河南省信阳市2023-2024学年高二下学期期中教学质量检测物理试卷
展开物理(A卷)
注意事项:
1.答题前,考生务必将本人的姓名、准考证号等考生信息填写在答题卡上,并用2B铅笔将准考证号填涂在相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
一、选择题(本题共10小题,共40分。其中第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。每小题4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
1.光让我们看清这多姿多彩的世界,光可以发生折射、衍射和干涉,光还可以传递能量和信息,下列关于光的说法正确的是( )
A.射水鱼在水中看到水面上方的小昆虫比实际位置高是因为光的反射
B.水中的气泡看上去特别亮是因为光的折射现象造成的
C.肥皂膜看起来常常是五颜六色的是光的偏振现象
D.泊松亮斑是光的衍射现象形成的
2.下列关于波的说法正确的是( )
A.当观察者和波源相互靠近时,观察者接收到的波的频率会减小
B.只要两列波的频率相同就能产生明显的干涉图样
C.当障碍物的尺寸比波长大时可以发生明显的衍射
D.物体做受迫振动稳定时的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关
3.有两个简谐运动:和,则下列说法正确的是( )
A.两者的振幅之比B.两者的周期之比为
C.两者的初相位之比D.的相位比的相位落后
4.如图所示为某水平放置的弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法正确的是( )
A.0.6s时和0.8s时物体的速度相同
B.0.2s时与0.4s时的回复力相同
C.0.7s-0.9s时间内,系统的弹性势能减小
D.0.7s-0.9s时间内,振子的加速度在减小
5.如图所示,质量分别为2m、m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A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m的小球C。现将小球拉起使细线水平伸直,并由静止释放小球,则( )
A.A、B、C组成的系统机械能不守恒
B.A、B、C组成的系统在竖直方向上动量守恒
C.A、B两木块分离时木块A的速度大小为
D.小球C第一次到最低点时的速度大小为
6.一列简谐横波沿x轴传播,时的波形图如图甲所示,质点M的平衡位置为,质点M的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.简谐波沿x轴负方向传播,时质点M位于波谷
B.波源在质点M的左侧
C.这列波的传播速度为15m/s
D.质点的振动方程为
7.甲乙两人静止在光滑的冰面上,甲推乙后,两人朝相反的方向滑去,已知甲的质量为45kg,乙的质量为50kg,则( )
A.甲、乙分开时的速度大小之比为
B.甲、乙分开时的动量大小之比为
C.甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小之比为
D.从甲开始推乙到甲乙分开的过程中甲、乙的加速度之比为
8.如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成两束单色光。则下列说法正确的是( )
A.a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大
B.b光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角大于
C.玻璃砖对b光的折射率为
D.经同一套双缝干涉装置发生干涉,a光干涉条纹间距比b光更宽
9.消除噪音污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达a处时分成上下两束波,这两束波在b处相遇时可削弱噪声,则下列说法正确的是( )
A.两束波到达b点时发生干涉,b点时而是振动加强点时而是振动减弱点
B.上下两束波的频率和波长都是相同的
C.上下两束波从a到b的波程差是半个波长的偶数倍
D.上下两束波从a到b的波程差是半个波长的奇数倍
10.如图甲,O点为单摆的固定悬点,将力传感器接在摆球和O点之间。现将摆球拉倒A点,由静止释放,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为最低点,图乙表示摆线对小球的拉力大小F随时间t变化的曲线,从A点静止释放小球时为计时起点,g取,下列说法正确的是( )
A.该单摆的周期为
B.该单摆的摆长为0.4m
C.摆球的质量为0.05kg
D.摆球运动过程中的最大速度为
二、实验题(本题共16分,第11题6分,第12题10分)
11.(6分)某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。小球1的质量为,它从斜槽上某点滚下,离开斜槽末端时的速度记为(称为第一次操作);小球2的量为,小球1第二次从斜槽上原位置滚下,跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和(称为第二次操作)。
(1)该实验需要验证的关系式为:________________;
(2)如果第二次操作时,小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些,实验将会得到的结果是________________;
(3)如果在第二次操作时,发现在第一次操作中,槽的末端是不水平的,有些向上倾斜,于是把它调水平,调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作,分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其他实验操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。实验将会得到的结果是________________。
12.(10分)某学习小组用如图所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。请根据提示完成下列问题:
图(a) 图(b)
(1)如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两条亮条纹中心的距离________(填“增大”或“减小”),如果把红色的滤光片换成绿色滤光片,相邻两条亮条纹中心的距离________(填“增大”或“减小”),如果增大双缝的间距,相邻两条亮条纹中心的距离________(填“增大”或“减小”)。
(2)实验中,选用绿色滤光片测量绿光波长,测得双缝间的距离为0.3mm,双缝与屏之间的距离为1.2m。当分划板的中心刻线与第1条亮条纹的中心对齐时,手轮上读数为0.827mm,转动手轮,使分划线向一侧移动,当分划板的中心刻线与第6条亮条纹的中心对齐时,手轮上示数如图(b)所示,其读数为________mm,由以上数据求得绿光的波长为________m(计算结果保留三位有效数字)。
三、解答题(本题共44分,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.(10分)一足够深的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为,在水池的底部有一点光源,当其中一条光线以入射角射到液体与空气的界面上,它的反射光线和折射光线垂直,如图所示,求:
(1)这种液体的折射率;
(2)液体表面亮斑的面积。
14.(14分)一列简谐横波图像如图所示,时刻的波形图如图中实线所示,时刻的波形图如图中虚线所示,已知,问:
(1)若波向右传播,且,波速为多大?
(2)若波速,则波向哪个方向传播?
15.(20分)如图甲所示,质量的小物块A静置于平台左端,A与平台间动摩擦因数。紧靠平台右侧有一质量的足够长小车,平台和小车上表面在同一水平高度。质量的小滑块B静置于小车左端,B与小车上表面间的动摩擦因数也为,竖直墙面距离小车足够远。时,给物块A施加一水平向右的力F,F随时间变化的规律如图乙所示,时撤掉力F,时,A与B发生弹性碰撞,一段时间后,小车与墙面发生碰撞,碰撞时间极短,每次碰后小车速度反向,大小变为碰前的一半。忽略小车与地面间的摩擦,重力加速度g取,求:
(1)A与B发生弹性碰撞前瞬间,物块A的速度大小;
(2)小车与墙壁第1次碰撞前滑块B的速度;
(3)小车与墙壁第2次碰撞前滑块B到小车左端的距离。
2023-2024学年普通高中高二下学期期中教学质量检测
高二物理(A卷)参考答案
1-6:DDDACA7.BC8.AD9.BD
10.AB
1.D 【解析】射水鱼在水中看到水面上方的小昆虫比实际位置高是因为光的折射,A错;水中的气泡看上去特别亮是因为光的全反射,B错;肥皂膜看起来常常是五颜六色的是光的干涉,C错;故选D。
2.D 【解析】当观察者和波源相互靠近时,观察者接收到的波的频率会增加,A错;两列波的频率相同、振动方向相同且相位差恒定才能产生明显的干涉图样,B错;当障碍物的尺寸和波长差不多或比波长小时可以发生明显的衍射,C错;故选D。
3.D 【解析】由表达式可以看出两简谐振动的振幅分别为4a和8a,则A错;周期,B错;初相位分别为,,,,则C错,D对,故选D。
4.A 【解析】0.6s时和0.8s时物体的速度相同,方向均指向位移负方向,A对;0.2s时与0.4s时的回复力大小相同但方向不同,B错;0.7s~0.9s时间内,振子远离平衡位置,系统的弹性势能增加,加速度增加,C、D均错;故选A。
5.C 【解析】系统机械能守恒且在水平方向上动量守恒,AB均错;当小球C第一次到达最低点时两物块分离,设此时C的速度为、A的速度为,由动量守恒有,由能量守恒有,联立方程解得、,C对,D错,故选C。
6.A 【解析】由振动图像可知0.1s时M向y轴正方向振动,对比波形图可确定波向x负方向传播,波源在M的右侧,B错;,则,此时M应位于波谷,A对;波的传播速度,C错;设质点M的振动方程为:,由图可知时,,代入方程得,D错,故选A。
7.BC 【解析】由动量守恒可知甲乙分开时动量大小相等,即,得甲、乙分开时的速度大小之比,A错,B对;对甲、乙单独分析,由动量定理可知甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等,C对;由牛顿第三定律可知,在甲、乙相互作用的过程中,甲对乙的推力等于乙对甲的推力,由牛顿第二定可知甲乙加速度之比为,D错,故选BC。
8.AD 【解析】由图可知玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率,结合公式可得a光在玻璃砖中的传播速度比b光在玻璃砖中的传播速度大,A对;设玻璃砖对b光的折射率为,则,C错;设b光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角为C,则,显然,B错;由干涉条纹间距的计算公式可知D正确,故选AD。
9.BD 【解析】b点是振动减弱点,振动步调总是相反的,A错;上下两束波是由同一束波分出来的,则它们的频率和波长都是相同的,B对;由于b点是震动减弱点,振动步调相反,则a到b的距离为半个波长的奇数倍,C错D对,故选BD。
10.AB 【解析】由图可知单摆的周期为,A正确;设摆线长为L,根据单摆的周期公式可求得,B正确;设小球质量为m,小球在最高点时摆线与竖直方向夹角为,小球在最低点的速度为v,由图可以看出,小球在最高点时摆线拉力,则有:,小球在最低点时摆线拉力,由向心力表达式有,从最高点到最低点由机械能守恒定律有:,联立以上三式解得,,CD均错误,故选AB。
11.(每空2分)
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)小球1碰前的动量为,碰撞后小球1和小球2的动量分别为和,则需要验证关系式;
(2)如果第二次操作时,小球1从斜槽上开始滚下时位置比原来低一些,会使小球1到达斜槽末端的速度小一些,进而使计算式中的和变小,则有;
(3)第一次操作中,斜槽的末端不水平,有些向上倾斜,会导致球1落地的水平距离减小,进而使计算式中的变小,则有。
12.(每空2分)
(1)增大 减小 减小
(2)13.870
【解析】
(1)由公式可知L增大时条纹间距增大、减小时条纹间距减小、d增大时条纹间距减小;
(2)读数为13.870mm,则,
由公式
13.(1)(5分)(2)(5分)
【解析】(1)根据光路可逆的特点,结合图像可知:
当光从空气中射入液体,入射角为时,折射角(2分)
由公式(3分)
(2)设光从液体中射入空气时发生全反射的临界角为C,
则(2分)
设光源发出的某一束光刚好在液面发生全反射,
则液体表面亮斑的半径为:
(2分)
则亮斑的面积为(1分)
14.(1)30m/s(7分)(2)向左传播(7分)
【解析】
(1)若波向右传播,(3分)
又因为,则,即,(2分)
则波速为(2分)
(2)法一:若波向右传播,
则(2分)
则波速(2分)
显然v不可能等于50m/s(2分)
故波向左传播(1分)
法二:若波向左传播,(1分)
(2分)
则波速(2分)
当时(2分)
故波向左传播
【其他表述若正确可酌情给分】
15.(1)12m/s(6分)(2)8m/s(6分)(3)48m(8分)
【解析】
(1)有图可知前两秒力F的冲量为(2分)
设A与B碰撞前A的速度为v,在AB碰撞之前对A有动量定理有:
(2分)
解得(2分)
(2)设AB碰撞后的速度分别为、,由动量守恒有:
(2分)
由能量守恒有:(2分)
解得
对物块B和小车,设在小车碰撞墙壁之前已达到相同的速度,
则:,(1分)
得(1分)
(3)设从物块B获得速度到物块B和小车共速的过程中物块B相对小车向右的位移为,
由能量守恒有:
(2分)
得(1分)
规定向右为正方向,则小车与墙壁碰撞之后的速度
设物块B和小车再次共速的速度为,这段过程物块B相对小车向右的位移为,
有动量守恒有:(1分)
由能量守恒有:2分)
得(1分)
则小车与墙壁第2次碰撞前滑块B到小车左端的距离为
(1分)
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