【文档说明】湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题 含解析.docx，共(18)页，3.912 MB，由小赞的店铺上传

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长郡中学2023年下学期高二期中考试物理时量：75分钟满分：100分一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.下列有关光学现象说法正确的是（）A.甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光的全反射B.乙中看到的全息照

片利用的是光的全反射原理而制成的C.丙中用涂有增透膜的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景D.丁中肥皂在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象【答案】A【解析】【详解】A．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光线从水中射向空气时发生光的全反射；故A正确；

B．全息照片是借助于一束相干的参考光，利用物光与参考光的光程差，同时记录光波的振幅与相位的信息，利用光的干涉现象；故B错误；C．加有偏振滤光片的相机拍照，偏振片可将车窗的反射光减弱，从而可以拍摄清楚汽车内部的情景；用涂有增透膜的相机拍照，仍不能拍摄清楚汽车内部的情景。故C错误。D．肥皂

泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线叠加产生的效果，这是光的干涉。故D错误。故选A。2.为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某

路面上的减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（）A.当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2HzB.当汽车以3m/s的速度行驶时最不颠簸C.当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸最厉害D.汽车速度越大，颠簸就越厉

害【答案】C【解析】分析】【详解】A．当汽车以5m/s的速度行驶时，驱动力的周期为1.5s0.3s5sTv===所以频率等于110Hz3fT==A错误；BCD．当汽车以3m/s的速度行驶时，汽车的频率为3Hz2Hz1.5vf=s==此时和固有频率相同，所以颠簸最厉

害，BD错误C正确。故选C。3.如图所示，O为弹簧振子的平衡位置，0=t时刻把小球向左拉到某位置静止释放。以水平向右为正方向，下列描述球相对O点的位移x、球的速度v、球所受回复力F、球的加速度a随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（）A.B.C.D.【答

案】D【解析】【详解】A．向右为正方向，0=t时刻，小球在左方，位移是负的，A错误；B．小球运动过程中加速度不是恒定的，不会做匀变速运动，B错误；C．小球运动过程中，合力Fkx=−且0=t时刻，小球在左方，位移是负的，回复力F为正，C错误；【D．由Fkxa

mm==−知，a与x大小成正比，方向相反，D正确。故选D。4.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。已知上下两束波从a处到b

处的路程分别为1s和2s，下列说法正确的是（）A.该消声器是根据波的衍射原理设计的B.该消声器是根据波的多普勒效应原理设计的C.1s和2s关系满足12(1,2,3)ssnn−==时，消声效果最好D.1s和2s关系满足12(21)(1,2,3)2ssnn−=

+=时，消声效果最好【答案】D【解析】【详解】AB．该消声器是根据波的干涉原理，故AB错误；CD．根据干涉特点知，两相干波源的距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点，要减弱声音，应满足12(21)(1,2,3)2ssnn−=+=故C错误，D正确。故选D

。5.本届杭州亚运会跳水项目上，中国跳水队实现“十全十美”，所有项目的金牌全部收入囊中。在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员在空中运动时，其动量变化量小于重力的冲量B.运动员从

刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量C.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的变化量等于水的作用力的冲量D.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向【答案】D【解

析】【详解】A．运动员在空中运动过程中只受重力作用，根据动量定理可知运动员在空中动量的变化量等于重力的冲量，故A错误；B．运动员在水中运动过程中受到重力和水对他的作用力，动量的变化向上，则其重力的冲量小于水的作用力的冲量，故B错误；C．整个过程

其动量的变化量等于合外力的冲量，故C错误；D．整个过程根据动量定理可得GFΔ0IIImv=+==所以GFII=−即运动员整个运动过程中重力冲量与水的作用力的冲量等大反向，故D正确。故选D。6.一列简谐横波沿x轴正方向传

播，其波速为10m/s，某时刻的波形如图所示。质点M的平衡位置处于5mx=处，在之后的1.4s内M点运动的路程为（）A.15cmB.21cmC.27cmD.33cm【答案】C【解析】【详解】由图可知，该波的波长为12m，由公式vT=可得，该波的

周期为1.2sT=则之后的1.4s内质点M振动了0.2sT+，振动一个周期通过的路程为1424cmsA==由同侧法可知，此时的质点M沿y轴正方向振动，由xvt=可得，经过0.2s，波传播的距离为2mx=则3mx=处质点的振动形式传到M点，即M点到

达波峰，则0.2s内质点M通过的路程为23cms=则在之后的1.4s内M点运动的路程为1227cmsss=+=故选C。二、多选题（本大题共4小题．每小题5分．共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要

求，全部选对得5分．选对但不全的得3分，有选错的得0分）7.芯片制作关键在于光刻机的技术突破，光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体提高分辨率。若浸没液体的折射率为1.6。当不加液体时光刻胶的曝光波长为180

nm，则加上液体后（）A.紫外线进入液体后波长变短B.传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的58C.紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率D.在液体中的曝光波长为112.5nm【答案】AD【解析】【详解】A．紫外线进入液体频率不变，传播速度变慢，则波长变短，故A正确；B．设传播

距离为L，在真空中的时间Ltc=在液体中所需时间1.685LLttccn===故B错误；的C．因紫外线在液体中波长变短，由产生明显衍射现象的条件可知，波长变短更不容易发生衍射，故C错误；D．紫外线在液体中波长

180nm112.5nm1.6n===故D正确。故选AD。8.如图甲所示是一组同学在“战绳”练习中晃动一端使其上下振动（可视为简谐运动）形成横波的情境。图乙所示是形成的简谐横波在某一时刻的波形图

，图丙所示为质点G以此时刻为计时起点的振动图像，下列说法正确的是（）A.此列波的波速为4m/sB.此列波向右传播C.经过2.125s时，质点E的加速度大于质点D的加速度D.质点B的位移随时间的变化规律为()()40cos2cmyt=【答案】ABD【解析】【详解】A．根据乙图可知该简

谐横波的波长为4m，由丙图可知质点的振动周期为1s，所以该简谐横波的波速为4s4m/s1vT===故A正确；B．由丙图可知质点G该时刻处于平衡位置，且向上运动，结合乙图可知质点G处于下坡，根据上下坡法可知，该简谐波向右传播；故B正确；C．2.125s此简谐

波向右传播的距离为42.125m8.5mxvt===画出2.125st=时的波形图3.5mx=的质点位于最低点，质点E和质点D与3.5mx=的距离相等，两质点距离平衡位置的距离相等，所以两者的加速度大小相等；故C错

误；D．质点F此时刻位移40cm，振动周期1s，而22rad/sT==则质点B的位移随时间的变化规律为()()40cos2cmyt=故D正确。故选ABD。9.A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后

的位移一时间图象，a、b分别为A，B两球碰前的位移一时间图象，c为碰撞后两球共同运动的位移一时间图象，若A球质量是2kgm=，则由图可知下列结论错误的是（）A.A、B碰撞前的总动量为3kgm/sB.碰撞时A对B所施冲量为4Ns−C.碰撞前后A的动量变化为6k

gm/sD.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J的【答案】AC【解析】【分析】【详解】由xt−图象可知，碰撞前有：A球的速度410m/s3m/s2Av−==−B球的速度4m/s=2m/s2Bv=碰撞后有：A、B两球的速度相等，为24''m/s=1m/s4

2ABvv−==−−对A、B组成系统，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前后都是做匀速直线运动，所以系统的动量守恒，碰撞前后A的动量变化为'4kgm/sAAApmvmv=−=根据动量守恒定律，

碰撞前后A的动量变化为4kgm/sBApp=−=−又()'BBBBpmvv=−所以4kg3Bm=所以A与B碰撞前的总动量为10kgm/s3ABBpmvmv=+=−总由动量定理可知，碰撞时A对B所施冲量为4kgm/s4NsBBIp==−=−碰撞中A、B

两球组成的系统损失的动能()222111'222kABBBAEmvmvmmv=+−+代入数据解得10JkE=所以AC错误，符合题意；BD正确，不符合题意；的故选AC。10.如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始

终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹的阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇，则A、B运动的过程中，下列说法正确的是（）A.木块和子弹A、B组成的系统动量守恒B.子弹B的初速度大小是子弹A的初速度大小的2倍C.子弹B的质量是子弹A的质量

的2倍D.若子弹A向右射入木块，与木块相对静止后，子弹B再向左射入木块，最终A进入的深度仍是B的2倍【答案】AC【解析】【详解】A．以子弹A、B和木块组成的系统为研究对象，系统的外力矢量和为零，则系统的动量守恒，A正确；BC．由动量守恒定律得AA

BB0mvmv−=即子弹A的初动量与子弹B的初动量大小相等，由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所受的阻力大小相等，设为f，根据动能定理，对子弹AAkA0fdE−=−得kAAEfd=对子弹BBkB0fdE−=−得kBBEfd=由于BA2dd=，则两子弹的初动能关系为k

AkB2EE=又222AAAkAAA22pmvEmm==222BBBkBBB22pmvEmm==则得AB2mm=，AB2vv=则子弹B的质量是子弹A的质量的2倍，子弹A的初速度大小是子弹B的初速度大小的2倍，B错误，C正确；D．若子

弹A向右射入木块，A与木块组成的系统动量守恒，子弹A与木块相对静止时具有向右的共同速度，由能量守恒定律可知，系统损失的机械能AkAEfdE=则AAdd子弹B再向左射入木块，由于A、B与木块组成的系统动量守恒，由前面的分析可知AABBmvmv=系统初动量为零，由动量守恒定律可知，最终

A、B与木块都静止，子弹射入木块过程，由能量守恒定律可知，系统损失的机械能BkBEfdE=则BBdd综上所述可知AB2ddD错误故选AC。三、实验题（共15分）11.某组同学在图a所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图b所示，将摆球拉开一小角度使其做简

。谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图c所示的vt−图线。（1）由图c可知，该单摆的周期T=__________s；（2）摆线长度L为单摆悬点至小球上端的距离，更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利

用计算机作2TL−图线，并根据图线拟合得到方程24.040.035TL=+。由此可以得出当地的重力加速度g=__________2m/s（取²9.86=，结果保留3位有效数字）。若其他测量、计算均无误，则用上述

方法算得的g值和真实值相比是__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）的。【答案】①.2.0②.9.76③.不变【解析】【详解】（1）[1]根据图线知，单摆的周期2.0sT=。（2）[2]设小球直径为d，根据单摆周期公式有22dLTg+=可得22242ππdTLgg=+

由题中24.040.035TL=+可知244.04g=解得29.76m/sg=[3]在2TL−图像中，未测得摆球的直径，不影响斜率的求解，则算出的g值和真实值相比较是不变的。12.某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”

的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动（做匀速运动时已撤去推力），然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图a所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。（1）若已测得打

点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图b上）。A为运动的起点，则应选___________段来计算A碰前的速度，应选___________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“

DE”）。（2）已测得小车A的质量A020kgm=．，小车B的质量B0.10kgm=，则碰前两小车的总动量为___________kg·m/s，碰后两小车的总动量为___________kg·m/s。（结果均保留三位

有效数字）（3）如果打点计时器连接交流电工作时，A和B碰后交流电的频率突然变小了，该小组同学仍按50Hz计算，则碰后两小车的总动量计算结果___________（选填“大于”或“小于”或“等于”）真实值。【答案】①.BC②.DE③.0.210④.0.2

09⑤.大于【解析】【详解】（1）[1]因为碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度，故AC应在碰撞之前，DE应在碰撞之后。推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动

的阶段，所以BC是正确的计算碰前的速度；[2]碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动是匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。（2）[3]碰前系统的动量即A的动量，则有1110.1050.2kgm/s0.21

0kgm/s50.02pmv===[4]碰后总动量()21220.06950.3kgm/s0.2085kgm/s0.209kgm/s50.02pmmv=+===（3）[5]交流电的频率变小，则打点周期变大，计算时间时代入周期偏小，速

度计算结果变大。四、计算题（共41分）13.一列简谐横波沿x轴传播，0.1st=时的波形图如图甲所示，图乙为介质中质点A的振动图像。求（1）波的传播方向及波速；（2）0.1st=时，波刚好传播到坐标原

点O，质点B平衡位置的坐标2.5mBx=−（图中末画出），求质点B处于波峰位置的时刻。【答案】（1）沿x轴负方向，0.5m/s；（2）()()5.150.2s0,1,2,3,tnn=+=【解析】【详解】（1）由题图乙可知0.1st=时，质点A正经过平衡位置沿y轴负方向运动，

结合题图甲可知，波的传播方向为沿x轴负方向传播。由题图甲可知波长0.1m=，由题图乙可知，周期为0.2sT=，波速vT=解得0.5m/sv=（2）波从O点传播到B点所需时间OBOBxtv=质点B离开平衡位置是向上运动的，到波峰位置所需时间为214tnT=+()0

123n=，，，，质点B处于波峰位置的时刻20.1sOBttt=++解得()5.150.2stn=+()0123n=，，，，14.如图所示，一个半径为R、折射率为2的透明半球体，O为球心，放置在水平面上。有一束横截面足够大的光束竖直射向半球体。求：

(1)能透过半球体的光束的横截面积1S；(2)透过半球体的光束在桌面上形成的面积2S。【答案】(1)22R；(2)2(322)R−【解析】【详解】(1)对一个过半球体直径的竖直截面进行研究，光路图如图所示其中光线a在曲面处恰好发生全反射12

sin=2n=可得2sin2OBRR==因此能透过半球体的光束的横截面积2212RSr==(2)光线a透过曲面之后的光路图如图所示D点为光线与桌面的交点，由几何知识可知，OD为COE的角平分线。由正切的二倍角公式可

得22tantan41tan=−解得tan21=−由此tan(21)DERR==−222(21)(322)SRR=−=−15.如图所示，一轻质弹簧的左端固定在小球B上，右端与小球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平台面上（此时弹簧处于原长）。小球A从左侧光滑斜面上

距水平台面高度为h处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的机械能损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球C脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点O水平抛出，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在O点，半径为2Rh=。已知三个小球

A、B、C均可看成质点，且质量分别为m、2m、m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。求：（1）小球A、B碰撞后瞬间的速度大小；（2）弹簧具有的最大弹性势能；（3）以O为圆心，水平向右为x正方向，竖直向下为y正方向建立xOy坐标系，小球C从水平台面

右端点O抛出后落到圆弧轨道上的P点的位置坐标。【答案】（1）23gh；（2）112mgh；（3）(,)hh【解析】【详解】（1）设A球到达水平台面时速度为0v，则有2012mghmv=A球与B球发生完全非弹性碰撞，设A、B粘在一起的速度为v，根据

动量守恒定律有：()02mvmmv=+解得23ghv=（2）此后A、B作为一个整体压缩弹簧，A、B、C三者共速时，设共速的速度为v，弹簧具有最大弹性势能，设为pmE，对A、B、C系统：根据动量守恒定律有()()22mmvmmmv+=+

+根据机械能守恒定律有()()22pm1122'22mmvmmmvE+=+++解得124vgh=故22pm111342212Emvmvmgh=−=（3）当弹簧恢复原长时，C与A、B分离，设A、B整体的速度为1v，C的速度为2v，对系统：由动量守恒定律有()()1222mmvm

mvmv+=++由机械能守恒定律有()()2221211122222mmvmmvmv+=++解得2122vgh=小球C在水平台面右端点O以2v水平抛出，由平抛运动规律得2xvt=212ygt=结合圆的方程22

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