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湘潭县2023-2024学年高二上学期期末考试
物理
本试卷共6页，全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共8个小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的．
1．在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的（ ）
A．亮度高 B．平行性好 C．单色性好 D．波动性好
2．下列情形中，总动量不守恒的是（ ）
A．水的阻力在湖面上可忽略不计，人从船的一端走到另一端过程，人和船的总动量
B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量
C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量
D．在光滑的水平面上，发生碰撞结合在一起的两个物体的总动量
3．质量为5kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是（ ）
A．， B．， C．0， D．0，
4．宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决，其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题，假设一宇宙飞船以的速度进入密度的静止微粒尘区，飞船垂直于运动方向上的最大截面积，且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，则飞船要保持速度v所需推力为（ ）
A．20N B．30N C．40N D．50N
5．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖平面垂直，图中的、、、是四个学生实验时插针的结果，下列四个图中比较科学且能比较准确地测定折射率的是（ ）
A． B． C． D．
6．取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图像，其中图甲是一列波的图像，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图像，B为振动中的某一个时刻，关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向，下列说法正确的是（ ）
A．A质点向下 B．A质点向上 C．B时刻向上 D．B时刻向右
7．如图所示，某列波在时刻的波形如图中实线，虚线为（已知该波的周期）时刻的波形图．已知时刻质点P正在做加速运动，下列说法正确的是（ ）
A．波速为10m/s
B．周期为1.2s
C．时刻质点P正向上运动
D．在0~0.1s内质点P运动的平均速度为0.4m/s
8．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块平板玻璃a放置在另一玻璃板b上，在一端夹入两张纸片，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图乙所示的干涉条纹．则（ ）
A．任意相邻的亮条纹中心位置下方的空气膜厚度差不相等
B．弯曲条纹中心位置下方的空气膜厚度不相等
C．若抽去一张纸片，条纹变疏
D．若换用蓝光从上方入射，条纹变疏
二、选择题：本题共4个小题．每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多个是符合题目要求的．
9．如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动．为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小
C．移动N使狭缝的距离增大 D．移动N使狭缝的距离减小
10．如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是（ ）
A．振子在A时刻的速度等于B时刻的速度
B．振子在A时刻的势能等于B时刻的势能
C．振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度
D．振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能
11．下列有关实际中的现象，说法正确的是（ ）
A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B．体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的冲量
C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲对射击精度的影响
D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好
12．如图所示，实线和虚线分别表示振幅A、频率f均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是（ ）
A．该时刻位于O点的质点正处于平衡位置
B．位于P、N两点的质点始终处在平衡位置
C．从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置
D．连线中点是振动加强的点，其振幅为A
三、非选择题：本题共5小题，共48分．
13．（6分）某同学在家做“用单摆测量重力加速度”的实验．
（1）下列选项有关器材的选择和安装，最合理的是______．
A． B． C． D．
（2）由于家中没有游标卡尺，无法测量小球的直径d，该同学将摆线长度作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像，该同学实验得到的图像应是下图中的______（选填“a”、“b”或“c”）；该同学利用所作出的图像的斜率采用正确的数据处理方法计算出了当地的重力加速度大小，从理论上讲用这种方法得到的当地重力加速度______（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）．
14．（8分）某同学用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．
（1）本实验必须测量的物理量有______（填标号）．
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量、
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离、、
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（2）根据实验要求，______（填“大于”“小于”或“等于”）．
（3）经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为______（结果保留三位有效数字）．定义相对误差，本次实验______%（结果保留三位有效数字）．
15．（8分）战绳运动是一项超燃脂的运动．某次健身时，有两位健身者甲、乙分别抓住相同的战绳上下舞动形成向右传播的简谐波，如图1所示．时刻，甲，乙形成的两列波的图像如图2所示，曲线P、Q分别为甲、乙的绳波，O点为手握绳子的一端，向右为x轴正方向．已知绳波的速度为，求：
（1）甲的手臂上下振动的振幅；
（2）乙在一分钟内手臂上下舞动的次数．
16．（10分）如图所示，为直角梯形玻璃砖的横截面示意图，，长为，长为，E为边的中点．一束单色光从E点垂直于边射入玻璃砖，在边上的O点（图中未画出）刚好发生全反射，然后从边上的P点（图中未画出，不考虑该处的反射光）射出玻璃砖，该单色光在真空（或空气）中传播的速度为c．求：
（1）该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的大小；
（2）该单色光从E点传播到P点所经历的时间．
17．（16分）如图，光滑轨道的水平段，轨道在O点与水平地面平滑连接．一质量为m的小物块A从高处由静止开始滑轨道下滑，在O点与质量为的静止小物块B发生碰撞，A、B与地面间的动摩擦因数均为，粗糙水平面足够长，重力加速度为．假设A、B间的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短。求：
（1）第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；
（2）若将A和B的位置互换，重复上述过程，求A和B两物体最终都停下来时相距多远．
湘潭县2023-2024学年高二上学期期末考试物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 频率相同的两束光相遇才能干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光，故C项正确。
2．C 子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；所以C项总动量不守恒。
3．D 由图像可知，在前10s内初、末状态的动量相同，，由动量定理知；在后10s内末状态的动量，由动量定理得，故选D。
4．C 推力的作用在于使附着在飞船上的微粒具有与飞船相同的速度，设飞船在微粒尘区飞行时间，则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量，微粒由静止到与飞船一起运动，微粒的动量增加，由动量定理得，所以推力。
5．C 根据光的折射知识画出光路图如图所示，
A．光路图中从玻璃砖出射时，不满足实际在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故A错误；B．光路图虽然正确，但入射角和折射角均为零度，测不出折射率，故B错误；D．光路图中，、与玻璃砖的表面相切，恰好发生全反射，无法完成实验，故D错误；C．光路图中，光线可以满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，可以比较准确地测定折射率，故C正确。
6．B 图甲表示的是波的图像，由于波沿x轴正方向传播。所以，图中质点A的振动方向向上，B正确，A错误；图乙表示的是振动图像，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动（因为下一时刻位移为负值），C错误，D错误。
7．A 由题可知，时刻质点P正在做加速运动，可知P的运动方向向上，则波沿x轴负方向传播。由图波长，则波速为：代入数据得：，A正确。根据两时刻的波形，得到时间，，又由，得到n取0，即，B错误。根据波的传播方向，可确定P点的振动方向，在虚线为时刻，质点P向下振动，C错误。在0~0.1s内质点P运动向上振动，在内，位移大于一个A，所以平均速度大于0.4m/s，故D错误。
8．C 光在空气膜中的光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时（存在半波损失），此处为亮条纹，当光程差为，此处为暗条纹，所以任意相邻的亮条纹中心位置下方的空气膜厚度差相等，可知弯曲条纹中心位置下方的空气膜厚度相等，故A错误，B错误；当光程差时此处表现为亮条纹，则相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻两条纹之间的距离变大，干涉条纹变稀疏了，故C正确；D．由于相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，蓝光的波长小于黄光的波长，则换用蓝光从上方入射，条纹变密集，故D错误。
9．BD 要使A处水发生振动，应使波的衍射现象更明显，而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小。因此可将狭缝变小，或将波长变大，而减小波源的频率可以使波长变大，故B、D两项正确。
10．BCD 振子在A时刻的速度大于B时刻的速度，A项错误。由于振子的势能与振子的位移有关，B项正确；由于的位移相同所以加速度相同，C项正确；由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，D项正确。
11．AC 根据反冲运动的特点与应用可知，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度，故A正确；体操运动员在落地的过程中，动量变化一定。由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定，故B错误；用枪射击时子弹给枪身一个反作用力，会使枪身后退，影响射击的准确度，所以为了减少反冲的影响，用枪射击时要用肩部抵住枪身，故C正确；为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，就要延长碰撞的时间，由可知，位于车体前部的发动机舱不能太坚固，故D错误。
12．BC 由题图知O点是波谷和波谷叠加的位置，是振动加强点，该时刻位于O点的质点处于波谷，故A项错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，由于两列波的振幅、频率相等，位于P、N两点的质点的位移始终为零，即始终处于平衡位置，故B项正确；该时刻位于M点的质点处于波峰，位于O点的质点处于波谷，从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置，此时位移为零，故C项正确；连线中点也是振动加强的点，其振幅与O或M点一样，为，故D项错误。
13．（1）C
（2）a 准确
【解析】（1）为了减小空气阻力对小球的影响，小球应选择小铁球；小球摆动过程中，应保证摆长保持不变，故悬点处应固定不动，细线选择弹性小的细丝线，故C正确。
（2）设小球的半径为r，根据单摆周期公式可得
可得
则该同学实验得到的图像应是图中的a。
根据
可知图像的斜率为
可知图像斜率与小球半径无关，故利用所作出的图像的斜率采用正确的数据处理方法计算出了当地的重力加速度大小，从理论上讲用这种方法得到的当地重力加速度准确。
14．（1）BE
（2）大于
（3）1.02 2.08
【解析】（1）规定向右为正方向，由碰撞过程动量守恒可得
再由平抛规律，，
整理以上各式可得：
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量、记录O点到A、B、C各点的距离、、；
故选BE。
（2）根据动量守恒定律可知若碰撞小球a的质量小于b球的质量，则小球a可能被碰回，所以a球质量必须大于b球质量．
（3）碰前
碰撞前、后总动量的比值为，相对误差，解得
15．【解析】（1）由图2可知甲的振幅
（2）由图2可知乙的波长分别为
由，可知，，代入数据可得
所以乙一分钟内握绳子的手臂上下舞动的次数为150次。
16．【解析】画出光路图如图所示：
（1）由该单色光在O点刚好发生全反射可知，在O点的入射角等于临界角，设为，根据几何关系可得
（2）根据临界角与折射率的关系有，代入数据解得
根据几何关系可知，单色光在玻璃砖中传播的距离为
又，
设单色光在玻璃砖中传播的速度为v，根据折射率关系有
光从E点到P点的传播时间为
代入数据解得
17．【解析】（1）设碰撞前A的速度为v，对A下滑过程由动能定理得：，得
碰撞中由动量守恒得：
由机械能守恒得：
解得，
解得碰撞后A的速度：
B的速度：
则A的速度大小为，B的速度大小为
（2）A、B互换位置后，B滑下来的速度为，对B下滑过程由动能定理得：，得
碰撞中由动量守恒得：
由机械能守恒得：
解得碰撞后A的速度：
B的速度
在地面都做匀减速运动加速度大小
根据，得，
最终相距55m
