个单摆从北京移到广州，周期变长
2. 下列关于光的有关现象和本质说法正确的是（ ）
A. 油滴在水面上形成彩色油花是反射现象，说明光是一种波
B. 光从光疏介质进入光密介质，光的颜色发生改变
C. 石墨对X光散射，散射光中有波长比入射光波长更长的成分，说明光子具有动量
D. 光的波动性和粒子性是相互矛盾的
3. 某原子的部分能级图如图，大量处于某激发态的该原子向低能级跃迁时，发出三种波长的光如图所示，它们的波长分别为、、。下列说法正确的是（ ）
A. 同样条件下，a光比b光衍射明显
B. 三种光的波长关系为
C. 用同一套装置做双缝干涉实验，a光相邻亮纹的间距最大
D. 若b光照射某种金属能发生光电效应，c光照射该金属也能发生光电效应
4. 水平面上有两个物体，a的质量等于b的质量，水平推力、分别作用在物体a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的图像如图所示，图中，则整个运动过程中（ ）
A. 一定小于
B. 对a做的功大于对b做的功
C. t时刻a、b两物体的加速度相同
D. 对a的冲量小于对b的冲量
5. 工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为2，则（ ）
A. B.
C. D.
6. 如图所示，实线为一列简谐横波在时刻的波形图，且处的质点正沿y轴负方向运动。虚线是时的波形图，该波的周期T大于0.3s，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播
B. 该波波速0.2m/s
C. 该波波速为0.6m/s
D. 该波通过直径为0.6m的小孔时能发生明显的衍射现象
7. 下列关于电磁波以及相对论的说法中正确的有（ ）
A. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流也最大
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大
D. 根据狭义相对论可知，真空中的光速在一切惯性参考系中都是不变的
二、多项选择题（本题共5道小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）
8. A、B两球在光滑水平轨道上同向运动，A球的动量是7kg•m/s，B球的动量是9kg•m/s，当A球追上B球时发生碰撞，碰撞后两球继续同向运动且不发生二次碰撞，若碰撞后B球的动量变为12kg•m/s，则两球质量mA、mB的关系可能是（ ）
A mB=1.5mAB. mB=2.5mA
C. mB=3mAD. mB=4mA
9. 如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图象，以下说法正确的是（ ）
A. 图甲是遏止电压Uc与入射光频率的关系图象，由图象可求得普朗克常量
B. 图乙是光电子最大初动能与入射光频率关系图象，由图象可知实线对应金属的逸出功比虚线的小
C. 图丙是光电流与电压的关系图象，由图象可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
D. 图丁是光电流与电压关系图象，由图象可知电压越高则光电流越大
10. 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图（a）所示点为单摆的悬点，将传感器接在摆线与点之间，现将小球拉到点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平分内的之间来回摆动，其中点为运动最低位置，摆角小于5°且是未知量。如图（b）所示是由于计算得到细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，且图中时刻为摆球从点开始运动的时刻，据图中和题中信息（取），下列说法中正确的有（ ）
A. 该单摆的周期为
B. 该单摆的摆长为
C. 增大摆球质量，周期将变大
D. 摆球质量与拉力最值的关系可表示为
11. 一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为，下列判断中正确的是（ ）
A. 反冲核在小圆上逆时针运动
B. 该原子核发生了衰变
C. 原来静止的核，其原子序数为15
D. 让放射性原子核和反冲核均在磁场中做圆周运动，二者周期相同
12. 如图所示，时刻平静水面上的点和点受到同样的扰动开始做简谐运动，两点开始振动时的运动方向都竖直向下，频率都为5Hz，振幅都为3cm，将两点由于受到扰动各自形成的水波都看做简谐横波，时连线上M点处的漂浮物开始振动。已知M与的水平距离为20cm，与的水平距离为32cm。以下说法正确的是（ ）
A. 至，漂浮物向一侧移动
B. 时，漂浮物处于平衡位置
C. 经过足够长时间，与间形成稳定的干涉图样，与间共有13个加强点
D. 与间形成稳定的干涉图样后，M点一个周期通过路程是24cm
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
三、实验探究题：（本题共2小题，第13题6分，第14题9分，总共15分）
13. 在“验证动量守恒定律”的实验中，采用了如图所示的实验装置：
（1）为了减小实验误差，实验中若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则下列关系正确的是______。
A.， B.，
C.， D.，
（2）若小球和发生碰撞后由B点水平抛出，落C点且BC间距离，落在E点且BE间距离，已知由B点自由水平抛出时落到D点且BD间距离，只要满足关系式_______，则说明两小球碰撞中动量守恒。
（3）由于碰撞中有机械能损失，在满足第（2）问的条件下，只要再满足关系式_______，则说明两小球的碰撞是非弹性碰撞。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），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，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则___________；
A．可观察到水平方向的干涉条纹
B．可观察到竖直方向干涉条纹
C．看不到干涉现象
（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
（4）若实验中在屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为___________。
四、计算题（本题有3个小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 一简谐横波在水平绳中沿x轴负方向以的波速传播，已知时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置分别是、。从该时刻开始计时，求：
（1）质点N第一次回到平衡位置的时间；
（2）质点M第三次到达波峰的时间；
（3）平衡位置在的质点，其振动的位移随时间变化的表达式（用余弦函数表示）。
16. 如图所示为某棱镜的截面图，图中角O为直角，，现有一细光束垂直斜边由S点射入该棱镜，，该光束射到边时的折射光线与反射光线的夹角为90°，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）该介质的折射率大小；
（2）细光束从射入该棱镜到第二次由该棱镜射出的过程中，细光束在棱镜中的传播时间。
17. 如图所示，足够长的光滑水平面上有两个半径均为的四分之一光滑圆弧形槽A、B，两槽相对放置，处于静止状态，圆弧底端与水平面相切。A槽的质量为，另一质量为可视为质点的小球，从A槽P点的正上方Q处由静止释放，恰可无碰撞切入槽A，距离，重力加速度。求：
（1）若A槽固定，小球第一次滑到A槽最低点时，球对槽的压力；
（2）若A槽没有固定，小球从B槽滑下来后又能向左追上A槽，B槽的质量应满足什么条件。
答案
1-7 DCDDB BD 8.BC 9.AC 10.BD 11.AC 12.BC
13. ①. B ②. ③.
14. ①. B ②. C ③. B ④.
15. （1）机械波在均匀介质中匀速传播，波沿x轴负方向传播，
质点N第一次回到平衡位置即波向左传播
质点N第一次回到平衡位置的时间
质点M第一次到达波峰即波向左传播
用时
由题知
故M第三次到达波峰用时
（3）由题知，，则
该质点与原点的距离为
则该质点的初相位为
故该质点的振动表达式为
或
16. （1）由题可知，光路如图所示
设入射角为i，折射角为r，由几何关系可知
，
因此该介质的折射率为
（2）临界角为C，则
从AO边反射光线到达AB时，入射角60超过临界角，在AB边发生全反射，恰好从OB边垂直射出，画出光路如图所示
根据几何关系可知
故光在介质中的路程为
光在介质中的光速为
因此细光束在介质中的传播时间为
17. （1）球运动至A槽最低点时设球的速度为，根据机械能守恒定律得
解得
由牛顿第二定律得
代入数据计算得
由牛顿第三定律可知小球对槽的压力等于所受支持力，即大小为40N，方向竖直向下。
（2）球从A槽滑下时，球的速度为，A槽的速度为，由水平方向动量守恒，机械能守恒得
解得
球从B槽滑下时，设球的速度为，B槽的速度为，则由水平方向动量守恒，系统机械能守恒得
得
所以球能够返回且追上A，v1应为负值，且大小大于1m/s，即
解得
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