河南省郑州市新郑双语高级中学2023-2024学年高二下学期期中测评物理试题（含解析）

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新郑双语高级中学2023-2024学年高二下学期期中测评
物理
注意事项：
1．本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。
2．请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、准考证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。
3．答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列说法正确的是（ ）
A．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率
C．只有水波会发生干涉现象，声波、电磁波等其他波都不能发生干涉现象
D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光
2．垒球是一项集竞技性、观赏性和娱乐性为一体的运动项目。如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回。若球棒与垒球的作用时间为，球棒与垒球的平均作用力大小为，以沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．球棒对垒球的冲量为 B．垒球对球棒的冲量为
C．垒球的初动量为 D．垒球被击出后的速度大小为
3．有两个简谐运动，振动方程分别为和，下列有关它们的说法正确的是（ ）
A．它们的振幅之比为 B．它们的周期之比为
C．它们的频率均为 D．它们的相位差
4．如图所示为一列沿轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形，为波上两个质点。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为
B．时，的速度大于的速度
C．若简谐横波的周期为，则比早回到平衡位置
D．若简谐横波的周期为，则时间内，沿轴移动
5．如图所示，一竖直接收屏在点与玻璃球体相切，玻璃球体的半径为为球心，为直径。自点发出的一光线沿方向在点射出，，出射光线平行于，照射在接收屏上的点。另一光线沿方向恰好在点发生全反射，。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃球体对光的折射率比对光的折射率大
B．在玻璃球体中光的传播速度比光的传播速度小
C．若光为黄光，则光可能是绿光
D．用同一双缝干涉实验装置做实验，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距小
6．如图甲所示，处于静止状态的两个弹性球和放在光滑的水平面上，质量分别为和，其中。现给球一个水平向右的瞬时冲量，使两球发生弹性碰撞；以碰撞瞬间为计时起点，图乙表示两球的速度随时间变化的规律，从图示信息可知（ ）
A．初始时刻，球所受瞬时冲量大小为
B．在时刻，球的动量大小为
C．在时刻，球的动量为
D．在相互挤压的过程中产生的最大弹性势能为
7．利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法正确的有（ ）
A．若仅将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
B．若仅将滤光片由紫色换成绿色，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
C．若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽
D．若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，波长测量值偏小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示，一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法中正确的是（ ）
A．这列波沿轴正方向传播
B．在时，质点偏离平衡位置的位移为
C．在时，质点的加速度方向与轴正方向相同
D．从到，质点沿波的传播方向移动的距离为
9．下列四种光学现象，对其原理解释正确的是（ ）
A．抽掉图甲中的薄片后，从上而下观察到干涉条纹的数目会增多
B．图乙中央的亮点（泊松亮斑）是由光的干涉形成的
C．图丙中观看立体电影的眼镜镜片是依据光的偏振原理制成的
D．图丁中水中的气泡非常明亮，其原因是一部分光发生了全反射
10．如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的小车，固定在小车上的轻竖杆一端系一长为l的细绳，细绳的另一端固定质量为m的小球。将小球向右拉至细绳刚好水平后放手，则下列说法正确的是（ ）
A．小球摆到报低点时的速度大小为
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量总是等大反向或都为零
C．小球能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学选用如图所示的单摆实验装置测定重力加速度。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用______。
A．长度为左右的细线 B．长度为左右的细线
C．直径为的塑料球 D．直径为的铁球
（2）组装好装置，用毫米刻度尺测摆线长，用游标卡尺测摆球直径。游标卡尺示数如图所示，则摆球直径______，记摆长。
（3）改变摆长，测量出多组周期和摆长的数值后，画出“的关系图像如下图所示，则当地的重力加速度______（用图中的字母及表示）。
（4）若在实验过程中，该同学误将摆球59次全振动的时间记作60次，则重力加速度的测量值会______（选填“不变”“偏大”或“偏小”）。
12．（9分）用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，如图所示。用两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞，测量碰撞前后的动量大小，比较碰撞前后动量关系来验证动量守恒定律。
（1）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？______。
A．水平槽上未放被碰小球时，测量入射小球落点位置到O点的距离
B．两球碰撞后，测量入射小球和被碰小球落点到O点的距离
C．测量两球的直径
D．测量两球的质量（或两球质量之比）
E．测量水平槽面相对于O点的高度
（2）实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是______。
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小
B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确
C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小
（3）图中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位置由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，测出平抛射程，然后，把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由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，入射小球与被撞小球平均落地点到点距离分别为。若入射小球质量为，被碰小球质量为，则关系式______（用及表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。
13．（10分）一列简谐横波在介质中沿轴正方向传播，波源位于坐标原点时波源开始振动，时波源停止振动，如图为时靠近波源的部分波形图，其中质点的平衡位置离原点的距离为。求：
（1）波的传播速度。
（2）判断波源的起振方向，并写出理由。
14．（12分）如图所示，一个半径为的半圆柱透明体和相距为的另一个边长的长方透明体平行放置。现让一束单色光沿半圆柱体的半径入射，当圆心处入射角时，恰好有光线从边中点射入长方透明体，在的面恰好发生全反射后，从面以出射角射出长方透明体（图中未画出），已知光在空气中的传播速度为，求：
（1）半圆柱体P对该单色光的折射率；
（2）长方透明体Q对该单色光的折射率；
（3）光从半圆柱体P入射到从长方透明体Q射出所用的时间。
15．（17分）有一右端带有光滑圆弧槽的质量为的长木板静止在光滑水平面上，其水平部分上表面粗糙，水平部分长度为；在长木板的左端放一质量为的滑块（可视为质点），的上方点用细绳悬挂着质量为的摆球（摆长为），如图所示。现将摆球从某一高度静止释放，在最低点刚好与滑块发生弹性碰撞（摆球和滑块等高）。已知碰后滑块以初速度水平向右运动，并以的速度滑离轨道的水平部分，且恰好能到达右侧圆弧槽的最高点。重力加速度为，求：
（1）碰撞前瞬间摆球在最低点时细绳所受的拉力；
（2）滑块与长木板上表面间的动摩擦因数；
（3）滑块从长木板圆弧槽滑下时长木板的速度大小。
参考答案
新郑双语高级中学2023-2024学年高二下学期期中测评
物理
1．D 【解析】冲量等于力和力作用时间的乘积，力作用在静止的物体上一段时间后，冲量不为零，A项错误。物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，B项错误。不只有水波会发生干涉现象，声波、电磁波等一切波都能发生干涉现象，干涉现象是波所特有的属性，C项错误。自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有变化，D项正确。
2．A 【解析】依据题意可知，沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则垒球的初动量为，C项错误；球棒对垒球的作用力的方向与垒球飞向球棒的方向相反，故球棒对垒球的冲量为，则垒球对球棒的冲量为，A项正确，B项错误；对垒球，由动量定理知：，则垒球被击出后的速度大小为，D项错误。
3．C 【解析】对简谐运动而言，其振幅，角速度，则周期，频率，初相位为。同理，对简谐运动而言，其振幅，角速度，则周期，频率，初相位为。两者相比可知，它们的振幅之比为；它们的周期之比为；它们的频率均为；它们的相位差；A、B、D项错误，C项正确。
4．C 【解析】如图所示，质点的位移为，刚好是振幅的一半，则根据正弦函数关系，之间的距离刚好为半个波长的，即，解得波长，A项错误；图中和都在距离平衡位置的距离为的地方，此时刻两者的速度大小相等，方向相反，B项错误；根据知，简谐横波的传播速度，则简谐波从传播到需要的时间为，因此，比早回到平衡位置，C项正确；在时间内，简谐波沿轴负方向平移，但质点不会随波平移，D项错误。
5．C 【解析】设，则；对光而言，根据几何关系和折射率的定义可知，；同理，对光而言，，则，解得，故玻璃球体对光的折射率比对光的折射率小，A项错误。在玻璃球体中，由知，由于玻璃球对光的折射率比对光的折射率小，则光的传播速度比光的传播速度大，B项错误；根据光的频率越大，折射率也越大，可知光的频率比光的频率小，黄光的频率比绿光的频率小，若光为黄光，则光可能是绿光，C项正确；用同一双缝干涉实验装置做实验，根据知，光波长比光的波长长，光的干涉条纹间距比光的干涉条纹间距大，D项错误。
6．D 【解析】初始时刻，给球一个水平向右的瞬时冲量，根据动量定理可得，由图乙知，，故球所受瞬时冲量大小为，A项错误；两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由图乙图线可知，时刻两球速度相等，为，由动量守恒定律得，解得，在时刻，球的动量大小为，B项错误；两球碰撞后，再分开，对全过程而言，根据能量守恒定律可得，由动量守恒定律可得，联立求解可得，所以在时刻，球的动量为，C项错误；在时刻，相互挤压的过程中产生的弹性势能最大，根据能量守恒定律得，代入数值可得，故在相互挤压的过程中产生的最大弹性势能为，D项正确。
7．B 【解析】在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、双缝到光屏之间的距离成正比，与双缝间的距离成反比。若仅将单缝向双缝移动一小段距离，不会影响上述三个变量，故干涉条纹间距不会发生变化，A项错误。若仅将滤光片由紫色换成绿色，绿色光的波长大，紫色光的波长小，故干涉条纹间距将变大，B项正确。若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，则变小，干涉条纹间距变小，C项错误。若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，则变大，据，知波长测量值偏大，D错误。
8．BC 【解析】根据图像分析可知，时刻，质点振动方向沿轴负方向，根据波的传播规律，可判断该波沿轴负方向转播，A项错误。质点位于处，根据函数关系可知，质点位移，B项正确。这列波的周期为，从到处振动恰好传到点，可知时质点位移为负，此时其加速度方向与轴正方向相同，C项正确。据波的传播规律知，质点不会随波逐流，D项错误。
9．CD 【解析】图甲中，抽掉薄片后标准样板和厚玻璃板之间缝隙变小，观察到光的干涉条纹会向右平移，故观察到干涉条纹的数目会减少，A错误；泊松亮斑是由光的衍射现象形成的，光绕过不透光圆盘的边沿，在不透光的圆板中心形成亮斑，B错误；观看立体电影时，需要配戴偏振眼镜，是因为立体电影的左右播放机播放偏振方向不同的影片，只有通过偏振片后才能看到立体电影，C正确；图丁中水中的气泡非常明亮，是由于光从水中射向气泡发生了全反射现象，D正确。
10．BC 【解析】系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，水平方向任意时刻小球与小车的动量总是等大反向或都为零；当小球摆到最低点时有向左的动量，则此时小车必然有向右的速度，根据能量守恒定律可知，A项错误，B项正确。根据水平方向的动量守恒及系统机械能守恒得，小球仍能向左摆到原高度，C项正确。小球相对于小车的最大位移为，根据“人船模型”规律知，系统水平方向动量守恒，设小球水平方向的平均速度为，小车水平方向的平均速度为，两边同时乘以运动时间，即，又，解得小车向右移动的最大距离为，D项错误。
11．（6分）（1）AD （2）19.95 （3） （4）偏大
【解析】（1）尽量使摆线长一些，大约左右，这样摆球在摆动过程中测量时间的误差会小一点；而摆球要选用铁球或钢球，直径大约为左右，答案选AD。
（2）图中游标卡尺的主尺读数为，游标尺的第19条线与主尺刻度对齐，读数为，因此，最后的读数为。
（3）根据单摆的周期公式变形得。由的关系图像可以看出，推出重力加速度。
（4）误将摆球59次全振动的时间记作60次，则计算出来的单摆周期将变小，根据知，值偏大。
12．（9分）（1）ABD （2）C （3）
【解析】（1）测量的数据有：两小球的质量，三个落点到点的距离。所以应选ABD。
（2）入射小球的释放点越高，入射小球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力影响越小，可以较好地满足动量守恒的条件，有利于减小误差，C正确。
（3）因平抛落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为。
13．（1）根据题意，波源在点，时波源停止振动，时波尾刚好传播到处；根据波的传播特点可知，
（2）根据图像可知，波长，周期
根据题意可知，波源振动的时间，则波源做全振动的次数为次
根据图像可知，波源起振方向应与点此时刻振动方向一致，即波源起振方向沿轴负方向
14．（1）如图所示，画出光路图后，根据几何关系可知，光从半圆柱体射出后的折射角刚好也为
则根据折射定律知
解得
（2）光射入长方透明体后，根据几何关系知
联立求解得
（3）根据知，光在半圆柱体中的传播速度
光在长方透明体中的传播速度
根据几何关系得，光在长方透明体中的传播距离为
故光从半圆柱体入射到从长方透明体射出所用的时间
15．（1）在最低点，对摆球和滑块的弹性碰撞过程，根据动量守恒定律和能量守恒定律得
联立解得
在最低点，对摆球有
解得
根据牛顿第三定律可知，摆球在最低点时细绳所受的拉力大小为，方向竖直向下
（2）对滑块和长木板组成的系统而言，
由动量守恒定律得
由能量守恒定律可得
联立两式可得
（3）设滑块从长木板圆弧槽滑下时的速度为，此时长木板的速度为
则对滑块冲上圆弧到再次返回水平部分的过程
由动量守恒定律得
由能量守恒定律可得
解得
故滑块从长木板圆弧槽滑下时长木板的速度大小为。