越秀区第十三中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理科试题
一、单选题（每题4分）
1．歼20是我国自主研制的第五代战斗机，其优秀的性能收到全世界的关注。歼20着陆光学系统中用到了双缝干涉的知识。如图甲所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在屏上观察到如图乙所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图丙所示．他改变的实验条件可能是（ ）
A．减小双缝到光屏之间的距离 B．增大双缝之间的距离
C．将绿光换为红光 D．减小光源到单缝的距离
2．关于振动与波下列说法正确的是（ ）
A．“闻其声不见其人”说明声音可以发生衍射。对于波长为10m的声波，当障碍物的尺寸由10m向20m增大的过程中，声波衍射现象越来越明显。
B．几列在水面上传播的波相遇时波形会发生变化，脱离后可以再恢复到原来的形态
C．若观察者逐渐靠近波源，则观察者接收到的频率小于波源的频率
D．简谐振动在一次全振动的过程中动能或势能会出现一次极大值
3．如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛．下列说法正确的有（ ）
A．它们同时到达同一水平面
B．重力对它们的冲量相同
C．它们的末动能相同
D．它们动量变化量的大小相同
4．下列有关光学现象的说法正确的是（ ）
A．观看立体电影时需戴上特制眼镜，是利用了光的干涉现象
B．一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为不同颜色的光折射率不同
C．激光切割金属利用了激光相干性好的特点
D．肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象
5．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正向最大
B．从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子做加速度减小的减速运动
C．在t＝0.6 s时，弹簧振子的弹性势能最小
D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，振子的速度都为零
6．广东番禺中学门口水平路面上两减速带的间距为2m，若某汽车匀速通过该减速带，其车身悬挂系统（由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成）的固有频率为2Hz，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车行驶的速度越大，颠簸得越厉害 B．汽车行驶的速度越小，颠簸得越厉害
C．当汽车以3m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害 D．当汽车以4m/s的速度行驶时，颠簸得最厉害
7．“道威棱镜”是广泛用于图形翻转的光学仪器，其横截面ABDC是底角为的等腰梯形（如图所示）。若此玻璃棱镜的折射率，从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边上某点射入该棱镜，则（ ）
A．折射角为 B．光在棱镜中的传播速度等于光速c
C．折射光线经边再次折射后进入空气 D．光线最终在边某点折射时的入射角为
二、多选题（每题6分）
8．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=2s时刻该简谐横波的波形图；图乙是平衡位置在x=3m处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．简谐横波沿x轴负方向传播 B．简谐横波的频率为0.5Hz
C．简谐横波的波速为4m/s D．t=1.5s时质点P在波谷
9．如图，长为的轻绳上端固定在O点，下端系一小球（小球可视为质.点）在O点正下方距O点处的P点固定一小钉子，现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角为（很小），然后由静止释放小球，小球运动的最低点为B，点C（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置.A、B、P、O在同一竖直平面内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的有
A．点C与点A等高 B．点C在点A上方
C．小球摆动的周期为 D．小球摆动的周期为
10．如图所示，小球1从固定光滑斜面上某处由静止释放，滑过光滑水平桌面后，落在水平地面上的N点。若在水平桌面的边缘处放置另一小球2，再将小球1从斜面上同一位置由静止释放，使两小球发生弹性正碰，两小球在地面上的落点分别为M、P点。已知小球1的质量为，小球2的质量为，且，O点为桌面边缘在地面上的投影，不计转弯处的机械能损失，两小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后小球1的落点为M点
B．碰撞后小球1的落点为P点
C．图中点间距离满足的关系为
D．图中点间距离满足的关系为
三、实验题（16分，每空2分）
11．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。
回答下列问题：
（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的________。
A．最高点 B．最低点 C．任意位置
（2）该单摆的周期为________。
（3）若用表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
（4）如果测得的g值偏小，可能的原因是________。
A．测摆长时摆线拉得过紧
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表过迟按下
D．实验时误将49次全振动记为50次
（5）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的________（选填“①”“②”或“③”）。
12．如图，在真空中有一平行玻璃砖，一束单色光从光源P发出与界面成θ=30°角从ab面中点射入，测得折射角α=45°，在玻璃砖的某个侧面射出，假设光源P到ab面上O的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等，已知光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s，ab长为，求：
（1）玻璃砖的折射率n_____和光线从玻璃砖射出时的折射角_____；
（2）点光源P到O的距离_______。
四、解答题（共38分）
13．（10分）抖动绳子一端可以在绳子上形成一列简谐横波。图甲为一列沿轴传播的简谐横波某时刻的波动图像，此时振动恰好传播到的质点A处，质点A此后的振动图像如图乙所示。质点在轴上位于处，求：
（1）这列波的传播速度大小；
（2）质点A的振动方程表达式；
14．（12分）风洞实验室中可以产生水平向右、一系列短促的风力。如图甲所示，将一个质量为m的物体放入风洞实验室的光滑水平平台上静止不动。在t=0时，作用在该物体上一个水平向右的恒力F，为了让物体水平向右的速度尽快达到某一较大的值，在加上恒力F后，闭合风洞实验装置的开关，每间隔相等的时间t0作用一次风力的冲量，每次风力冲量的作用时间可忽略不计，每次风力冲量使物体速度大小增加Δv，Δv不变，其风力的冲量大小I随时间t的变化关系如图乙所示。求：
（1）在0~t0时间内，恒力F做的功；
（2）当作用在该物体上风力的冲量次数为n时，物体运动速度的大小。
15．（16分）如图所示，光滑水平地面上放置着质量为的长木板A和质量为的滑块C，长木板的左端放有质量为的滑块B（可看成质点）．现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量，此后A、B一起向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞（时间极短），再经过一段时间后A、B再次一起向右运动，且此后A、C之间的距离保持不变．已知A、B间的动摩擦因数为，重力加速度取，求：
（1）获得冲量后瞬间A、B的速度；
（2）A、C碰撞时损失的机械能；
（3）要保证滑块B不脱离长木板A，长木板A的长度至少为多长。
参考答案：
1．C
【解析】根据乙图和丙图可知条纹宽度变大，根据条纹间距公式
可知，条纹间距变大，可能是改用了波长较长的光，也有可能是增大了双缝到光屏的距离L，也有可能减小了双缝间的距离d，但是，条纹间距与光源到单缝的距离无关；红光的波长大于绿光，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．B
【解析】A．“闻其声不见其人”说明声音可以发生衍射，当障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时，声波衍射现象越来越明显，对于波长为10m的声波，当障碍物的尺寸由10m向20m增大的过程中，声波衍射现象越来越不明显，故A错误；
B．根据波的叠加原理，几列在水面上传播的波相遇时波形会发生变化，脱离后又能恢复原来的形态，故B正确；
C．根据多普勒效应，观察者逐渐靠近波源，则观察者接收到的频率大于波源的频率，故C错误；
D．一次全振动，物体的动能和势能均会有两次恢复到原来的大小，出现两次极大值，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】A．球b自由落体运动，球c的竖直分运动是自由落体运动，故b、c两个球的运动时间相同，为
t=
球a受重力和支持力，合力为mgsinθ，加速度为gsinθ，根据
得
故t＜t′，A错误；
B．由于重力相同，而重力的作用时间不同，故重力的冲量不同，B错误；
C．初动能不全相同，而合力做功相同，故根据动能定理
末动能不全相同，C错误；
D．b、c两球合力相同，运动时间相同，故合力的冲量相同，根据动量定理，动量的变化量也相同，a、b两球机械能守恒
可得
末速度相等，故末动量相等，初动量为零，则动量增加量相等，所以，它们动量变化的大小相同，D正确。
故选D。
4．B
【解析】A．观看立体电影时需戴上特制眼镜，是利用了光的偏振现象，选项A错误；
B．白光是由各种色光混合而成，而由于不同颜色的光折射率不同，通过三棱镜后偏转角度不同，从而形成彩色光带，选项B正确；
C．激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点，选项C错误；
D．肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象，选项D错误。
故选B。
5．D
【解析】A．在t＝0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，A错误；
B．从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子从平衡位置向正向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，B错误；
C．在t＝0.6 s时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，C错误；
D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，振子在最大位移处，速度为零，D正确。
故选D。
6．D
【解析】由于
v=xf=4m/s
因此当汽车以4m/s的速度行驶时，通过减速带的频率与汽车的固有频率相同，发生共振，汽车颠簸得最厉害。
故选D。
7．A
【解析】A．在AC边上某点入射时的入射角，光路如图所示
可得
i=45°
由折射定律得
可得
故A正确；
B．光线在棱镜中的传播速度
故B错误；
C．由全反射临界条件得
解得临界角为
C=45°
作出光路如图所示，由三角形内角和为180°可得
故光线在CD边的入射角为
>C
故光线不能从CD边射出，故C错误；
D．因，由三角形内角和为180°可得
故光线在BD边的入射角为
120°-90°=30°
故D错误。
故选A。
8．BD
【解析】A．由图乙可知，t=2s时，质点P向y轴正方向振动，根据波形平移法可知，简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误；
BC．由图乙可知周期为，由图甲可知波长为，则简谐横波的频率为
简谐横波的波速为
故B正确，C错误；
D．根据图乙可知，t=1.5s时质点P在波谷，故D正确；
故选BD。
9．AD
【解析】AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，即点C与点A等高，故A正确，B错误；
CD．小球B→A→B的时间为
小球B→C→B的时间为
故小球摆动的周期为
故C错误，D正确。
故选AD。
10．BC
【解析】AB．设小球1碰撞前的速度为，取水平向右为正方向，因为球1质量较小，可知小球1与小球2碰撞后，球1反向，设碰撞后球1和球2速度大小分别为、，根据动量守恒和能量守恒有
解得
，
根据题意，可得，斜面光滑，小球1反向到达最高点回到抛出点时速度大小等于，两球在做平抛运动的时间相等，故可知小球1的水平位移较大，即碰撞后小球1的落点为P点，A错误，B正确；
CD．当小球1单独释放时有
小球1与小球2碰撞后有
，
可得
C正确，D错误。
故选BC。
11． B B ①
【解析】（1）为了减小测量周期的误差，应该将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较小，计时误差较大。
故选B。
（2）因为摆球经过n次全振动的总时间为，则该单摆的周期为
（3）由单摆周期公式
可得，重力加速度的表达式为
（4）因为重力加速度的表达式为
A．测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度偏大，A错误；
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，故所测重力加速度偏小，B正确；
C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，C错误；
D．实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，D错误。
故选B。
（5）由题意可得，单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由此得到的图像是图乙中的①。
12． 60°
【解析】（1）由折射定律可得
光线从玻璃砖的ad侧面射出，设入射角为β，折射角为γ
在ad面上射出时
从几何关系中可知，β=45°，代入得
γ=60°
（2）光在玻璃砖中通过的距离
设点光源P到O点的距离为L，有
L=ct
解得
13．（1）；（2）；
【解析】（1）由甲图得波长
由乙图得周期
波速可得
（2）由
得
14．（1）；（2）
【解析】（1）物体在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可得
在t0时间内运动的位移为
在t0时间内恒力F做的功
解得
（2）根据动量定理可知
其中
解得
15．（1），方向水平向右；（2）；（3）
【解析】（1）以A、B为整体，由动量定理可得
解得获得冲量后瞬间A、B的速度为
方向水平向右。
（2）A、C碰撞瞬间，由动量守恒定律可得
在A、C碰撞后到A、B再次共速的过程中，A、B组成的系统由动量守恒可得
根据题意有
联立解得
，，
A、C碰撞时损失的机械能为
（3）在A、C碰撞后到A、B再次共速的过程中，A、B相互作用的时间为
长木板A的长度至少为
代入数据解得
