广东省深圳市龙华区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列几幅图片所展示的现象和情形与动量中缓冲无关的是（ ）
A．甲图中易碎物品运输时，要用柔软材料包装
B．乙图中码头边上悬挂着一排排旧轮胎
C．丙图中体操运动员着地时先屈膝后站立
D．丁图中直升机依靠螺旋桨旋转获得升力
【答案】D
【知识点】动量定理；动量；反冲
【解析】【解答】ABC、由动量定理可知，在动量的变化量相同时，作用时间越长，作用力F越小；
易碎物品运输时要用柔软材料包装，都是为了延长作用时间以减少作用力；
码头边上悬挂着一排排旧轮胎；
体操运动员从高处跳下着地时先屈膝；
所涉及的知识与动量有关，故ABC正确，但不符合题意；
D.直升机依靠螺旋桨旋转获得升力，是“反冲现象”，即螺旋桨旋转对空气施加一个向下的力，根据牛顿第三定律可知，空气对螺旋桨一个向上的力，不是应用了与动量相关的物理，故D错误，但符合题意。
故选择D。
【分析】根据由动量定理可知，在动量的变化量相同时，作用时间越长，作用力F越小可得答案。
2．下列情况中系统的动量不守恒的是（ ）
A．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统
B．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统
C．子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统
D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统
【答案】C
【知识点】动量守恒定律；爆炸；动量与能量的综合应用一子弹打木块模型
【解析】【解答】A、小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A错误；
B、子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故B错误；
C、子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C正确；
D、斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统内力远大于外力，动量守恒，故D错误；
故选择C。
【分析】根据动量守恒的条件即理想条件、单一条件和近似条件，可以判断系统的动量是否守恒。
3．关于以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
B．图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图丙所示为立体电影原理是利用了光的色散
D．图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的偏振现象引起的
【答案】A
【知识点】多普勒效应；光的干涉；光的全反射；薄膜干涉；光的偏振现象
【解析】【解答】A.图甲所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，故A正确；
B．图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故B错误；
c． 图丙所示为立体电影原理是利用了光的偏振现象。故C错误；
D．图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
故选择A。
【分析】根据多普勒效应的定义、光的干涉、光的偏振现象和全反射可得答案。
4．下列说法正确的是（ ）
A．若把一个在深圳地区走时准确的摆钟搬到北京去，则走时会变慢
B．物体做简谐运动时经过平衡位置的加速度可能不等于0
C．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大
D．物体做简谐运动时，回复力的方向与速度方向总是相反
【答案】B
【知识点】受迫振动和共振；单摆及其回复力与周期；简谐运动；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A.若把一个在成都地区走时准确的摆钟搬到北京去，重力加速度变大，根据周期公式， 可知单摆的周期变小，则走时
会变快，故A错误；
B.物体做简谐运动时经过平衡位置的回复力为0，指向平衡位置的加速度为0，合加速度可能不等于0，如单摆在最低点，故B正确；
C.当驱动力的频率等于物体的固有频率时振幅最大，则当物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅不一定会增大，故C错误；
D.物体做简谐运动时回复力的方向总是指向平衡位置，与速度方向可能相同，也可能相反，故D错误。
故选择B。
【分析】根据单摆的周期公式可得时钟为什么会走快，根据物体做简谐运动的规律了的速度，加速度的关系，当驱动力的频率等于物体的固有频率时振幅最大，则当物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅不一定会增大。
5．如图所示的四种光学现象，其中一种光学原理与其他几种不同的是（ ）
A．泊松亮斑
B．光通过圆孔得到的图样
C．光照射肥皂膜得到的图样
D．光照射针尖得到的图样
【答案】C
【知识点】光的干涉；薄膜干涉；光的衍射
【解析】【解答】ABD图象是由于光的衍射形成的，C图象是由于光的干涉形成的，故C正确，ABD错误。
故选择C
【分析】根据光的干涉和衍射的条件判断图中图样的原理，分析不同原理的图样，光照射肥皂膜属于薄膜干涉，其他图样属于衍射。
6．一束光线从折射率为的玻璃射入空气，在界面上的入射角为。如图所示的四个光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】光的反射；光的全反射
【解析】【解答】设玻璃的临界角为C.由得，则C<45°.由图光线从玻璃射入空气时入射角为i=45°>C，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃。故A正确，BCD错误。
故选择A.
【分析】根据光发生全反射临界条件，由于入射角大于临界角发生全反射，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃。
7．下图是沿轴正方向传播的一列简谐横波在时刻的波形，波速为．图中处的质点的振动图像应是下图中的哪个（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】根据波动图像可知，在t=0时x=4m处的质点向上振动，且在平衡位置，BCD错误，A正确。
故选择A.
【分析】根据波动图像可知，利用振动与波动的关系可得，在t=0时x=4m处的质点向上振动，且在平衡位置可得。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2023高二下·宝鸡月考）甲、乙两单摆在同一地点受驱动力的作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两单摆的摆球质量一定相等
B．甲、乙两单摆的摆长之比为
C．若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的振幅相同
D．若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的周期均为
【答案】B,D
【知识点】受迫振动和共振；单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A.由图可得两单摆共振时的振幅相等，也可以得到两单摆的固有频率，但无法确定摆球质量是否相等，A不符合题意；
B.物体的固有频率等于驱动力频率时，物体会发生共振，振幅越大，可得甲的固有频率是，乙的固有频率是，则有，，可解得甲、乙两单摆的摆长之比为4：1，B符合题意；
C.若驱动力的频率为，由图可知，甲单摆振动的振幅大于乙单摆振动的振幅，C不符合题意；
D.做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，所以若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的频率均为，振动周期均为，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】单摆的周期和频率与质量无关；根据共振曲线找出两单摆的固有频率，求出单摆摆长；若驱动力的频率为，由图分析两摆的振幅；根据做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，求出两摆的周期。
9．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（ ）
A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低
【答案】A,B
【知识点】多普勒效应；波的叠加
【解析】【解答】A.甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则4B两点的竖直高度差为10cm，选项A正确；
B．波的周期为，从甲图所示时刻开始经0.25s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm，故B正确；
CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD错误。
故选择AB.
【分析】甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则4B两点的竖直高度差为10cm；再根据周期与波长和波速的关系可得波的周期；乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高。
10．下列有关光学现象的描述正确的是（ ）
A．如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套大
B．图乙是双缝干涉所形成的图样
C．若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图丙所示
D．如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波
【答案】A,D
【知识点】光的双缝干涉；光的全反射；光的衍射；光的偏振现象
【解析】【解答】A、光导纤维内芯的折射率比外套的大，光在有机玻璃内传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确；
B、单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，故图乙是单缝衍射图样，故B错误；
C、若观察到的条纹如图丙所示，可知检查平面右边处的空气膜厚度与前面的空气膜厚度相同，则厚玻璃板上表面有上凸的位置，故C错误；
D、拍摄玻璃内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤玻璃的反射光，光的偏振是现象横波独有的现象，所以光的偏振说明光是一种横波，故D正确。
故选：AD。
【分析】光导纤维内芯的折射率比外套的大，依据的原理是光的全反射；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗；薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的；光的偏振说明光是一种横波。
三、非选择题：共54分。
11．
（1）某同学在实验室利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝相距d，双缝到光屏的距离L，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示，则：
①分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为 ， ，相邻两条纹间距 ；
②波长的表达式 （用、L、d表示）；
③若将滤光片由红色换为绿色，得到的干涉条纹间距将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）该同学转身一看，旁边有玻璃砖，于是他开始做“测定玻璃的折射率”的实验。
④为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是 。
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．大头针和及和之间的距离尽量小些
D．在观察时，大头针只需要将挡住即可
⑤该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于点，过A点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，他测得，，则可求出玻璃的折射率 。
⑥他在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）
【答案】（1）11.1；15.6；0.75；；变小
（2）B；1.5；偏小
【知识点】测定玻璃的折射率；用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)①A位置游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.1 x 1mm= 0.1mm，所以最终读数为11.1mm，B位置游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.1 x 6mm= 0.6mm，所以最终读数为15.6mm，则；
②根据相邻明条纹间距公式变形可得 ，
③根据相邻明条纹间距公式，可知若滤光片由红色换为绿色，频率变高，波长变短，则涉条纹间距变小.
(2)④A.选择的入射角应尽量大些，以减小误差，故A错误；
B.大头针垂直地插在纸面上，故B正确；
C.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，在确定入射光线和折射光线时误差小，故C错误；
D.在观察时，大头针P4要挡住P1和P2及P3，故D错误。
故选择 B。
⑤根据折射定律和几何知识有
⑥做出光路图如图所示
不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖的宽度稍大些后，折射角比实际折射角偏大，根据折射定律可知他测得的折射率偏小。
【分析】（1）游标卡尺的读数：x==主尺读数+游标格数x游标卡尺精度；
根据相邻明条纹间距公式可得波长的表达式，再根据相邻明条纹间距公式把滤光片由红色换为绿色，频率变高，波长变短，则涉条纹间距变小可得；
（2）根据减小误差的方法：入射角应尽量大些，大头针垂直地插在纸面上，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，在观察时，大头针P4要挡住P1和P2及P3；
根据折射定律和几何关系可得；
不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖的宽度稍大些后，折射角比实际折射角偏大，根据折射定律可知他测得的折射率偏小。
12．两实验小组想验证动量守恒定律，第一组采用传统的如图甲所示的“碰撞实验装置”验证两小球碰撞前后的动量是否守恒；第二组设计了如图乙所示利用固定了两个光电门的气垫导轨验证两滑块碰撞前后的动量是否守恒。
（1）①关于第一组实验，下列说法正确的是 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道的末端切线无须保持水平
C．入射球A和被碰球B的质量必须相等
D．入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
②验证第一组实验的同学们用托盘天平测出了小球A的质量记为，小球B的质量记为，用毫米刻度尺测得O、M、P、N各点间的距离（图丙中已标出），则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为 。（用题中涉及的物理量符号x1、x2、x3表示，表达式应为最简形式）
（2）③第二组实验的同学用如图丁所示用螺旋测微器测量遮光板宽度 。
④第二组实验中测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光板的宽度分别为和。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、，则动量守恒应满足的关系式为 （用、、、、、表示）。
⑤若左、右遮光板的宽度相同，上一问中动量守恒应满足的关系式简化为 （用题中字母表示）。
【答案】（1）D；
（2）6.860；；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)①AB、第一组两小球碰撞后做平抛运动实验，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，小球离开斜槽开斜槽末端时必须具有水平初速度，所以斜槽末端切线必须保持水平，碰撞前动量不变，要求入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放，故D正确，ABC错误。
故选择D。
②碰撞前A球的动量可表示为：
碰撞后A、B两球的动量分别表示为：，
若动量守恒，取向右为正方向，则有：，
即
(2)③螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为36× 0.01mm，则遮光板宽度
d = 6.5mm + 36× 0.01mm=6.860mm
④P、Q通过光电门的速度大小为：，
如满足动量守恒，取向左为正方向，则有：
即
⑤若左、右遮光板的宽度相同，上一问中动量守恒应满足的关系式简化为∶
【分析】（1）两小球碰撞后做平抛运动实验，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，小球离开斜槽开斜槽末端时必须具有水平初速度，所以斜槽末端切线必须保持水平，碰撞前动量不变，要求入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放；
两小球碰撞前后的动量是守恒，取向右为正方向可得结论；
（2）螺旋测微器等于固定刻度读数+可动刻度读数；
由于遮光板的宽度的宽度较小，平均速度近似等于瞬时速度可得遮光板通过光电门的速度大小，根据动量守恒可得；
若左、右遮光板的宽度相同，由上一问中动量守恒化简可得。
13．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，此时刻波恰好传播到处，以此状态开始计时，经过时间1.9s后，在平衡位置坐标为的P质点第一次到达波峰。
（1）求这列波的波速大小。
（2）若P质点运动的路程是0.25m，则这列波传播的时间是多少。
【答案】（1）解：因波峰传到P质点的时间
解得
（2）解：由波形图可知，波上质点振动的振幅，P质点运动的路程是0.25m
为振幅的五倍，即5A，则
所以P质点运动的时间
波传播到P点的时间 ）
由题意可知
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【分析】（1）根据波的传播是匀速的，波峰传到P质点的时间已知，可得波的传播速度；
（2） 根据波形图可知，波上质点振动的振幅，P质点运动的路程为振幅的五倍，这列波的周期T=0.4s，可得P质点运动的时间t1， 波传播到P点的时间t2，可得这列波传播的时间为这两个时间之和。
14．如图所示，截面为半圆形玻璃砖，一束波长λ=6×10-7m的激光从沿圆心O与直径成37°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，从圆面水平射出后，进入双缝干涉装置，已知R=0.3m，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，sin37°=0.6。求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）光线在玻璃砖中传播的时间t；
（3）若P是光屏上的一点（图中未画出），P点与双缝S1、S2距离之差为2.1×10－6m，问P点是亮条纹还是暗条纹？（需要写出判断依据，只写结论不得分）
【答案】（1）解：
根据折射定律有
解得
（2）解：光线在玻璃中的传播时间为
根据光在介质中的传播速度
解得
（3）解：因光程差Δr=2.1×10－6m
所以N1==3.5
由此可知，从S1和S2到P点的光程差是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹。
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【分析】（1） 根据激光从沿圆心O与直径成37°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，几何关系可得临界角的大小，再根据根据折射定律可得玻璃砖的折射率；
（2）光线在玻璃中的传播时间等光程除以光在玻璃中传播的速度，又根据光在介质中的传播速度可得光线在玻璃砖中传播的时间 ；
（3） 根据光程差等于半波长的奇数倍和偶数倍判断P点是亮条纹还是暗条纹。
15．如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求：
（1）碰撞后瞬间小球达到的速度。
（2）碰撞过程中系统发的热。
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
【答案】（1）解：以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒
解得
方向水平向右。
（2）解：对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒
解得碰撞过程中系统发的热
（3）解：碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律
解得最高点相对于A点的高度
（4）解：由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式
解得
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间
【知识点】功能关系；动量守恒定律；能量守恒定律；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一子弹打木块模型；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】（1）以子弹和小球组成的系统动量守恒， 以水平向右为正方向可得动量守恒的表达式可解得；
（2） 对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒可解得碰撞过程中系统发的热；
（3） 碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律可解得最高点相对于A点的高度；
（4） 由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式可知从碰撞后，小球经过半个周期第一次回到A点。
1 / 1广东省深圳市龙华区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列几幅图片所展示的现象和情形与动量中缓冲无关的是（ ）
A．甲图中易碎物品运输时，要用柔软材料包装
B．乙图中码头边上悬挂着一排排旧轮胎
C．丙图中体操运动员着地时先屈膝后站立
D．丁图中直升机依靠螺旋桨旋转获得升力
2．下列情况中系统的动量不守恒的是（ ）
A．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统
B．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统
C．子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统
D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统
3．关于以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
B．图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图丙所示为立体电影原理是利用了光的色散
D．图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的偏振现象引起的
4．下列说法正确的是（ ）
A．若把一个在深圳地区走时准确的摆钟搬到北京去，则走时会变慢
B．物体做简谐运动时经过平衡位置的加速度可能不等于0
C．物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会增大
D．物体做简谐运动时，回复力的方向与速度方向总是相反
5．如图所示的四种光学现象，其中一种光学原理与其他几种不同的是（ ）
A．泊松亮斑
B．光通过圆孔得到的图样
C．光照射肥皂膜得到的图样
D．光照射针尖得到的图样
6．一束光线从折射率为的玻璃射入空气，在界面上的入射角为。如图所示的四个光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．下图是沿轴正方向传播的一列简谐横波在时刻的波形，波速为．图中处的质点的振动图像应是下图中的哪个（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2023高二下·宝鸡月考）甲、乙两单摆在同一地点受驱动力的作用下振动，其振幅A随驱动力频率f变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两单摆的摆球质量一定相等
B．甲、乙两单摆的摆长之比为
C．若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的振幅相同
D．若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的周期均为
9．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（ ）
A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低
10．下列有关光学现象的描述正确的是（ ）
A．如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套大
B．图乙是双缝干涉所形成的图样
C．若下方玻璃片上表面有一凹痕，则观察到的干涉条纹如图丙所示
D．如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波
三、非选择题：共54分。
11．
（1）某同学在实验室利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝相距d，双缝到光屏的距离L，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示，则：
①分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为 ， ，相邻两条纹间距 ；
②波长的表达式 （用、L、d表示）；
③若将滤光片由红色换为绿色，得到的干涉条纹间距将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）该同学转身一看，旁边有玻璃砖，于是他开始做“测定玻璃的折射率”的实验。
④为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是 。
A．选择的入射角应尽量小些
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．大头针和及和之间的距离尽量小些
D．在观察时，大头针只需要将挡住即可
⑤该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于点，过A点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，他测得，，则可求出玻璃的折射率 。
⑥他在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）
12．两实验小组想验证动量守恒定律，第一组采用传统的如图甲所示的“碰撞实验装置”验证两小球碰撞前后的动量是否守恒；第二组设计了如图乙所示利用固定了两个光电门的气垫导轨验证两滑块碰撞前后的动量是否守恒。
（1）①关于第一组实验，下列说法正确的是 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道的末端切线无须保持水平
C．入射球A和被碰球B的质量必须相等
D．入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
②验证第一组实验的同学们用托盘天平测出了小球A的质量记为，小球B的质量记为，用毫米刻度尺测得O、M、P、N各点间的距离（图丙中已标出），则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为 。（用题中涉及的物理量符号x1、x2、x3表示，表达式应为最简形式）
（2）③第二组实验的同学用如图丁所示用螺旋测微器测量遮光板宽度 。
④第二组实验中测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光板的宽度分别为和。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、，则动量守恒应满足的关系式为 （用、、、、、表示）。
⑤若左、右遮光板的宽度相同，上一问中动量守恒应满足的关系式简化为 （用题中字母表示）。
13．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，此时刻波恰好传播到处，以此状态开始计时，经过时间1.9s后，在平衡位置坐标为的P质点第一次到达波峰。
（1）求这列波的波速大小。
（2）若P质点运动的路程是0.25m，则这列波传播的时间是多少。
14．如图所示，截面为半圆形玻璃砖，一束波长λ=6×10-7m的激光从沿圆心O与直径成37°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，从圆面水平射出后，进入双缝干涉装置，已知R=0.3m，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，sin37°=0.6。求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）光线在玻璃砖中传播的时间t；
（3）若P是光屏上的一点（图中未画出），P点与双缝S1、S2距离之差为2.1×10－6m，问P点是亮条纹还是暗条纹？（需要写出判断依据，只写结论不得分）
15．如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求：
（1）碰撞后瞬间小球达到的速度。
（2）碰撞过程中系统发的热。
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动量定理；动量；反冲
【解析】【解答】ABC、由动量定理可知，在动量的变化量相同时，作用时间越长，作用力F越小；
易碎物品运输时要用柔软材料包装，都是为了延长作用时间以减少作用力；
码头边上悬挂着一排排旧轮胎；
体操运动员从高处跳下着地时先屈膝；
所涉及的知识与动量有关，故ABC正确，但不符合题意；
D.直升机依靠螺旋桨旋转获得升力，是“反冲现象”，即螺旋桨旋转对空气施加一个向下的力，根据牛顿第三定律可知，空气对螺旋桨一个向上的力，不是应用了与动量相关的物理，故D错误，但符合题意。
故选择D。
【分析】根据由动量定理可知，在动量的变化量相同时，作用时间越长，作用力F越小可得答案。
2．【答案】C
【知识点】动量守恒定律；爆炸；动量与能量的综合应用一子弹打木块模型
【解析】【解答】A、小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A错误；
B、子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故B错误；
C、子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C正确；
D、斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统内力远大于外力，动量守恒，故D错误；
故选择C。
【分析】根据动量守恒的条件即理想条件、单一条件和近似条件，可以判断系统的动量是否守恒。
3．【答案】A
【知识点】多普勒效应；光的干涉；光的全反射；薄膜干涉；光的偏振现象
【解析】【解答】A.图甲所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，故A正确；
B．图乙所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故B错误；
c． 图丙所示为立体电影原理是利用了光的偏振现象。故C错误；
D．图丁所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
故选择A。
【分析】根据多普勒效应的定义、光的干涉、光的偏振现象和全反射可得答案。
4．【答案】B
【知识点】受迫振动和共振；单摆及其回复力与周期；简谐运动；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A.若把一个在成都地区走时准确的摆钟搬到北京去，重力加速度变大，根据周期公式， 可知单摆的周期变小，则走时
会变快，故A错误；
B.物体做简谐运动时经过平衡位置的回复力为0，指向平衡位置的加速度为0，合加速度可能不等于0，如单摆在最低点，故B正确；
C.当驱动力的频率等于物体的固有频率时振幅最大，则当物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅不一定会增大，故C错误；
D.物体做简谐运动时回复力的方向总是指向平衡位置，与速度方向可能相同，也可能相反，故D错误。
故选择B。
【分析】根据单摆的周期公式可得时钟为什么会走快，根据物体做简谐运动的规律了的速度，加速度的关系，当驱动力的频率等于物体的固有频率时振幅最大，则当物体做受迫振动时如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅不一定会增大。
5．【答案】C
【知识点】光的干涉；薄膜干涉；光的衍射
【解析】【解答】ABD图象是由于光的衍射形成的，C图象是由于光的干涉形成的，故C正确，ABD错误。
故选择C
【分析】根据光的干涉和衍射的条件判断图中图样的原理，分析不同原理的图样，光照射肥皂膜属于薄膜干涉，其他图样属于衍射。
6．【答案】A
【知识点】光的反射；光的全反射
【解析】【解答】设玻璃的临界角为C.由得，则C<45°.由图光线从玻璃射入空气时入射角为i=45°>C，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃。故A正确，BCD错误。
故选择A.
【分析】根据光发生全反射临界条件，由于入射角大于临界角发生全反射，所以光线将在玻璃与空气的界面上发生全反射，光线全部反射回玻璃。
7．【答案】A
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象
【解析】【解答】根据波动图像可知，在t=0时x=4m处的质点向上振动，且在平衡位置，BCD错误，A正确。
故选择A.
【分析】根据波动图像可知，利用振动与波动的关系可得，在t=0时x=4m处的质点向上振动，且在平衡位置可得。
8．【答案】B,D
【知识点】受迫振动和共振；单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A.由图可得两单摆共振时的振幅相等，也可以得到两单摆的固有频率，但无法确定摆球质量是否相等，A不符合题意；
B.物体的固有频率等于驱动力频率时，物体会发生共振，振幅越大，可得甲的固有频率是，乙的固有频率是，则有，，可解得甲、乙两单摆的摆长之比为4：1，B符合题意；
C.若驱动力的频率为，由图可知，甲单摆振动的振幅大于乙单摆振动的振幅，C不符合题意；
D.做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，所以若驱动力的频率为，则甲、乙两单摆振动的频率均为，振动周期均为，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】单摆的周期和频率与质量无关；根据共振曲线找出两单摆的固有频率，求出单摆摆长；若驱动力的频率为，由图分析两摆的振幅；根据做受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的频率，求出两摆的周期。
9．【答案】A,B
【知识点】多普勒效应；波的叠加
【解析】【解答】A.甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则4B两点的竖直高度差为10cm，选项A正确；
B．波的周期为，从甲图所示时刻开始经0.25s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm，故B正确；
CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD错误。
故选择AB.
【分析】甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则4B两点的竖直高度差为10cm；再根据周期与波长和波速的关系可得波的周期；乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高。
10．【答案】A,D
【知识点】光的双缝干涉；光的全反射；光的衍射；光的偏振现象
【解析】【解答】A、光导纤维内芯的折射率比外套的大，光在有机玻璃内传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，故A正确；
B、单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，故图乙是单缝衍射图样，故B错误；
C、若观察到的条纹如图丙所示，可知检查平面右边处的空气膜厚度与前面的空气膜厚度相同，则厚玻璃板上表面有上凸的位置，故C错误；
D、拍摄玻璃内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤玻璃的反射光，光的偏振是现象横波独有的现象，所以光的偏振说明光是一种横波，故D正确。
故选：AD。
【分析】光导纤维内芯的折射率比外套的大，依据的原理是光的全反射；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗；薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的；光的偏振说明光是一种横波。
11．【答案】（1）11.1；15.6；0.75；；变小
（2）B；1.5；偏小
【知识点】测定玻璃的折射率；用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】(1)①A位置游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.1 x 1mm= 0.1mm，所以最终读数为11.1mm，B位置游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.1 x 6mm= 0.6mm，所以最终读数为15.6mm，则；
②根据相邻明条纹间距公式变形可得 ，
③根据相邻明条纹间距公式，可知若滤光片由红色换为绿色，频率变高，波长变短，则涉条纹间距变小.
(2)④A.选择的入射角应尽量大些，以减小误差，故A错误；
B.大头针垂直地插在纸面上，故B正确；
C.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，在确定入射光线和折射光线时误差小，故C错误；
D.在观察时，大头针P4要挡住P1和P2及P3，故D错误。
故选择 B。
⑤根据折射定律和几何知识有
⑥做出光路图如图所示
不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖的宽度稍大些后，折射角比实际折射角偏大，根据折射定律可知他测得的折射率偏小。
【分析】（1）游标卡尺的读数：x==主尺读数+游标格数x游标卡尺精度；
根据相邻明条纹间距公式可得波长的表达式，再根据相邻明条纹间距公式把滤光片由红色换为绿色，频率变高，波长变短，则涉条纹间距变小可得；
（2）根据减小误差的方法：入射角应尽量大些，大头针垂直地插在纸面上，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量大些，在观察时，大头针P4要挡住P1和P2及P3；
根据折射定律和几何关系可得；
不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖的宽度稍大些后，折射角比实际折射角偏大，根据折射定律可知他测得的折射率偏小。
12．【答案】（1）D；
（2）6.860；；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)①AB、第一组两小球碰撞后做平抛运动实验，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，小球离开斜槽开斜槽末端时必须具有水平初速度，所以斜槽末端切线必须保持水平，碰撞前动量不变，要求入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放，故D正确，ABC错误。
故选择D。
②碰撞前A球的动量可表示为：
碰撞后A、B两球的动量分别表示为：，
若动量守恒，取向右为正方向，则有：，
即
(2)③螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为36× 0.01mm，则遮光板宽度
d = 6.5mm + 36× 0.01mm=6.860mm
④P、Q通过光电门的速度大小为：，
如满足动量守恒，取向左为正方向，则有：
即
⑤若左、右遮光板的宽度相同，上一问中动量守恒应满足的关系式简化为∶
【分析】（1）两小球碰撞后做平抛运动实验，验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，小球离开斜槽开斜槽末端时必须具有水平初速度，所以斜槽末端切线必须保持水平，碰撞前动量不变，要求入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放；
两小球碰撞前后的动量是守恒，取向右为正方向可得结论；
（2）螺旋测微器等于固定刻度读数+可动刻度读数；
由于遮光板的宽度的宽度较小，平均速度近似等于瞬时速度可得遮光板通过光电门的速度大小，根据动量守恒可得；
若左、右遮光板的宽度相同，由上一问中动量守恒化简可得。
13．【答案】（1）解：因波峰传到P质点的时间
解得
（2）解：由波形图可知，波上质点振动的振幅，P质点运动的路程是0.25m
为振幅的五倍，即5A，则
所以P质点运动的时间
波传播到P点的时间 ）
由题意可知
【知识点】机械波及其形成和传播
【解析】【分析】（1）根据波的传播是匀速的，波峰传到P质点的时间已知，可得波的传播速度；
（2） 根据波形图可知，波上质点振动的振幅，P质点运动的路程为振幅的五倍，这列波的周期T=0.4s，可得P质点运动的时间t1， 波传播到P点的时间t2，可得这列波传播的时间为这两个时间之和。
14．【答案】（1）解：
根据折射定律有
解得
（2）解：光线在玻璃中的传播时间为
根据光在介质中的传播速度
解得
（3）解：因光程差Δr=2.1×10－6m
所以N1==3.5
由此可知，从S1和S2到P点的光程差是波长λ1的3.5倍，所以P点为暗条纹。
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【分析】（1） 根据激光从沿圆心O与直径成37°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，几何关系可得临界角的大小，再根据根据折射定律可得玻璃砖的折射率；
（2）光线在玻璃中的传播时间等光程除以光在玻璃中传播的速度，又根据光在介质中的传播速度可得光线在玻璃砖中传播的时间 ；
（3） 根据光程差等于半波长的奇数倍和偶数倍判断P点是亮条纹还是暗条纹。
15．【答案】（1）解：以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒
解得
方向水平向右。
（2）解：对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒
解得碰撞过程中系统发的热
（3）解：碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律
解得最高点相对于A点的高度
（4）解：由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式
解得
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间
【知识点】功能关系；动量守恒定律；能量守恒定律；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一子弹打木块模型；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】（1）以子弹和小球组成的系统动量守恒， 以水平向右为正方向可得动量守恒的表达式可解得；
（2） 对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒可解得碰撞过程中系统发的热；
（3） 碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律可解得最高点相对于A点的高度；
（4） 由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式可知从碰撞后，小球经过半个周期第一次回到A点。
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