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江西省上饶市第一中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题
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这是一份江西省上饶市第一中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题，共13页。试卷主要包含了考试结束后，上交答题卡，光的干涉现象在技术中有重要应用等内容，欢迎下载使用。
考试时间：2023年3月 考试时长：75分钟 满分：100分
命题人：施国民 余艾莉
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，上交答题卡。
一、单选题：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，只有一项是符合题目要求的。
1．关于简谐运动的周期，以下说法不正确的是（ ）
A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同
C．半个周期内物体的动能变化一定为零
D．一个周期内物体的势能变化一定为零
2．下列说法不正确的是（ ）
A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去
D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性
3．如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（ ）
A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短 B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C．BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长 D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短
4．光滑的水平面上叠放着质量分别为和的两木块M、N，木块M与一劲度系数为的水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块间的动摩擦因数为0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使这两个木块一起振动（不发生相对滑动），取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，则振动的最大振幅为（ ）
A． B． C． D．
5．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，，当A追止B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
6．如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，以下说法正确的是（ ）
A．如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极
B．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是S极
C．无论如何台秤的示数都不可能变化
D．如果台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而减小
7．质量为的小车放在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方向成角后由静止释放，下列正确的是（ ）
A．球、车组成的系统总动量守恒
B．小球不能向左摆到原高度
C．小车向右移动的最大距离为
D．小球运动到最低点时的速度大小为
二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个项是符合题目要求的。错选不得分，漏选得2分。
8．一质量为的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．时物块的速率为 B．时物块的动量大小为
C．时物块的动量大小为 D．时物块的速度为零
9．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．周期为
B．波速为
C．处的质点在时位于波峰
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率大于
10．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
11．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁感应强度B（ ）
A．方向垂直纸面向里左右 B．方向垂直纸面向外
C．大小为 D．大小为
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
12．小花同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。
甲 乙 丙
（1）该同学用游标卡尺测量摆球的直径时示数如图甲所示，则摆球的直径________，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用毫米刻度尺测得摆线长为1。
（2）实验装置的示意图如图乙所示，P、Q分别为运动过程中左、右侧的最高点，O为平衡位置，应该从________（填“O”、“P”或“Q”）点开始计时，该同学用秒表记下单摆做n次全振动的时间为t。
（3）该同学通过计算测得的数据，发现他得到的重力加速度的数值偏大，其原因可能是________。
A．单摆的振幅较小
B．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线变长了
C．把单摆n次摆动的时间误记为（）次摆动的时间
D．以摆线长1作为摆长进行计算
（4）小丽同学改进了处理数据的方法，她测量了5组摆长（摆线长L与小球半径之和）和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式为________。（用图丙中涉及的物理量符号表示）
13．某同学利用双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图1所示，操作如下：
a．接好电源，打开开关，使白炽灯正常发光；
b．调整各器件高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏；
c．调节白炽灯到凸透镜的距离，使其光线刚好被聚焦到单缝上；
d．调节拨杆，使单缝与双缝平行；
e．调整测量头（由分划板、目镜、手轮等构成），直至可在目镜端观察到干涉条纹；
f．旋转手轮完成测量。
图1 图2 图3
（1）经过以上细心调节，该同学通过目镜观察，发现可以在毛玻璃上观察到彩色条纹，但无法观察到等间距的单色条纹，为了解决这一问题，该同学可在凸透镜和单缝之间增加________（填“偏振片”或“滤光片”）。
（2）在加装了该器件后，该同学重新操作以上步骤，在毛玻璃上出现了明暗相间的单色条纹，但由于条纹间距过小，导致无法测量，要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________。
A．减小双缝的距离 B．减小单缝与双缝问的距离
C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与光屏间的距离
（3）做出适当调整后，该同学再次重复前面操作，终于在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹，只不过发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行，如图2所示，若要使两者平行对齐，该同学应如何调节________。
A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头
（4）再次调节之后，测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图3-甲所示，然后同方向转动测盘头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3-乙中手轮上的示数________。
（5）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为，求得所测光波长为________。
四、计算题：本题共4小题，其中第14题11分，第15题12分，第16题15分，共38分。
14．如图所示，甲为某一简谐横波在时刻的图像，处的质点P的振动图像如图乙所示。
甲 乙
（1）确定波的传播方向；
（2）求该波的波速v；
（3）求时质点P的位置坐标和内质点P运动的路程。
15．由透明介质制成的半圆柱光学元件，其横截面如图所示，半圆的圆心为O，半径为R。一单色细光束的入射角从C点入射，经C点折射后射向弧面D处，折射光线在圆弧上的D点恰好发生全反射。已知该光束在圆弧DB上再经一次反射后从直径AB射出，元件对该光束的折射率，真空中的光速为c。求：
（1）在元件中传播速度的大小；
（2）OD与直径AB的夹角的大小；
（3）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间。
16．2022年冬奥会在北京举行，小开同学受到冰壶运动的启发，设置了一种新式的碰撞游戏，其情景如图所示。竖直面内的四分之一段光滑圆弧轨道MN和粗糙水平轨道KN在N点平滑连接，水平轨道上放置质量的足够长的木板B，B的左端距N点的距离，B的右端上方放置质量的物块C，B、C之间的摩擦因数，B与水平轨道之间的摩擦因数，质量为的冰块从半径为的光滑圆弧形轨道静止滑下，A与水平轨道之间的摩擦因数，A、B间的碰撞是弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度取。不考虑冰块质量的变化，求：
（1）A第一次运动到圆弧最低点N时，对地面的压力大小；
（2）A与B第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；
（3）A与B发生第二次碰撞之前B、C之间的摩擦生热。
参考答案
1．B
【详解】AD．根据周期的意义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故AD正确；
BC．当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量（不为零时）都变得大小相等，方向相反，动能与速度的平方成正比，故B错误，C正确。
故选B。
2．B
【详解】A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故A正确；
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C．根据衍射条件知C正确；
D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性，故D正确。
本题要求选不正确的，故选B。
3．A
【详解】由光路图可知，BO光线的偏折能力要强于AO光线的偏折能力，证明B光的折射率大于A光的折射率，所以AO是红光，BO是紫光，光在介质中的传播速度，因此AO在介质中的传播速度更快，由可知，AO穿过玻璃砖所需的时间短，故选A。
4．C
【详解】对整体最大振幅时有
隔离分析，当最大振幅时，两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力，则有
联立解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．C
【详解】AB．两球碰撞后A的速度不可能大于B的速度，故A、B均错误；
C．两球碰撞过程，系统不受外力，系统总动量守恒，根据能量守恒定律，碰撞后系统总动能应该小于或者等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为，C选项碰后总动能为，符合题意，故C正确；
D．D选项满足碰撞过程系统总动量守恒，但是碰后总动能为，超出原有的总动能，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】ABC．如果台秤的示数增大，说明电流对磁铁的作用力向下，根据牛顿第三定律得到磁铁对电流的安培力向上，根据左手定则，电流所在位置磁场向右，故磁体左侧为N极，右侧为S极，同理可知，如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极，故BC错误A正确；
D．由可得，随电流的增大，安培力也增大，所以台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而增大，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】A．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，A错误；
B．以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球的速度为零时、小车的速度也为零，所以小球能向左摆到原高度，B错误；
C．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为；取向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有
可得
C正确；
D．从静止释放到最低点，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，根据水平方向平均动量守恒有
能量守恒得
得小球运动到最低点时的速度大小，D错误。
故选C。
8．AB
【详解】A．由动量定理可得：
解得
时物块的速率为
故A正确；
BCD．时物块的动量大小
时物块的动量大小为
时物块的动量大小为
所以时物块的速度为，B正确，CD错误。
故选AB。
9．BCD
【详解】A．由题意知
可得周期
知该简谐波的周期大于，则n取0，，故A错误；
B．波速为
故B正确；
C．处的质点在时位于平衡位置且向下振动，则它在
时位于波峰处，故C正确；
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故D正确。
故选BCD。
10．AC
【详解】A．用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
B．出现亮条纹时光程差应满足
将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；
CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。
故选AC。
11．AD
【详解】B．若B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流反向后，安培力变为竖直向下，为保持平衡，应在天平左边加砝码，不符合题意，故B错误；
ACD．若B的方向垂直纸面向里，电流方向顺时针，开始线圈所受安培力竖直向下，大小为BIl，设线圈质量为，根据平衡力的平衡条件得
电流反向后，线圈所受安培力竖直向上，大小为BIl，根据平衡得
解得
故AD正确，C错误。
故选AD。
12．解：（1）20分度的游标卡尺的最小分度为，游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为，因此摆球的直径；
（2）为了方便计时，应从单摆的最低点即O点开始计时；
（3）根据摆周期公式，得。
A．只有摆动的角度不大于时才能看成单摆，所以单摆的振幅较小不影响重力加速度的测量，故A错误；
B．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C．把n次摆动的时间误记为（）次摆动的时间，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C正确；
D．以摆线长作为摆长来计算，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故D错误。
故选：C。
（4）根据得，可知图线的斜率，解得
故答案为：（1）；（2）O；（3）C；（4）
13．解：（1）为了观察到单色光的干涉条纹，需要获得单色光源，要在凸透镜和单缝之间增加滤光片。
（2）由双缝干涉条纹间距公式，在光的波长一定时，要增加干涉条纹间距，可以减小双缝间的距离d或增大双缝与光屏间的距离L，故选AD。
（3）亮条纹与分划板竖线不平行，需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行，故选D。
（4）由图3-乙所示可知，手轮上的读数。
（5）由图3-甲所示可知，手轮读数，相邻亮条纹间的距离；
由双缝干涉条纹间距公式可知，所测光的波长。
故答案为：（1）滤光片；（2）AD；（3）D；（4）13.870（13.868-13.872都可）；（5）693。
14．解：（1）由图乙可知时，质点P向y轴正方向振动，根据“同侧法”由图甲可知，该波沿x轴正方向传播；（3分）
（2）由题图甲知
由题图乙知
所以波速（3分）
（3）由于
结合波的传播及质点振动的特点知，此时质点P位于波峰位置，故其位置坐标为；路程为（5分）
答：（1）波沿x轴正方向传播；
（2）该波的波速为；
（3）时质点P的位置坐标为；内质点P运动的路程为。
15．解：（1）速度与折射率的关系有：
解得（3分）
（2）由折射定律可知，C处折射角r满足
解得：
设全反射临界角为，则
则
联立解得：（4分）
（3）如图，根据光在玻璃中的光路和数学知识可知，光第一次从N点射出玻璃时，在玻璃中经过的路程为：
故光在玻璃中的传播时间
联立解得：（5分）
答：（1）在元件中传播速度的大小为；
（2）OD与直径AB的夹角的大小为；
（3）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间为。
16．解：（1）设A第一次运动到圆弧最低点N时的速度大小为，对A根据动能定理可得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律知，对地面的压力为（4分）
（2）设A与B碰撞前A的速度大小为，对A根据动能定理可得：
代入数据解得：
A和B碰撞过程中，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
根据机械能守恒定律可得：
联立解得：，；（4分）
（3）碰撞后C向右加速运动的加速度大小为：
对B根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
设经过时间二者共速，则有：
解得：，
之后B、C无法保持相对静止，各自匀减速到零。
对C根据牛顿第二定律可得：
对B根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
设再经过时间B减速到零，则有：，代入数据解得：
再经过时间C减速到，则有：，代入数据解得：
B在这段时间内的总位移为：，解得：；
A做匀减速直线运动的加速度大小为
A第二次与B碰撞前的速度大小为：，代入数据解得：
由，知
所以A第二次碰撞到B之前，BC均已静止
共速前B、C相对通过的路程：，
代入数据解得：
共速后B、C相对通过的路程：
代入数据解得：
二者的相对距离为：
产生的热：
代入数据解得：。（7分）
考试时间：2023年3月 考试时长：75分钟 满分：100分
命题人：施国民 余艾莉
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，上交答题卡。
一、单选题：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，只有一项是符合题目要求的。
1．关于简谐运动的周期，以下说法不正确的是（ ）
A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同
C．半个周期内物体的动能变化一定为零
D．一个周期内物体的势能变化一定为零
2．下列说法不正确的是（ ）
A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去
D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性
3．如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（ ）
A．AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短 B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C．BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长 D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短
4．光滑的水平面上叠放着质量分别为和的两木块M、N，木块M与一劲度系数为的水平轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块间的动摩擦因数为0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使这两个木块一起振动（不发生相对滑动），取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，则振动的最大振幅为（ ）
A． B． C． D．
5．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，，当A追止B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
6．如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，以下说法正确的是（ ）
A．如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极
B．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是S极
C．无论如何台秤的示数都不可能变化
D．如果台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而减小
7．质量为的小车放在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方向成角后由静止释放，下列正确的是（ ）
A．球、车组成的系统总动量守恒
B．小球不能向左摆到原高度
C．小车向右移动的最大距离为
D．小球运动到最低点时的速度大小为
二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个项是符合题目要求的。错选不得分，漏选得2分。
8．一质量为的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．时物块的速率为 B．时物块的动量大小为
C．时物块的动量大小为 D．时物块的速度为零
9．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．周期为
B．波速为
C．处的质点在时位于波峰
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率大于
10．光的干涉现象在技术中有重要应用。例如，在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．干涉条纹是空气薄层的上下两表面的反射光干涉产生的
B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
C．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
D．如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
11．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知磁感应强度B（ ）
A．方向垂直纸面向里左右 B．方向垂直纸面向外
C．大小为 D．大小为
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
12．小花同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。
甲 乙 丙
（1）该同学用游标卡尺测量摆球的直径时示数如图甲所示，则摆球的直径________，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用毫米刻度尺测得摆线长为1。
（2）实验装置的示意图如图乙所示，P、Q分别为运动过程中左、右侧的最高点，O为平衡位置，应该从________（填“O”、“P”或“Q”）点开始计时，该同学用秒表记下单摆做n次全振动的时间为t。
（3）该同学通过计算测得的数据，发现他得到的重力加速度的数值偏大，其原因可能是________。
A．单摆的振幅较小
B．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线变长了
C．把单摆n次摆动的时间误记为（）次摆动的时间
D．以摆线长1作为摆长进行计算
（4）小丽同学改进了处理数据的方法，她测量了5组摆长（摆线长L与小球半径之和）和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式为________。（用图丙中涉及的物理量符号表示）
13．某同学利用双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图1所示，操作如下：
a．接好电源，打开开关，使白炽灯正常发光；
b．调整各器件高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏；
c．调节白炽灯到凸透镜的距离，使其光线刚好被聚焦到单缝上；
d．调节拨杆，使单缝与双缝平行；
e．调整测量头（由分划板、目镜、手轮等构成），直至可在目镜端观察到干涉条纹；
f．旋转手轮完成测量。
图1 图2 图3
（1）经过以上细心调节，该同学通过目镜观察，发现可以在毛玻璃上观察到彩色条纹，但无法观察到等间距的单色条纹，为了解决这一问题，该同学可在凸透镜和单缝之间增加________（填“偏振片”或“滤光片”）。
（2）在加装了该器件后，该同学重新操作以上步骤，在毛玻璃上出现了明暗相间的单色条纹，但由于条纹间距过小，导致无法测量，要增大观察到的条纹间距，正确的做法是________。
A．减小双缝的距离 B．减小单缝与双缝问的距离
C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与光屏间的距离
（3）做出适当调整后，该同学再次重复前面操作，终于在毛玻璃上看到了清晰的明暗相间的单色条纹，只不过发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行，如图2所示，若要使两者平行对齐，该同学应如何调节________。
A．仅左右转动透镜 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头
（4）再次调节之后，测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图3-甲所示，然后同方向转动测盘头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3-乙中手轮上的示数________。
（5）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为，求得所测光波长为________。
四、计算题：本题共4小题，其中第14题11分，第15题12分，第16题15分，共38分。
14．如图所示，甲为某一简谐横波在时刻的图像，处的质点P的振动图像如图乙所示。
甲 乙
（1）确定波的传播方向；
（2）求该波的波速v；
（3）求时质点P的位置坐标和内质点P运动的路程。
15．由透明介质制成的半圆柱光学元件，其横截面如图所示，半圆的圆心为O，半径为R。一单色细光束的入射角从C点入射，经C点折射后射向弧面D处，折射光线在圆弧上的D点恰好发生全反射。已知该光束在圆弧DB上再经一次反射后从直径AB射出，元件对该光束的折射率，真空中的光速为c。求：
（1）在元件中传播速度的大小；
（2）OD与直径AB的夹角的大小；
（3）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间。
16．2022年冬奥会在北京举行，小开同学受到冰壶运动的启发，设置了一种新式的碰撞游戏，其情景如图所示。竖直面内的四分之一段光滑圆弧轨道MN和粗糙水平轨道KN在N点平滑连接，水平轨道上放置质量的足够长的木板B，B的左端距N点的距离，B的右端上方放置质量的物块C，B、C之间的摩擦因数，B与水平轨道之间的摩擦因数，质量为的冰块从半径为的光滑圆弧形轨道静止滑下，A与水平轨道之间的摩擦因数，A、B间的碰撞是弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度取。不考虑冰块质量的变化，求：
（1）A第一次运动到圆弧最低点N时，对地面的压力大小；
（2）A与B第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；
（3）A与B发生第二次碰撞之前B、C之间的摩擦生热。
参考答案
1．B
【详解】AD．根据周期的意义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故AD正确；
BC．当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量（不为零时）都变得大小相等，方向相反，动能与速度的平方成正比，故B错误，C正确。
故选B。
2．B
【详解】A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故A正确；
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C．根据衍射条件知C正确；
D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性，故D正确。
本题要求选不正确的，故选B。
3．A
【详解】由光路图可知，BO光线的偏折能力要强于AO光线的偏折能力，证明B光的折射率大于A光的折射率，所以AO是红光，BO是紫光，光在介质中的传播速度，因此AO在介质中的传播速度更快，由可知，AO穿过玻璃砖所需的时间短，故选A。
4．C
【详解】对整体最大振幅时有
隔离分析，当最大振幅时，两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力，则有
联立解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．C
【详解】AB．两球碰撞后A的速度不可能大于B的速度，故A、B均错误；
C．两球碰撞过程，系统不受外力，系统总动量守恒，根据能量守恒定律，碰撞后系统总动能应该小于或者等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为，C选项碰后总动能为，符合题意，故C正确；
D．D选项满足碰撞过程系统总动量守恒，但是碰后总动能为，超出原有的总动能，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】ABC．如果台秤的示数增大，说明电流对磁铁的作用力向下，根据牛顿第三定律得到磁铁对电流的安培力向上，根据左手定则，电流所在位置磁场向右，故磁体左侧为N极，右侧为S极，同理可知，如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极，故BC错误A正确；
D．由可得，随电流的增大，安培力也增大，所以台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而增大，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】A．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，A错误；
B．以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球的速度为零时、小车的速度也为零，所以小球能向左摆到原高度，B错误；
C．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为；取向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有
可得
C正确；
D．从静止释放到最低点，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，根据水平方向平均动量守恒有
能量守恒得
得小球运动到最低点时的速度大小，D错误。
故选C。
8．AB
【详解】A．由动量定理可得：
解得
时物块的速率为
故A正确；
BCD．时物块的动量大小
时物块的动量大小为
时物块的动量大小为
所以时物块的速度为，B正确，CD错误。
故选AB。
9．BCD
【详解】A．由题意知
可得周期
知该简谐波的周期大于，则n取0，，故A错误；
B．波速为
故B正确；
C．处的质点在时位于平衡位置且向下振动，则它在
时位于波峰处，故C正确；
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故D正确。
故选BCD。
10．AC
【详解】A．用单色光从标准平面上面照射，从楔形空气薄膜上下表面分别反射的两列光波频率相同，符合相干条件，在样板平面的下表面处发生干涉现象，出现明暗相间的条纹，A正确；
B．出现亮条纹时光程差应满足
将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，则光程差变化较快，条纹变密，B错误；
CD．在空气层厚度d相等的地方，光程差2d相等，属于同一条纹，图中条纹向左弯曲，条纹提前出现，表明被测表面弯曲对应位置向下凹，C正确，D错误。
故选AC。
11．AD
【详解】B．若B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流反向后，安培力变为竖直向下，为保持平衡，应在天平左边加砝码，不符合题意，故B错误；
ACD．若B的方向垂直纸面向里，电流方向顺时针，开始线圈所受安培力竖直向下，大小为BIl，设线圈质量为，根据平衡力的平衡条件得
电流反向后，线圈所受安培力竖直向上，大小为BIl，根据平衡得
解得
故AD正确，C错误。
故选AD。
12．解：（1）20分度的游标卡尺的最小分度为，游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为，因此摆球的直径；
（2）为了方便计时，应从单摆的最低点即O点开始计时；
（3）根据摆周期公式，得。
A．只有摆动的角度不大于时才能看成单摆，所以单摆的振幅较小不影响重力加速度的测量，故A错误；
B．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C．把n次摆动的时间误记为（）次摆动的时间，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C正确；
D．以摆线长作为摆长来计算，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故D错误。
故选：C。
（4）根据得，可知图线的斜率，解得
故答案为：（1）；（2）O；（3）C；（4）
13．解：（1）为了观察到单色光的干涉条纹，需要获得单色光源，要在凸透镜和单缝之间增加滤光片。
（2）由双缝干涉条纹间距公式，在光的波长一定时，要增加干涉条纹间距，可以减小双缝间的距离d或增大双缝与光屏间的距离L，故选AD。
（3）亮条纹与分划板竖线不平行，需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行，故选D。
（4）由图3-乙所示可知，手轮上的读数。
（5）由图3-甲所示可知，手轮读数，相邻亮条纹间的距离；
由双缝干涉条纹间距公式可知，所测光的波长。
故答案为：（1）滤光片；（2）AD；（3）D；（4）13.870（13.868-13.872都可）；（5）693。
14．解：（1）由图乙可知时，质点P向y轴正方向振动，根据“同侧法”由图甲可知，该波沿x轴正方向传播；（3分）
（2）由题图甲知
由题图乙知
所以波速（3分）
（3）由于
结合波的传播及质点振动的特点知，此时质点P位于波峰位置，故其位置坐标为；路程为（5分）
答：（1）波沿x轴正方向传播；
（2）该波的波速为；
（3）时质点P的位置坐标为；内质点P运动的路程为。
15．解：（1）速度与折射率的关系有：
解得（3分）
（2）由折射定律可知，C处折射角r满足
解得：
设全反射临界角为，则
则
联立解得：（4分）
（3）如图，根据光在玻璃中的光路和数学知识可知，光第一次从N点射出玻璃时，在玻璃中经过的路程为：
故光在玻璃中的传播时间
联立解得：（5分）
答：（1）在元件中传播速度的大小为；
（2）OD与直径AB的夹角的大小为；
（3）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间为。
16．解：（1）设A第一次运动到圆弧最低点N时的速度大小为，对A根据动能定理可得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律知，对地面的压力为（4分）
（2）设A与B碰撞前A的速度大小为，对A根据动能定理可得：
代入数据解得：
A和B碰撞过程中，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
根据机械能守恒定律可得：
联立解得：，；（4分）
（3）碰撞后C向右加速运动的加速度大小为：
对B根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
设经过时间二者共速，则有：
解得：，
之后B、C无法保持相对静止，各自匀减速到零。
对C根据牛顿第二定律可得：
对B根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
设再经过时间B减速到零，则有：，代入数据解得：
再经过时间C减速到，则有：，代入数据解得：
B在这段时间内的总位移为：，解得：；
A做匀减速直线运动的加速度大小为
A第二次与B碰撞前的速度大小为：，代入数据解得：
由，知
所以A第二次碰撞到B之前，BC均已静止
共速前B、C相对通过的路程：，
代入数据解得：
共速后B、C相对通过的路程：
代入数据解得：
二者的相对距离为：
产生的热：
代入数据解得：。（7分）
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