湖南省邵阳市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题（word版含答案）

湖南省邵阳市2021-2022学年高二（下）入学考试物理试题
一、单选题
1．分光器是光纤通信设备中的重要元件，主要用来分配光纤通信中的不同链路。如图，为某一型号分光器的原理示意图，一束由两种不同频率单色光组成的复色光，从空气射向平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面镀有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面射出两束单色光。已知两种色光由玻璃射向空气发生全发射的临界角均小于42°，下列说法正确的是（　　）
A．光在玻璃砖中的传播时间大于光在玻璃砖中的传播时间
B．从玻璃砖上表面射出的两束单色光不平行
C．若用光分别照射某金属均能发生光电效应，则光照射产生的光电子最大初动能小于光照射产生的光电子最大初动能
D．用同一双缝干涉实验装置进行干涉实验，光干涉条纹间距大于光干涉条纹间距
2．为了研究物体下落撞击地面的冲击力，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了相关实验探究，空气阻力和重物与地面的形变忽略不计，g取10m/s2。下表为一次实验过程中的相关数据。则在重物与地面接触的时间内，重物对地面的平均冲力是（　　）
重物(包括传感器)的质量m/kg 2.0
重物下落高度H/cm 45
重物反弹高度h/cm 20
重物与地面接触时间t/s 0.2
A．70N B．50N C．30N D．20N
3．用手握重为1 N的圆柱形瓶子，握力为20 N，使其在竖直方向处于静止状态，则手与瓶子间的摩擦力为（　　）
A．21 N B．20 N C．19 N D．1 N
4．分析下列物理现象：“闻其声而不见其人”；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些现象分别属于波的（　　）
A．衍射、干涉、多普勒效应
B．衍射、多普勒效应、干涉
C．折射、干涉、多普勒效应
D．反射、干涉、多普勒效应
5．两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动，A球的动量是8 kg·m/s，B球的动量是6 kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为
A．pA＝0，pB＝l4 kg·m/s
B．pA＝4 kg·m/s，pB＝10 kg·m/s
C．pA＝6 kg·m/s，pB＝8 kg·m/s
D．pA＝7 kg·m/s，pB＝8 kg·m/s
6．一列简谐横波沿轴正方向传播，周期为时的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．平衡位置在处的质元的振幅为
B．该波的波速为
C．时，平衡位置在处的质元向轴负向运动
D．时，平衡位置在处的质元处于波谷位置
二、多选题
7．如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播，P与B相距40cm，B点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波I在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距50cm，C点的振动图像如图丙所示。在t=0时刻，两列波同时分别经过B、C两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在P点相遇，则以下说法正确的是（　　）
A．两列波的波长均为20cm
B．P点为减弱点，振幅是为10cm
C．4.5s时P点在平衡位置且向下振动
D．波遇到40cm的障碍物将发生明显衍射现象
E．P点为加强点，振幅为70cm
8．如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播．实线为t1=0时刻的波形图，此时P质点向y轴负方向运动．虚线为t2=0.02s时刻的波形图，已知该简谐波的周期大于0.02s.关于该简谐波，下列说法正确的是___________
A．这列波沿x轴正方向传播
B．波长为4m
C．波速为50m/s
D．频率为50Hz
E．t=0.04s时，x=2m处的质点经过平衡位置
9．在竖直平面内有一半径为R的光滑圆环轨道，一质量为m的小球穿在圆环轨道上做圆周运动，到达最高点C时的速率vc=，则下述正确的是
A．此球的最大速率是vc　　
B．小球到达C点时对轨道的压力是
C．小球在任一直径两端点上的动能之和相等
D．小球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于π
10．如图所示的装置中，、两物块的质量分别是、，弹簧和绳的质量均不计，绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度，则下列说法正确的是（　　）
A．固定物块，物块处于静止状态时，弹簧的弹力大小为
B．固定物块，物块处于静止状态时，弹簧的弹力大小为
C．先固定物块，待、均静止时再释放，释放的瞬间弹簧的弹力大小为
D．物块、和弹簧一起稳定运动的过程中，弹簧的弹力大小为
三、实验题
11．在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是______（填选项前的字母）。
A、斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B、斜槽轨道末端的切线必须水平
C、入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
D、入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
（2）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S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的字母）。
A、测量两个小球的质量m1、m2
B、测量入射小球开始释放时的高度h
C、测量抛出点距地面的高度H
D、分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N，测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为______。
12．小明利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列有关说法正确的是___________。（填字母）
A．摆线要选择适当细些、长些，弹性小些的细线
B．质量大、体积小的摆球可以减小空气阻力带来的影响
C．单摆的摆长等于摆线上端的悬点到摆球最低点的距离
D．为减小测量周期的误差，摆球全振动的次数越多越好
（2）用游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，则摆球的直径为___________cm。
（3）通过改变摆长，测出多组摆长l和周期T的数据，作出图线如图丙所示，则由图中数据计算重力加速度g的表达式为___________（用、、、表示）；用此方法计算重力加速度时，图线不过坐标原点对结果是否有影响？___________。（填“有”或“没有”）
四、解答题
13．如图所示，固定的半径为R=1.25m的光滑圆弧面与质量为6kg的小车B的上表面平滑相接，一个质量为4kg的滑块A从圆弧顶端静止释放，滑块A可看做质点，最终A没有从小车B上滑出。已知滑块A与小车B的动摩擦因数为μ=0.5，小车B与水平地面的摩擦忽略不计，取g=10m/s2，求：
（1）物块A滑到圆弧底端时对圆弧的压力大小；
（2）小车最终的速度大小；
（3）小车B的最小长度。
14．如图所示，某透明液体深1m，一束与水平面成角的光线照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为。试求：
（1）该液体的折射率；
（2）进入液面的光线经多长时间可以照到底面。
15．如图所示为某款弹射游戏示意图，光滑水平台面上固定发射器、竖直光滑圆轨道、粗糙斜面AB、竖直面BC和竖直靶板MN．通过轻质拉杆将发射器的弹簧压缩一定距离后释放,滑块从O点弹出并从E点进入圆轨道,绕转一周后继续在平直轨道上前进,从A点沿斜面AB向上运动,滑块从B点射向靶板目标(滑块从水平面滑上斜面时不计能量损失)．已知滑块质量m=0.05kg，斜面倾角θ=37°，斜面长L=2.5m，滑块与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5，竖直面BC与靶板MN间距离为d，B点离靶板上10环中心点P的竖直距离，忽略空气阻力,滑块可视为质点．已知,取，求:
(1)若要使滑块恰好能够到达B点，则圆轨道允许的最大半径为多大
(2)在另一次弹射中发现滑块恰能水平击中靶板上的P点，则此次滑块被弹射前弹簧被压缩到最短时的弹性势能为多大
(3)若MN板可沿水平方向左右移动靠近或远离斜面，以保证滑块从B点出射后均能水平击中靶板．以B点为坐标原点，建立水平竖直坐标系(如图)，则滑块水平击中靶板位置坐标(x，y)应满足什么条件
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
作出光路图如图所示
由图可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大
A．设a光和b光的折射角分别为、，入射角为，玻璃砖厚度为，可得
结合
a光在玻璃砖中的传播时间
联立可得
同理可得
因为
可得光在玻璃砖中的传播时间大于光在玻璃砖中的传播时间，故A正确；
B．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故B错误；
C．根据爱因斯坦光电方程
可知若用光分别照射某金属均能发生光电效应，则光照射产生的光电子最大初动能大于光照射产生的光电子最大初动能，故C错误；
D．根据
可知a光的波长小于b光的波长，结合
可知用同一双缝干涉实验装置进行干涉实验，光干涉条纹间距小于光干涉条纹间距，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
由自由落体运动公式得锤下落到地面时的速度大小为
锤反弹时的速度大小为
取向下的方向为正方向，由动量定理有
锤受到地面的平均冲力F为
锤受到地面的平均冲力大小为70N，方向竖直向上，由牛顿第三定律可得锤对地面的平均冲力大小为70N。A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
手握瓶子在竖直方向上，瓶子有向下运动的趋势，重力是引起其运动趋势的外力，根据竖直方向二力平衡可知摩擦力为
f=mg=1N
故选D。
【点睛】
分析摩擦力时，一定首先分析是动摩擦力还是静摩擦力，弄清它们的决定因素；注意静摩擦力和物体之间的支持力无关，而最大静摩擦力和支持力有关。
4．A
【解析】
【详解】
“闻其声而不见其人”是衍射现象；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应。
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
以A、B两球组成的系统为对象．设两球的质量均为m．当A球追上B球时发生碰撞，遵守动量守恒．由题，碰撞前总动量为：p=pA+pB=（8+6）kg m/s=14kg m/s．碰撞前总动能为：；
A、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=（0+14）kg m/s=14kg m/s，符合动量守恒定律．碰撞后总动能为，总动能增加，违反了能量守恒定律，不可能；故A错误．
B、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=（4+10）kg m/s=14kg m/s，符合动量守恒定律．碰撞后总动能为 ，总动能增加，违反了能量守恒定律，不可能．故B错误．
C、碰撞后总动量为p′=pA′+pB′=（6+8）kg m/s=14kg m/s，符合动量守恒定律．碰撞后总动能为，符合能量守恒定律，可能发生．故C正确．
D、碰撞后，总动量为p′=pA′+pB′=（7+8）kg m/s=15kg m/s，不符合动量守恒定律，是不可能发生的，故D错误．
故选C．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．平衡位置在处的质元的振幅为，A错误；
B．波长λ=2m，周期T=0.2s，则波速
B正确；
C．平衡位置在x=0.5m处的质元在t=0时刻，沿y轴负方向振动，经过0.3s，即1.5个周期，质元沿y轴正方向振动， C错误；
D．经过0.4s，即2个周期，x=0.5m处的质元位于平衡位置，D错误。
故选B。
7．ACE
【解析】
【详解】
A．两列波的周期都是
计算波长
A正确；
BE．根据题意
而时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70cm，B错误，E正确；
C．波从C传到P的时间
波从B传到P的时间
在时刻，横波I与横波II两波叠加，P点经过平衡位置向下运动，在时刻，经过了两个周期，P点经过平衡位置向下运动，C正确；
D．因波长为20cm，则当波遇到40cm的障碍物将不会发生明显衍射现象，D错误。
故选ACE。
8．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．因t1=0时刻P质点向y轴负方向运动，可判断这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．由波形图可知，波长λ=8m，选项B错误；
CD．由波形可知
可知
（n=0,1,2,3……）
因T>0.02s，可知n=0，此时
T=0.16s
则
f==6.25Hz
波速
选项C正确，D错误；
E．t=0.04s=T时，x=2m处的质点经过平衡位置，选项E正确.
故选ACE。
9．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．速度最大的点应该是最低点时，根据动能定理：
mv2-mvc2=2mgR
解得
A错误；
B．在C点有：
得T=mg，又因轨道对小球的支持和小球对轨道的压力是一对作用力和反作用力，大小相等， B错误；
C．整个过程中机械能守恒，在任一直径两端点上的点，它们的高度之和都是2R，即它们的重力势能的和相等，由于总的机械能守恒，所以它们的动能之和也相等，所以C正确．
D．由，当速度最小时，代入计算可得，之后小球的速度在变大，所以T要减小，所以，所以D正确．
故选CD。
10．CD
【解析】
【详解】
A．固定物块A时，弹簧弹力等于B物体的重力，即弹力为10N，故A错误；
B．固定物块B时，弹簧弹力等于A物体的重力，即弹力为20N，故B错误；
C．释放瞬间弹簧弹力不会突变，仍然等于B物体的重力，即弹簧弹力为10N，故C正确；
D．A、B一起稳定运动时，对整体有
对A物体有
解得
即弹簧的弹力大小为，故D正确；
故选CD。
11． BC AD
【解析】
【详解】
(1)[1]AC．斜槽轨道没必要光滑，只需要每次小球从同一高度静止释放，保证抛出的初速度大小相等即可。故A错误；C正确；
B．本实验需让小球在空中做平抛运动，脱离斜槽时，小球速度需水平，则斜槽轨道末端的切线必须水平。故B正确；
D．为保证入射球不被反弹，需使入射球的质量大于被碰球的质量。故D错误。
故选BC。
(2)[2]AD．根据实验原理可知，接下来需要完成的必要步骤有：测量两个小球的质量m1、m2；分别找到两小球相碰后落地点的平均位置M、N，测量平抛的水平射程OM、ON。故AD正确；
B．入射小球开始释放时的高度h不需要测量，因为小球每次都从斜槽上同一点由静止释放，到达斜槽末端的初速度为定值，这个定值可以通过平抛的水平射程间接反映出来。故B错误；
C．拋出点距地面的高度H也不需要测量，因为不管是哪个小球哪次下落，对应的下落高度都相同，由公式
解得
在H相同时，平抛速度与水平射程成正比，所以没必要测出斜槽末端距地面的高度。故C错误。
故选AD。
(3)[3]若两球相碰前后的动量守恒，有
结合上面对平抛速度与水平射程的关系，联立可得
12． AB 1.030 没有
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A．摆线要选择适当细些、长些，弹性小些的细线，A正确；
B．质量大、体积小的摆球可以减小空气阻力带来的影响，B正确；
C．单摆的摆长等于摆线上端的悬点到摆球球心的距离，C错误；
D．为减小测量周期的误差，摆球全振动的次数30-50次为宜，次数过多振幅减小明显，误差较大，D错误。
故选AB。
(2)[2]摆球的直径为
(3)[3]由单摆周期公式
整理得
图线的斜率为
解得计算重力加速度g的表达式为
[4]图线不过坐标原点对图线斜率没有影响，故对重力加速度的测量结果没有影响。
13．（1）120N；（2）2m/s；（3）1.5m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设滑块A滑倒圆弧末端时的速度大小为v0，由机械能守恒有
mAgh=mAv02
代入数据得出
轨道对物块的压力竖直向下，由牛顿第二定律得
FN-mg=m
解得
FN=120N
由牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为120N，方向竖直向上
（2）设A、B最终的共同速度为v，取向右为正方向，滑块A与B组成的系统动量守恒，则有
mAv0=（mA+mB）v
代入数据计算得出
v=2m/s
（3）设车B的最短长度为L，根据能量守恒定律有
（mA+mB）gL=mAv02-（mA+mB）v2
解得
L=1.5m
14．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据几何关系可知，入射角
折射角
根据折射定律得
（2）光在液体中传播的位移
m
光在液体中传播的速度
m/s
则光在液体中传播的
s
15．①1m，②1.875J，③
【解析】
【详解】
(1)设圆轨道允许的半径最大值为R，在圆轨道最高点：
要使滑块恰好能到达B点，即：
从圆轨道最高点至B点的过程：
代入数据可得
(2)滑块恰能水平击中靶板上的P点，B到P运动的逆过程为平抛运动
从B到P：
代入数据可得：
从弹射至点B的过程：
代入数据可得：
(3)同理根据平抛规律的推论可知：
即
，
或，或
答案第1页，共2页
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