青原区双校联盟2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．描述机械振动强弱的物理量是（ ）
A．振幅 B．周期 C．频率 D．回复力
2．下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体，其向心加速度不变
B．对于一质量不变做平抛运动的物体，在任意相等时间内合外力冲量相同
C．冲量的方向与动量的方向一致
D．开普勒对天体进行系统观测，获得了大量的精确资料，并发表了开普勒行星运动定律
3．如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，为平衡位置，则振子从运动时，下列说法正确的是（ ）
A．位移为正值，速度为正值
B．位移为正值，加速度为负值
C．位移为负值，速度为正值
D．位移为负值，加速度为负值
4．如图所示为一简谐横波在某时刻的波形图，此时点向轴正方向运动，已知波的周期为，则该波（ ）
A．沿轴正方向传播，波速为 B．沿轴正方向传播，波速为
C．沿轴负方向传播，波速为 D．沿轴负方向传播，波速为
5．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。皂膜上观察到的干涉图像应是图中的（ ）
A． B． C． D．
6．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，点为圆心，为直径的垂线，足够大的光屏紧靠玻璃右侧且垂直于。由、两种单色光组成的一束光沿半径方向射向点，入射光线与夹角较小时，光屏区域出现两个光斑，逐渐增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，则（ ）
A．玻璃砖对光的折射率比对光的小
B．光在玻璃砖中传播速度比光的大
C．时，光屏上只有1个光斑
D．时，光屏上只有1个光斑
7．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块（ ）
A．落地时速度相同
B．运动时间相同
C．重力势能的变化量相同
D．重力的平均功率相同
8．一辆可视为质点的汽车以大小不变的速度驶过竖直面内的凸形桥。已知凸形桥面是圆弧形柱面，半径为R，则下列说法中正确的是（ ）
A．汽车在凸形桥上行驶的过程中，所受合力始终为零
B．汽车行驶的速度越大，在最高点对桥面的压力就越大
C．为了让汽车在最高点不离开桥面，则汽车的速度
D．凸形桥的圆弧半径R越小，则汽车在最高点不离开斜面的最大速度就越小
9．如图所示，置于空气中的玻璃半圆柱可绕过O点垂直纸面的轴旋转，只含有红光和紫光的复色光PO，沿半径方向以60°的入射角射入玻璃半圆柱后，被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出，下列判断正确的是（ ）
A．OA是红光
B．OB是复色光
C．玻璃对紫光的折射率为
D．若玻璃半圆柱逆时针旋转α（α<60°），OA消失，OB顺时针旋转2α
10．质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中正确的是（ ）
A．重力对物体做功为mgH
B．物体的重力势能减少了mg(H+h)
C．外力对物体做的总功为零
D．地面对物体的平均阻力为
11．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（ ）
A．超声波在血管中的传播速度为
B．内质点M运动的路程为1.75mm
C．质点M第一次位移为0.2mm的时刻是
D．时质点N恰好处于波谷
二、实验题（共20分）
12．用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，即研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
（1）在实验中可以不测量速度的具体数值，仅通过测量 （选填选项前的字母）问接地解决这个问题。
A．小球开始释放的高度h
B．小球做平抛运动的射程OP、OM、ON
C．小球抛出点距地面的高度H
（2）下列关于本实验条件的叙述，正确的是 。（选填选项前的字母）
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有 。（选填选项前的字母）
A．入射小球和被碰小球的质量、 B．入射小球开始的释放高度h
C．小球抛出点距地面的高度H D．两球相碰后的平抛射程OM、ON
（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；若满足关系式 （用所测物理量的字母表示），则可以认为两球发生的是弹性碰撞。
13．某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用 ；（填选项前的字母）
A．长度为左右的橡皮条 B．长度为左右的细线
C．直径为左右的塑料球 D．直径为左右的钢球
（2）实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量小球的直径；
B．按装置图安装好实验装置；
C．用米尺测量细线悬点到小球的长度L；
D．将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过 （选填“最高点”、“平衡位置”）时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到该位置一次，计数一次，依次计数为1、2、3……，当数到20时，停止计时，测得时间为t，则小球完成一次全振动的时间为 （用t表示）；
E．多次改变悬线长度，测出对应每次悬线的长度，重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的；
G．以为纵坐标、L为横坐标，作出图线
结合上述实验步骤，完成下列任务：
该同学根据实验数据，利用计算机作出图线如图乙所示。根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度 （取，结果保留三位有效数字）。
（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因是 。
三、计算题（共36分）
14．如图所示，在水面下方h=m处有两个相同的单色点光源A、B，其连线AB与水面平行，A、B间距离L=1.0m，由B点发出的某条光线射到水面时与水面夹角为53°，其折射光线的折射角也为53°，取=1.732，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：
（1）水对此单色光的折射率n；
（2）水面上有光线射出区域的面积S（结果保留3位有效数字）。
15．如图所示，在大小为B的匀强磁场区域内，垂直磁场方向的水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨，在导轨上面平放着两根导体棒ab和cd，两棒彼此平行，构成一矩形回路。导轨间距为L，导体棒的质量均为m，电阻均为R，导轨电阻可忽略不计。两导体棒与导轨的动摩擦因数均为μ。初始时刻ab棒静止，给cd棒一个向右的初速度，以上物理量除未知外，其余的均已知，求：
（1）当cd棒速度满足什么条件时导体棒ab会相对于导轨运动？
（2）若已知且满足第（1）问的条件，从开始运动到ab棒的速度最大时，用时为，求ab棒的最大速度；
16．如图所示，质量为的光滑圆弧形槽静止在光滑的水平地面上，其半径为，过圆弧形槽最高点B的切线竖直，用质量为的小球C将轻弹簧压缩在固定的竖直挡板上并锁定，弹簧储存的弹性势能为50J，解除锁定后，小球C脱离弹簧向小球A运动，并与A发生弹性正碰，碰后小球C静止，小球A冲上弧形槽，并能从圆弧形槽的最高点B冲出，重力加速度g=10m/s2，小球均可视为质点，则：
(1)小球A冲出圆弧形槽的速率为多少？
(2)小球A从冲出B点到再次落回到圆弧形槽时，圆弧形槽向前运动了多少？
(3)小球A是否会与小球C再次发生碰撞而压缩弹簧？
1．A
A．机械振动的振幅是质点离开平衡位置的最大距离，表示振动强弱的物理量，所以A正确；
BC．周期是振动的质点完成一次全振动所用的时间，而频率表示单位时间内完成全振动的次数，表示振动的快慢，所以BC错误：
D．回复力能使振动物体返回平衡位置，不表示振动的强弱，所以D错误；
故选A。
2．B
A．做匀速圆周运动的物体，其向心加速度大小不变，方向时刻改变，A错误；
B．因为做平抛的物体的合外力为重力，当物体的质量不变时，根根冲量的公式可得
故在任意相等时间内合外力冲量相同，B正确；
C．由定义可知，冲量的方向与动量的方向没有关系，C错误；
D．第谷对天体进行系统观测，获得了大量的精确资料，开普勒发表了开普勒行星运动定律，D错误。
故选B。
3．C
根据题意可知，从运动，位移起点为平衡位置，所以位移向左为负值，速度方向向右为正值，回复力指向平衡位置向右，为正值，所以加速度为正值。
故选C。
4．A
此时点向轴正方向运动，则知该波沿轴正方向传播。由图读出波长
故波速
故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，出现明纹，所以干涉条纹应是水平的。
故选D。
6．C
A．对A光
对B光
又因为
故而玻璃砖对A光的折射率比玻璃砖对B光的折射率大，故A错误；
B．由
可知，A光在玻璃砖中的传播速度更小，故B错误；
CD．当入射角满足时，A、B两种光均为达到全反射临界角，光屏上有两个光斑；当入射角满足时，A光已经发生全反射，B光未发生全反射，光屏上有一个光斑；当入射角满足时，A，B两种光均已发生全反射，光屏上没有光斑。故C正确，D错误。
故选C。
7．D
A．剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据机械能守恒定律得
得
可知两个物体落地速度大小相等，但方向不同，所以落地速度不同，故A错误；
B．对A根据动力学公式
得
对B根据动力学公式
则得
故B错误；
C．未剪断细绳前，有
故两者的质量不同，下落高度相等，重力势能变化量
故重力势能变化量不同，C错误；
D．可知运动时间不同，重力的平均功率为
由于
故重力的平均功率相同，故D正确。
故选D。
8．CD
A．汽车以大小不变的速度驶过竖直面内的凸形桥，做匀速圆周运动，汽车受到的合力提供向心力，所受合力不为零，故A错误；
B．当汽车通过凸形桥最高点时，有
则汽车行驶的速度越大，在最高点对桥面的压力就越小，故B错误；
CD．当压力为0时，有
为了让汽车在最高点不离开桥面，则汽车的速度
凸形桥的圆弧半径R越小，则汽车在最高点不离开斜面的最大速度就越小，故CD正确。
故选CD。
9．AB
AB．OB是反射光，故OB是复色光，折射后只有一束光线，故有一色光发生全反射，而红光与紫光相比较，紫光发生全反射的临界角较小，故紫光发生了全反射，折射光线OA是红光，故A、B正确；
C．紫光发生全反射，则玻璃对紫光的折射率
故C错误；
D．若玻璃半圆柱逆时针旋转α（α<60°），入射角变小，则红光不可能发生全反射，即OA不会消失，反射光线OB逆时针旋转2α，故D错误。
故选AB。
10．BCD
AB．根据重力做功的公式可知
WG=mg△h=mg（H+h）
故A错误，B正确；
C．对整个过程运用动能定理得
W总=△EK=0
故C正确；
D．对整个过程运用动能定理得
W总=WG+（-fh）=△EK=0
故D正确。
故选BCD．
11．AD
A．由题图可知超声波的波长为
由题意可知此超声波的周期为
超声波在血管中的传播速度为
故A正确；
B．0～1.25×10-7s内质点M运动了个周期，所以路程为
故B错误；
C．t=0时刻M正位于波传播方向波形的上坡，所以此时M正向y轴负方向运动，则质点M的振动方程是
质点M第一次位移为0.2mm的时刻是
故C错误；
D．超声波在Δt=1.5×10-7s时间内传播的距离为
由图可知t=0时平衡位置在x=14×10-2mm的质点正位于波谷处，所以t=1.5×10-7s时，该波谷恰好传播到质点N处，即此时N恰好处于波谷，故D正确。
故选AD。
12．（1）B （2）ABD （3）AD （4）
13．（1）BD （2）平衡位置 9.78或9.79 （3）摆长漏加了小球半径
14．（1）；（2）5.05m2
(1)由B点发出的某条光线入射角r=37°，折射角i=53°，根据光路可逆得
解得
(2)设光线从水面射出的临界角为C，则
A点发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为R，则
解得
水面上有光线射出的区域是以A、B正上方水面上的点A'、B'为圆心，半径为1m的相交圆，如图所示
水面上有光线射出的区域面积为
解得
15．（1）；（2）
（1）根据题意可知，棒产生的电动势为
回路感应电流为
为了使导体棒会相对于导轨运动，应满足
联立解得
（2）设棒的最大速度为，此时棒的速度为，回路电动势为
回路电流为
导体棒受到的安培力为
此时棒的加速度为零，则有
对ab棒和cd棒组成的系统，安培力对两棒的冲量大小相等，方向相反，以向右方向为正，根据动量定理可得
联立解得
16．(1)；(2)；(3)不会发生碰撞
(1)根据能量守恒
弹簧解除锁定后，小球C获得速度为
与小球A碰后小球C静止，由动量守恒和碰撞过程能量守恒知，小球A的质量与小球C的质量相等，且小球A以10 m/s的速度冲上圆弧形槽。
小球A上升到圆弧形槽最高点B时与圆弧形槽水平方向速度相同，由水平动量守恒得
再由机械能守恒定律得
代入数据解得
，
小球A在圆弧形槽B点的速率为
(2)小球A落回到槽上的时间
这段时间槽向右运动了
(3)小球A从开始滑上槽到落回槽至脱离槽的过程中，对小球A和圆弧形槽，水平方向动量守恒有
由机械能守恒有
联立并代入数据解得
，
所以小球A脱离弧形槽后静止，不会与小球C发生碰撞而再次压缩弹簧
