安徽省合肥一六八中学2024-2025学年高二上学期第五次检测物理试卷（含解析）

安徽省合肥市合肥一六八中学2024-2025学年高二上学期第五次检测物理试卷
一、单选题
1．蝉的家族中的高音歌手是一种被称做“双鼓手”的蝉。它的身体两侧各有一大大的环形发声器官，身体的中部是可以内外开合的圆盘。圆盘开合的速度很快，抖动的蝉鸣就是由此发出的。某同学围绕蝉所在的树干悄悄走了一圈，听到忽强忽弱的蝉鸣声，以下对该现象解释正确的是（　　）
A．这种现象属于声波的衍射现象
B．这种现象属于声波的干涉现象
C．这种现象属于声波的多普勒效应
D．这种现象属于声波的反射现象
2．如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移—时间图像，P、N是图像上的两个点，下列说法正确的是（　　）
A．摆球在P点时做减速运动
B．摆球在N点时正在升高
C．摆球在P点时的动能和在N点时的动能相同
D．摆球在P点时的机械能大于在N点时的机械能
3．平行板玻璃砖横截面如图，上下表面足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上表面，从下表而射出时分为a、b两束光，则（　　）
A．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
B．在玻璃中传播时，b光的传播速度较大
C．以相同的入射角从水中斜射入空气，a光的折射角大
D．增大入射光在上表面的入射角，可能只有一种光从下表面射出
4．如图所示，一架质量为的喷气式飞机飞行的速率是，某时刻它向后喷出的气体相对飞机的速度大小为，喷出气体的质量为，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　）
A．若，则喷出气体的速度方向与飞机飞行方向相同，喷气后飞机速度不会增加
B．只有，喷气后飞机速度才会增加
C．喷气后飞机速度为
D．喷气后飞机增加的速度为
5．如图所示，一辆小车（装有细沙）与一轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，某人手里拿着一个小球悬于小车上方，某时刻突然松手释放小球，使小球竖直落入小车沙堆中，假设小球落入沙堆中立刻与小车保持相对静止，以下说法正确的是（　　）
A．若小车正好通过平衡位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的振幅变小
B．若小车正好通过平衡位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的周期变小
C．若小车正好通过最大位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的振幅变小
D．若小车正好通过最大位置时，小球落入沙堆，则小球与小车保持相对静止后，弹簧振子的周期不变
6．如图表示同一种均匀介质中两列频率相同、振幅不同的波在某时刻叠加的情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是（　　）

A．a、c两点连线上所有点均为振动加强点
B．b、d两点连线上所有点均为振动减弱点
C．该时刻b点和d点的位移相同
D．周期后，点的位移比d点大
7．如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　）
A．和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同
B．和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同
C．和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同
D．和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同
8．如图所示，一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状，光导纤维的横截面直径为d，折射率为n，光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入，并使之全部从水平端面B射出，为保证光信号一定能发生全反射，光纤中心轴线的转弯半径R应不小于（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
9．图中实线为一列简谐横波在时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期大于，则下列说法正确的是（　　）
A．该波一定沿着负方向传播
B．该波的速度大小可能为
C．时，处的质点正在沿轴负方向运动
D．，处质点的路程为
10．在光滑的水平桌面上固定一个内侧光滑的圆形轨道，俯视图如图所示，为圆上两条相互垂直半径的端点。紧贴轨道内侧放置两个可视为质点的小球，质量分别为，开始时球静止于点，球在其左侧以的初速度向右与球发生第一次碰撞，随后两球在点发生第二次碰撞。已知小球之间的碰撞均为对心弹性碰撞，则（　　）
A．可能为7
B．一定为7
C．若只增大球的质量，则第二次碰撞点可能仍在处
D．若只增大球的初速度，则第二次碰撞点一定仍在处
三、实验题
11．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。
(1)在平铺的白纸上画出玻璃砖上表面和圆心O，先画出入射光线，让入射光线过圆心O。放置好玻璃砖，在入射光线适当位置垂直纸面插入大头针，从玻璃砖圆面一侧观察，垂直纸面插入大头针，使挡住 的像；
(2)图中A、B分别是入射光线延长线、折射光线上与O点等距的两点，A、B两点到法线的距离分别为4.50cm、2.75cm，则该玻璃砖的折射率 ；（结果保留三位有效数字）
(3)该实验中在白纸上画出玻璃砖的边界后，利用插针法，如果入射光线不过圆心O点，是否可以完成该玻璃砖折射率的测量 （选填“可以”或“不可以”）
12．某同学用如图甲所示的实验装置做“用单摆测定重力加速度”实验，该同学按照下列步骤进行实验，请你请回答相关问题：
（1）按图甲安装实验器材，你认为图乙中四种组装单摆方式正确的是 ；
（2）用20分度的游标卡尺测量小球的直径，该同学在读数时发现游标尺因磨损前端刻度已看不清，如图丙所示，然而该同学依然读出了游标卡尺的示数 ；
（3）用刻度尺测出摆线长为，将单摆拉开一小角度，释放摆球后观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 ；（结果均保留3位有效数字，取9.870）
（4）该同学发现测得的值偏大了，你认为可能的原因是 。
A．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
B．开始计时时，停表过迟按下
C．释放小球时未做到由静止释放，小球有一很小的初速度
四、解答题
13．如图所示，一棱镜的横截面ABC为等边三角形，一束单色光从AB的中点射向棱镜，经AB面折射进入棱镜的光线与BC平行，该棱镜对该单色光的折射率。已知三角形的边长为L，光在真空中的传播速度为c，求：

(1)求入射角i；
(2)光在棱镜中传播的时间。
14．如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、弹簧及底部组成，头部质量为，弹簧质量不计，劲度系数为，底部质量为，开始时弹簧小人静止于桌面上，现轻压头部后由静止释放，弹簧小人不停上下振动。已知当弹簧形变量为时，其弹性势能，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内。
（1）若使弹簧小人在振动过程中底部始终不离开桌面，则轻压头部释放时弹簧的压缩量需满足什么条件？
（2）若轻压头部释放时弹簧的压缩量为，则弹簧小人在运动过程中头部的最大速度是多大？
15．某同学设计的一款闯关游戏可以简化为如图所示模型：上表面粗糙的长木板和四分之一光滑圆弧槽紧靠在一起（二者未粘连）放在光滑的水平地面上，圆弧槽的下端与木板的上表面齐平，可视为质点的小物块一开始放在木板的最右端。游戏有两关：第一关用销钉将圆弧槽固定在地面上，给小物块一向左的初速度，若小物块能够滑上圆弧槽且最终未滑离木板，则闯关成功；第二关拔去销钉将圆弧槽解锁，并将整个游戏装置归回到初始状态，给小物块一向左的初速度，若小物块能够滑上圆弧槽且不会从圆弧槽上的上端冲出，则闯关成功。已知物块的质量为，圆弧槽和木板的质量均为，圆弧槽的半径，木板的长度，小木块与木板间的动摩擦因数，圆弧槽不会翻转，重力加速度取。
（1）在第一关中，若该同学给小物块的初速度，请通过计算分析该同学是否闯关成功？若闯关成功，则物块最终停在距木板左端多远处？
（2）在第二关中，若该同学给小物块的初速度为：
①小物块刚滑上圆弧槽时的速度是多大？
②请继续通过计算分析该同学是否闯关成功？
参考答案
1．B
2．D
3．A
4．C
5．A
6．A
7．B
8．A
9．AC
10．ACD
11．(1)
(2)1.64
(3)可以
12． D 9.40 2.00 9.87 B
【详解】（1）[1]组装单摆需选用轻且不易伸长的细丝线，密度大的摆球，线绕在横杆上，单摆摆动时摆长会发生变化，用铁夹悬挂方式单摆摆长不会发生变化.
故选D。
（2）[2]由图可知游标尺上的第8个刻度线与主尺的刻度线对齐，20分度游标卡尺的游标尺的最小分度值为，则游标卡尺的读数为
（3）[3]一次全振动过程中单摆经过最低点两次，则单摆的周期为
[4]摆长为
根据单摆的周期公式
可得
（4）[5]根据单摆的周期公式
可得
A．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则测量的摆长偏小，则测得重力加速度偏小，故A错误；
B．开始计时时，停表过迟按下，导致周期测量值偏小，由上述公式知，则测得重力加速度偏大，故B正确；
C．单摆周期由单摆本身决定，与释放时有无初速度无关，故C错误。
故选B。
13．(1)
(2)
【详解】（1）根据题意作出光路图如图所示

有题意可知
根据
可得
即
（2）光在棱镜中传播的速度为
光在棱镜中传播的距离为
则光在棱镜中传播的时间为
14．（1）；（2）
【详解】（1）设轻压头部释放时弹簧的压缩量为时，弹簧小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面，则刚释放时，对弹簧小人头部由牛顿第二定律有
弹簧小人做简谐运动，根据简谐运动的对称性可知，弹簧小人头部在最高点时的加速度大小也为，方向竖直向下，由牛顿第二定律有
此时对底部由平衡条件有
联立解得
故若使弹簧小人在振动过程中底部始终不离开桌面，则轻压头部释放时弹簧的压缩量需满足
（2）刚释放时弹簧的形变量为
弹簧振子在平衡位置时的速度最大，此时弹簧小人所受外力的合力为0，则弹簧压缩量
根据能量守恒有
解得
15．（1）闯关成功，；（2）①，②闯关成功
【详解】（1）因圆弧槽固定在地面上，当小物块向左运动时，木板和圆弧槽紧靠在一起不会分离，设小物块刚滑上圆弧槽时的速度为，由动能定理有
解得
由于
小物块没有冲出圆弧槽，因圆弧槽光滑，当小物块再次滑回圆弧槽的最低点时速度也为，假设小物块最终未滑离木板，则对小物块和木板由动量守恒有
对小物块和木板由能量守恒有
解得
故闯关成功，物块最终停在距木板左端的处。
（2）①拔去销钉，当小物块在木板上向左运动时，木板和圆弧槽则会紧靠在一起向左运动，设小物块刚滑上圆弧槽时的速度为，此时圆弧槽和木板的速度为，在该过程中，则对小物块、木板和圆弧槽由动量守恒有
由能量守恒有
解得
，
或者
，
由于此过程中，小物块的速度不可能小于木板与圆弧槽的速度，故取
，
即小物块刚滑上圆弧槽的速度是；
（2）若小物块未从圆弧槽上端冲出，则其在最高点与圆弧槽共速，若小物块能从圆弧槽上端冲出，因圆弧槽上端切线竖直，小物块来到圆弧槽最高点时的速度水平分量与圆弧槽的速度相同，小物块冲出后做斜上抛运动，当小物块上升到最高点时，竖直分速度为0，此时小物块的速度与木板的速度相同。综上可知，无论小物块能否从圆弧槽上端冲出，当其来到最高点时，都与圆弧槽共速。从小物块滑上圆弧槽到其上升到最高点，小物块和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒，则有
由机械能守恒有
综上解得
故闯关成功。