天津市北辰区2023-2024学年高二下学期期中考试物理
总分100分，考试时间60分钟。
注意：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.用黑色墨水的水笔或签字笔将答案写在答题卡上。
祝考生考试顺利！
第I卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（共5小题，每小题5分，共25分。每小题后有四个选项，只有一个选项符合题意，选出该选项并填涂在答题卡上）
1. 一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 质点振动频率是4Hz
B. 质点振动的振幅是2cm
C. t=4s时刻质点速度为零
D. 在t=2s和t=4s两时刻，质点速度大小相等、方向相同
2. 一列沿+x轴方向传播的简谐横波，振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（ ）
A. B. C. D.
3. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图甲所示，若从此时刻开始计时，则图乙表示a、b、c、d中哪个质点的振动图像（ ）
A. 表示a质点的振动图像
B. 表示b质点振动图像
C. 表示c质点的振动图像
D. 表示d质点的振动图像
4. 一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径；进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，则（ ）
A. AC是红光
B. 玻璃对单色光AC的折射率小于对单色光AD的折射率
C. 在玻璃中单色光AC的传播速度小于单色光AD的传播速度
D. 若增大入射角θ，则两束光都可能在A点发生全反射
5. 一列简谐横波沿+x轴方向传播，两质点a和b平衡位置间距为1.05m，波由a传到b，当a到达波峰时，b恰在平衡位置且向+y方向运动，已知a和b平衡位置间距小于波长，则波长为（ ）
A. 4.2m B. 2.1m C. 1.4m D. 1.05m
二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
6. 以下说法中正确的是（ ）
A. 图甲说明水对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，出射光线一定平行入射光线
C. 图丙是双缝干涉实验，光屏上得到的是彩色条纹
D. 图丁中的M、N是偏振片，此实验表明光波是横波
7. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波t时刻的波形图，已知波速为0.2m/s。以下结论正确的是（ ）
A. 该波的波长为4cm
B. 振源的振动周期为0.4s
C 从t时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置
D. t时刻，质点a速度大于质点b的速度
8. 弹簧振子作简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同。已知小于周期，则（ ）
A. 一定等于二分之一周期
B. 一定等于四分之一周期
C. 可能大于二分之一周期
D. 可能小于四分之一周期
第II卷（共60分）
9. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏，滤光片为红色滤光片。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则 。
A. 可观察到水平方向干涉条纹
B. 可观察到竖直方向的干涉条纹
C. 看不到干涉现象
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中 。
A. 观察不到干涉条纹
B. 可观察到明暗相间的白条纹
C. 可观察到彩色条纹
（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x110. 一位同学用单摆做测量重力加速度的实验。他将摆挂起后，进行了如下步骤
（1）测摆长L：用米尺量出摆线的长度l，用游标卡尺测出小球直径d，则。
（2）测周期T：将摆球拉起，然后放开。在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时。读出这段时间t，算出单摆的周期。
（3）将所测得的L和T代入单摆的周期公式算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。
指出上面各步骤中遗漏或错误的地方，并加以改正。
（1）_______________；
（2）_______________；
（3）______________。
11. 如图所示，MN间是足够长的光滑水平面，NP间是光滑圆弧，圆弧在N点处与MN平滑连接。小球a、b的质量分别为m、4m，开始时b球静止在MN间某点处，a球以速度v0向右运动，与b球发生正碰后，b球的瞬时速度是0.3v0。求：
（1）碰后瞬时a球的速度大小和方向；
（2）碰撞过程中损失机械能。
12. 如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体质量为M=20kg，在其右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度v0=3m/s向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升到最大高度后又沿斜面下滑。已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）推出冰块后小孩与滑板的速度大小v2；
（2）冰块沿斜面体上滑到最高点时冰块与斜面体共同速度v的大小；
（3）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
13. 静止在水平地面上的物体质量为m=2.5kg，物体与地面间滑动摩擦因数μ=0.2，物体受到水平拉力F作用，F方向不变，大小随时间变化规律如图所示，取重力加速度g=10m/s2，物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）6s内，拉力F对物体的冲量大小；
（2）6s内，摩擦力对物体的冲量大小；
（3）6s末物体的速度大小。天津市北辰区2023-2024学年高二下学期期中考试物理
总分100分，考试时间60分钟。
注意：
1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.用黑色墨水的水笔或签字笔将答案写在答题卡上。
祝考生考试顺利！
第I卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（共5小题，每小题5分，共25分。每小题后有四个选项，只有一个选项符合题意，选出该选项并填涂在答题卡上）
1. 一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 质点振动频率是4Hz
B. 质点振动的振幅是2cm
C. t=4s时刻质点的速度为零
D. 在t=2s和t=4s两时刻，质点速度大小相等、方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，质点振动的周期为
所以质点振动频率是
故A错误；
B．质点振动的振幅是
故B正确；
C．t=4s时刻质点在平衡位置，故质点的速度最大，故C错误；
D．在t=2s和t=4s两时刻，质点速度大小相等、方向相反，故D错误。
故选B。
2. 一列沿+x轴方向传播的简谐横波，振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】简谐横波沿+x轴方向传播，根据同侧法可知，图示时刻（λ，0）处质点向下运动，再经过后，质点到达波谷位置，则此时该质点的坐标为。
故选D
3. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图甲所示，若从此时刻开始计时，则图乙表示a、b、c、d中哪个质点的振动图像（ ）
A. 表示a质点的振动图像
B. 表示b质点的振动图像
C. 表示c质点的振动图像
D. 表示d质点的振动图像
【答案】B
【解析】
【详解】从此时刻开始计时，由图乙可知，对应质点从平衡位置向轴正方向振动；波沿x轴正方向传播，由图甲结合波形平移法可知，此时b质点从平衡位置向轴正方向振动，d质点从平衡位置向轴负方向振动，故图乙表示的是b质点的振动图像。
故选B。
4. 一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径；进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，则（ ）
A. AC是红光
B. 玻璃对单色光AC的折射率小于对单色光AD的折射率
C. 在玻璃中单色光AC的传播速度小于单色光AD的传播速度
D. 若增大入射角θ，则两束光都可能在A点发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．AC光的偏折程度比较大，则介质对AC光的折射率比较大，AC光是蓝光，光在介质中的传播速度为
因此在玻璃砖中单色光AC的传播速度小于单色光AD的传播速度，故AB错误，C正确；
D．发生全反射条件是光从光密介质到光疏介质且入射角大于临界角，则若增大入射角θ，则两束光都不可能在A点发生全反射，故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波沿+x轴方向传播，两质点a和b平衡位置间距为1.05m，波由a传到b，当a到达波峰时，b恰在平衡位置且向+y方向运动，已知a和b平衡位置间距小于波长，则波长为（ ）
A. 4.2m B. 2.1m C. 1.4m D. 1.05m
【答案】A
【解析】
【详解】波由a传到b，当a到达波峰时，b恰在平衡位置且向+y方向运动，已知a和b平衡位置间距小于波长，则a和b的距离满足
可得波长为
故选A。
二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
6. 以下说法中正确的是（ ）
A. 图甲说明水对a光的折射率大于对b光的折射率
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，出射光线一定平行入射光线
C. 图丙是双缝干涉实验，光屏上得到的是彩色条纹
D. 图丁中的M、N是偏振片，此实验表明光波是横波
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由甲图可知，复色光从空气进入水珠时，a光的偏振程度小于b光的偏振程度，则水对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误；
B．由图乙可知，光从玻璃砖下表面射出时的入射角等于光从玻璃砖上表面入射时的折射角，则光在从玻璃砖上表面入射时的入射角等于光从玻璃砖下表面射出时出射角，则出射光线一定平行入射光线，故B正确；
C．图丙是单色光的双缝干涉实验，光屏上得到的是明暗相间的单色条纹，故C错误；
D．图丁中的M、N是偏振片，此实验表明光的振动方向与传播方向垂直，说明光波是横波，故D正确。
故选BD。
7. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波t时刻的波形图，已知波速为0.2m/s。以下结论正确的是（ ）
A. 该波的波长为4cm
B. 振源振动周期为0.4s
C. 从t时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置
D. t时刻，质点a速度大于质点b的速度
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图可知，该波的波长为
故A错误；
B．振源的振动周期为
故B正确；
C．根据同侧法可知，从t时刻起，质点a比质点c先回到平衡位置，故C正确；
D．t时刻，质点a比质点b离平衡位置远，故质点a速度小于质点b的速度，故D错误。
故选BC。
8. 弹簧振子作简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同。已知小于周期，则（ ）
A. 一定等于二分之一周期
B. 一定等于四分之一周期
C. 可能大于二分之一周期
D. 可能小于四分之一周期
【答案】CD
【解析】
【详解】弹簧振子作简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同。已知小于周期，根据对称性可知，t1时刻和t2时刻应相对于平衡位置对称，如图所示
由图甲可知，可能小于四分之一周期；由图乙可知可能大于二分之一周期。
故选CD
第II卷（共60分）
9. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏，滤光片为红色滤光片。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则 。
A. 可观察到水平方向的干涉条纹
B. 可观察到竖直方向的干涉条纹
C. 看不到干涉现象
（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中 。
A. 观察不到干涉条纹
B. 可观察到明暗相间的白条纹
C. 可观察到彩色条纹
（3）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x1【答案】（1）B （2）C
（3）
【解析】
【小问1详解】
组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则可观察到竖直方向的干涉条纹；
故选B；
【小问2详解】
若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则各种颜色的单色光将发生干涉，则在目镜中可观察到彩色条纹；
故选C。
【小问3详解】
相邻两条纹间距为
根据
可得入射单色光波长的计算表达式为
10. 一位同学用单摆做测量重力加速度的实验。他将摆挂起后，进行了如下步骤
（1）测摆长L：用米尺量出摆线的长度l，用游标卡尺测出小球直径d，则。
（2）测周期T：将摆球拉起，然后放开。在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时。读出这段时间t，算出单摆的周期。
（3）将所测得的L和T代入单摆的周期公式算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。
指出上面各步骤中遗漏或错误的地方，并加以改正。
（1）_______________；
（2）_______________；
（3）______________
【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析 ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]摆长应时摆线得长度加上小球得半径，即
（2）[2]摆球相邻两次经过最低点得时间为半个周期，同时从1到60应是59次，故有
解得
（3）[3]实验过程只测量了一次摆线长得数据，误差太大，应改变摆长多次测量求平均值（或作图，得斜率后求解）。
11. 如图所示，MN间是足够长的光滑水平面，NP间是光滑圆弧，圆弧在N点处与MN平滑连接。小球a、b的质量分别为m、4m，开始时b球静止在MN间某点处，a球以速度v0向右运动，与b球发生正碰后，b球的瞬时速度是0.3v0。求：
（1）碰后瞬时a球的速度大小和方向；
（2）碰撞过程中损失的机械能。
【答案】（1），方向水平向左；（2）
【解析】
【详解】（1）a球与b球发生正碰后，由动量守恒定律
解得
故碰后瞬时a球的速度大小为，方向水平向左；
（2）碰撞过程中，由能量守恒定律
解得碰撞过程中损失的机械能为
12. 如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体质量为M=20kg，在其右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度v0=3m/s向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升到最大高度后又沿斜面下滑。已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）推出冰块后小孩与滑板的速度大小v2；
（2）冰块沿斜面体上滑到最高点时冰块与斜面体共同速度v的大小；
（3）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
【答案】（1）；（2）；（3）不能
【解析】
【详解】（1）小孩推出冰块过程，小孩和冰块组成的系统满足动量守恒，则有
解得小孩与滑板的速度大小为
（2）冰块沿斜面体上滑过程，系统满足水平方向动量守恒，则有
解得冰块与斜面体共同速度的大小为
（3）对冰块和斜面体组成的系统，从冰块开始滑上斜面体到与斜面体分离，根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
可知冰块与斜面体分离后，冰块的速度大小为，方向向右，由于冰块的速度与小孩的速度大小相等，方向均向右，所以冰块不能追上小孩。
13. 静止在水平地面上的物体质量为m=2.5kg，物体与地面间滑动摩擦因数μ=0.2，物体受到水平拉力F作用，F方向不变，大小随时间变化规律如图所示，取重力加速度g=10m/s2，物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）6s内，拉力F对物体的冲量大小；
（2）6s内，摩擦力对物体的冲量大小；
（3）6s末物体的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）F-t图象与t轴包围的面积表示冲量的大小，故6s内，拉力F对物体的冲量大小为
（2）滑动摩擦力的大小为
因为
，，
所以内物体处于静止状态，物体以做匀加速直线运动，物体以做匀加速直线运动，所以6s内，摩擦力对物体的冲量大小为
（3）全程由动量定理可得
代入数据解得6s末物体的速度大小为
