云南省昭通市绥江县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷（含答案）

绥江县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试
物理
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第3页至第6页。考试结束后，请将答题卡交回。满分100分，考试用时90分钟。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、单项选择题（本大题共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．下列关于多普勒效应的说法正确的是（ ）
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝着观察者运动时，声源的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
2．下列措施有利于提高火箭的飞行速度的是（ ）
A．增大喷出的气体速度 B．提高喷出的气体温度
C．减小喷出的气体体积 D．减小喷出的气体密度
3．在同一地点，两个摆长分别为和的单摆，做小角度的振动，它们的振动图像分别如图中的a和b所示，可知（ ）
A．1∶3 B．1∶9 C．3∶1 D．9∶1
4．一个春光明媚的周末上午，小华一家来到公园玩。小华发现吹出的肥皂泡有彩色花纹（如图所示），彩色花纹形成的原因是（ ）
A．光的偏振 B．光的折射 C．光的干涉 D．光的衍射
5．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间距离是20cm，小球经过A点时开始计时，经过2s首次到达B点，则（ ）
A．从O→B→O小球做了一次全振动 B．振动周期为2s，振幅是10cm
C．从B开始经过6s，小球通过的路程是60cm D．从O开始经过3s，小球处在平衡位置
7．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（ ）
A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．相同条件下，a光比b光衍射明显
C．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉
D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
二、多项选择题（本大题共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，有错选的得0分）
8．如图所示，A、B、C、D四个单摆的摆长分别为l、、l、，摆球的质量分别为2m、2m、m、，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来，通过水平细线迫使B、C、D也振动起来，则下列说法正确的是（ ）
A．B、C、D中B的摆长最长，振幅最大
B．B、C、D中C的振幅最大
C．B、C、D中因D的质量最小，故其振幅是最大的
D．A、B、C、D四个单摆的周期均相同
9．如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ，则（ ）
A．过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒
B．过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒
C．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒
D．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒
10．如图中实线是某时刻的波形图像，虚线是经过0.2s时的波形图像，下列说法正确的是（ ）
A．波传播的可能距离为7m或5m B．周期不可能是或0.8s
C．若波速是35m/s，波向右传播 D．若0.2s小于一个周期时，传播的距离为3m或1m
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
注意事项：
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
11．（6分）如图所示，某实验小组同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量______间接解决这个问题（填序号）。
A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程 D．小球做平抛运动的时间
（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轨上S位置处由静止释放，得到其平均落地点的位置P，测量OP长度；然后，让被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上S位置处由静止释放，与小球相碰，并多次重复，分别得到、相碰后平均落地点的位置M、N，分别测量OM、ON长度；最后用天平测量两个小球的质量分别为、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为______；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______。（均用已知物理量符号表示）
12．（8分）如图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”的实验设备示意图。
（1）已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距。用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜和手轮等构成（如图乙所示），转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，如图丙所示，记下此时手轮上的读数为______mm，转动测量头，使分划板中心刻线对准第4条亮纹的中心，如图丁所示，记下此时手轮上的读数为______mm，则该光波的波长为______m（结果保留两位有效数字）。
（2）若在调节过程中观察到图戊所示的干涉条纹，则出现这种现象的原因是______。
A．单缝与双缝不平行
B．单缝与双缝的距离太近
C．设备安装时，没有调节光源的高度使光线把整个光屏都照亮
四、计算题（本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，波传播到质点处时记为初始时刻，图甲是初始时刻的波形图，图乙是质点的振动图像，Q是位于处的质点。求：
（1）波传播速度的大小；
（2）在0~16s内，质点Q经过的路程。
14．（12分）某透明物体的横截面如图所示，其中为等腰直角三角形，直角边的长度为L，ADC为半圆，其圆心O在AC边的中点，此透明物体的折射率。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，经过一次全反射后能照亮（有光射出）半圆某区域，真空中的光速为c。求：
（1）半圆ADC上被照亮（有光射出）的圆弧长度s；
（2）经过圆心O（不考虑AC光线）的光线在透明物体中传播的时间t。
15．（18分）如图所示，用长的轻绳拴住一质量为的小球，绳的一端固定在O点，起始时，小球位于O点竖直平面内右上方的A点，绳子处于绷直状态，OA与水平方向夹角为37°。给小球一向左的水平初速度，当绳子再次绷直时，小球刚好运动到O点左侧等高的B点（绳子绷直后立即在竖直平面内做圆周运动）。小球运动到最低点与地面上质量为的木板发生弹性碰撞，木板最右端上静止有一质量为的物块（可视为质点），板块间的动摩擦因数为0.1，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，已知，g取。
（1）求小球平抛出去的初速度大小；
（2）求小球与木板碰撞后的瞬间速度的大小；
（3）为使物块不掉落，木板的最小长度及物块最终静止位置与木板最右端的距离。
绥江县第一中学2023-2024学年高二下学期开学考试
物理参考答案
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题（本大题共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）
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D A D C C C A
【解析】
1．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，故A错误。声源静止时，若观察者相对声源运动，可能发生多普勒效应，故B错误。声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率变高，故C错误。声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，故D正确。
2．把火箭和喷出的气体看成系统，设原来的总质量为，每秒喷出的气体体积为、密度为，喷出气体的速度大小是，剩余的质量的速度大小是，由于系统动量守恒，以火箭的速度方向为正方向，由系统动量守恒得，解得，由上式可知，越大，一定越大，故A正确。
3．由图可知，根据单摆的周期公式，可得，故D正确。
4．光照射在肥皂泡上，在肥皂泡的内外两个表面分别发生反射，两列反射光在肥皂泡膜的外表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故C正确。
5．两球碰撞过程中系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得，解得。如果两球发生完全弹性碰撞，有，由机械能守恒定律得，解得，则碰撞后的速度，故C正确。
6．小球从只完成半个全振动，故A错误。从是半个全振动，用时，所以振动周期是，故B错误。因为，所以小球经过的路程为，故C正确。从开始经过，小球处在最大位移处（或），故D错误。
7．由图可知，透明材料对光的折射率大于对光的折射率，即，又，得，故A正确。光折射率较小，则频率更低，波长更长，相同条件下，光比光衍射明显，故B错误。两种光频率不同，不可以发生干涉，故C错误。根据，可知光的临界角较小，故D错误。
二、多项选择题（本大题共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，有错选的得0分）
题号 8 9 10
答案 BD BD AD
【解析】
8．A 做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而在产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等，故D正确。由于的摆长相等，则的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比摆大，故A、C错误，B正确。
9．子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程，子弹和木块组成的系统所受合外力近似为零，系统动量守恒，但要克服摩擦力做功，产生热量，系统机械能不守恒，故A错误，B正确。过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，故C错误，D正确。
10．若波向左传播时，传播的距离为，当时，小于一个周期；当时。若波向右传播时，传播的距离为，当时，小于一个周期；当时，故A、D正确。当波向左传播时，传播时间为，解得，当时；当波向右传播时，传播时间为，解得；当时，故B错误。当波向左传播时，当时，可知该波向左传播，故C错误。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、填空、实验题（本大题共2小题，共14分）
11．（每空2分，共6分）
（1）C
（2）
【解析】（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题，故C正确。
（2）根据平抛运动规律，解得。根据动量守恒定律，解得。若碰撞是弹性碰撞，根据机械能守恒定律，解得。
12．（每空2分，共8分）
（1）2.191～2.194均可 7.868～7.872均可
（2）C
【解析】（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第1条读数为，第4条读数为，根据，，解得。
（2）分析可知，出现题图丁中所示现象的原因是光路调节中，没有调节好光源的高度，故C正确。
四、计算题（本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）
解：（1）由图甲可知该波的波长为，由图乙可知该波的周期为，波速
①
解得 ②
（2）由图甲可知，当波传播到质点所在位置的时间为 ③
所以质点运动的时间为 ④
由图可知其振幅为，而质点是从平衡位置开始起振，所以其运动的路程为
⑤
⑥
解得
14．（12分）
解：（1）当光线入射在半圆界面上的入射角等于临界角时，恰好发生全反射，如图中光线，入射在点上方的光线不能射出来，故被照亮（有光射出）的圆弧长度为圆弧的2倍，由
①
②
③
解得 ④
（2）由图，经过圆心的光线在透明物体中传播的距离为 ⑤
光在透明体中传播的速度，则 ⑥
则传播时间 ⑦
15．（18分）
解：（1）小球从到，有
①
②
由几何关系有 ③
解得 ④
（2）小球到点时，水平分速度因为绳子作用瞬间变为0，故小球到点时
⑤
⑥
解得
小球与木板发生弹性碰撞，有 ⑦
⑧
解得 ⑨
（3）对木板，根据牛顿第二定律得 ⑩
对物块，根据牛顿第二定律得
解得
共速时，有
得内解得
木板至少长
共速后，对木板，有
物块，有
距右端的距离