【解析】黑龍江省佳木斯市第八中學2022-2023學年高二下學期5月期中物理試題

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黑龍江省佳木斯市第八中學2022-2023學年高二下學期5月期中物理試題

一、單選題

1．下列說法正確的是（）

A．簡諧運動是一種勻變速直線運動

B．物體做機械振動時的振動圖像都滿足正弦規(guī)律

C．物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率

D．物體做阻尼振動時，隨著振幅的減小，頻率也不斷減小

【答案】C

【知識點】受迫振動和共振；簡諧運動

【解析】【解答】A.簡諧運動的加速度時刻變化，不是勻變速運動，A不符合題意；

B.物體做簡諧運動時的振動圖像都滿足正弦規(guī)律，B不符合題意；

C.物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，C符合題意；

D.物體做阻尼振動時，振幅逐漸減小，周期不變，頻率不變，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)簡諧運動的特點分析；物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率；阻尼振動中存在能量損失，振幅與頻率無關(guān)。

2．中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”，從物理學的角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的，右圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中時兩種不同頻率的單色光，則兩光（）

A．在同種玻璃種傳播，光的傳播速度一定大于光

B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，光側(cè)移量大

C．分別照射同一介質(zhì)，介質(zhì)對光的折射率大于對光的折射率

D．以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是光

【答案】C

【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射

【解析】【解答】A.由圖可知，光線a的折射率大于b，根據(jù)可以確定a光在同種玻璃中速度小于b光，A不符合題意；

B.以相同的入射角度射入平行玻璃磚折射率越大側(cè)移量越大，則a光側(cè)移量較大，B不符合題意；

C.分別照射同一介質(zhì)，介質(zhì)對a光的折射率大于對b光的折射率，C符合題意；

D．根據(jù)折射率越大，越容易發(fā)生全反射，在水外越不容易看到，即以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時定是b光，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】由折射率公式分析光在介質(zhì)的傳播速度；折射率越大的光射入平行玻璃磚，側(cè)向偏移量越大；折射率大的光在每種介質(zhì)中折射率都大；由折射率公式分析光的全反射。

3．新冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播，打噴嚏可將飛沫噴到之外，有關(guān)專家研究得出打噴嚏時氣流噴出的速度可達，假設(shè)打一次噴嚏大約噴出的空氣，用時約，已知空氣的密度為，估算打一次噴嚏人受到的平均反沖力為（）

A．B．C．D．

【答案】D

【知識點】牛頓第三定律；動量定理

【解析】【解答】根據(jù)題意，以噴出的空氣為研究對象，由動量定理有，解得，由牛頓第三定律可知，打一次噴嚏人受到的平均反沖力為，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】根據(jù)動量定理分析人噴出的空氣，再由牛頓第三定律求出人受到的平均反沖力。

4．如圖所示為同一地點的兩個單擺甲、乙的振動圖像，下列說法正確的是（）

A．在時有正向最大加速度的是乙擺

B．甲擺的機械能比乙擺的機械能大

C．甲擺的振幅是乙擺振幅的3倍

D．甲擺的擺長比乙擺的擺長大

【答案】A

【知識點】單擺及其回復(fù)力與周期

【解析】【解答】A.在時，甲擺的位移等于零，加速度等于零；在時，乙擺的位移為負最大，加速度為正最大，所以在時，有正向最大加速度的是乙擺，A符合題意；

B.兩個單擺擺球的質(zhì)量未知，無法比較兩個單擺的機械能，B不符合題意；

C.甲擺的振幅是6cm，乙擺的振幅是3cm，甲擺的振幅是乙擺振幅的2倍，C不符合題意；

D.根據(jù)，兩個單擺的周期相等，都等于4s，所以甲擺的擺長等于乙擺的擺長，D不符合題意；

故答案為：A。

【分析】根據(jù)兩擺球在所在的位置分析兩球的加速度；由題給圖像得出振幅；根據(jù)單擺的周期公式分析擺長。

5．生活中手機小孔位置內(nèi)安裝了降噪麥克風，其原理是通過其降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波疊加從而實現(xiàn)降噪的效果。圖丙表示的是理想情況下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則（）

A．降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理，P點振動加強

B．降噪過程應(yīng)用了聲波的衍射原理，使噪聲無法從外面進入耳麥

C．降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等

D．質(zhì)點P經(jīng)過一個周期向外遷移的距離為一個波長

【答案】C

【知識點】機械波及其形成和傳播；波的干涉現(xiàn)象

【解析】【解答】C.由于傳播介質(zhì)相同，所以降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等，C符合題意；

AB.由題圖丙可知，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生穩(wěn)定干涉，又由于兩列聲波等幅反相，所以能使振幅減為零，從而起到降噪作用，兩列聲波使P點的振動方向相反，所以P點為振動減弱點，AB不符合題意；

D.P點并不隨波的傳播方向移動，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】波速由介質(zhì)決定；根據(jù)機械波干涉原理分析降噪過程；機械波傳播的是質(zhì)點的振動形式，質(zhì)點不隨波遷移。

6．甲、乙兩球質(zhì)量分別是1kg、2kg，在光滑水平面上沿同一直線運動，速度分別是=4m/s、=2m/s。甲追上乙發(fā)生正碰，碰后各自的速度可能取值有（）

A．B．

C．D．

【答案】D

【知識點】動量守恒定律；機械能守恒定律；碰撞模型

【解析】【解答】以甲的初速度方向為正方向，碰撞前總動量均為，碰撞前的動能，碰撞后的動量和動能分別為，；

A.如果，則，，碰撞后動量不守恒、機械能增加，A不符合題意；

B.如果，，則，，碰撞后動量守恒、機械能增加，B不符合題意；

C.如果，，則，，碰撞過程動量守恒，機械能減少，但要發(fā)生二次碰撞，C不符合題意；

D．如果，，則，，碰撞過程動量守恒、機械能減少，碰撞后不能發(fā)生二次碰撞，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)碰撞過程要滿足：動量守恒、機械能不增加、碰后速度合理的原則的進行分析。

7．某煙花彈在點燃后升空到離地高度時速度變?yōu)榱?，此時火藥爆炸將煙花彈炸裂為質(zhì)量相等的A、B兩部分，A豎直向上運動，B豎直向下運動，A繼續(xù)上升的最大高度為不計空氣阻力，從爆炸之后瞬間開始計時，在空中運動的過程中，A、B所受重力的沖量大小之比為（）

A．B．C．D．

【答案】C

【知識點】動量定理；動量守恒定律；自由落體運動；機械能守恒定律

【解析】【解答】根據(jù)題意，設(shè)A、B兩部分的質(zhì)量為m，爆炸后A部分的速度大小為，B部分的速度大小為，爆炸過程中，系統(tǒng)的動量守恒，取向上為正，由動量守恒定律可得，解得，由機械能守恒定律有，解得設(shè)A落地速度為，B落地速度為，取向下為正方向，則有，，解得，取向下為正方向，由動量定理有，，則A、B所受重力的沖量大小之比為3，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據(jù)動量守恒定律求出煙花彈炸裂后A、B兩部分的速度，再由運動學公式求出兩部分落地的速度，最后由動量定理求解A、B所受重力的沖量大小，計算之比。

8．如圖所示，用插針法測定一塊兩側(cè)面平行的玻璃磚折射率時，下列說法中正確的是（）

A．若換用兩側(cè)面a、a'不平行的玻璃磚，則無法進行實驗

B．為減小測量誤差，大頭針A、B的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些

C．為了減小作圖誤差，大頭針C和D的距離應(yīng)適當取大些

D．若大頭針A、B的連線與法線夾角較大，光線有可能在面發(fā)生全反射

【答案】C

【知識點】測定玻璃的折射率；光的全反射

【解析】【解答】A.實驗中玻璃磚上下表面不一定需要平行，只要能確定光線的入射點及出射點即可，A不符合題意；

B.為減少測量誤差，大頭針A、B的連線與法線NN的夾角應(yīng)適當大些，B不符合題意；

C.為了減小作圖誤差，大頭針C和D的距離應(yīng)適當取大些，C符合題意；

D.由于是平行玻璃磚，由幾何知識可知，光線在上表面的折射角等于下表面的入射角，根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】任何形狀的玻璃磚都可以測量折射率；為減小測量誤差，入射角的值應(yīng)適當大一下；為減小做圖誤差，大頭針與玻璃磚、大頭針與大頭針之間的距離應(yīng)適當大一些；根據(jù)光路可逆，光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射。

二、多選題

9．有甲、乙、丙、丁四列簡諧波同時沿軸正方向傳播，波速分別是、、、，、是軸上所給定的兩點，且。在時刻，、兩點間四列波的波形分別如圖所示，則由該時刻起（）

A．波長最長的是丙，波長最短的是乙

B．頻率最高的是乙，頻率最低的是丙

C．關(guān)于點第一次到達波峰，最先是乙，最后是甲

D．關(guān)于點第一次到達波谷，最先是乙，最后是甲

【答案】A,C

【知識點】機械波及其形成和傳播；橫波的圖象；波長、波速與頻率的關(guān)系

【解析】【解答】A.由圖可知，四列波的波長分別為，，，，故波長最長的是丙，波長最短的是乙，A符合題意；

B.根據(jù)可得頻率分別為，，，，故頻率最高的是丁，頻率最低的是甲，B不符合題意；

C.根據(jù)得四列波的周期為，，，，根據(jù)平移法可知在t時刻甲乙丙中a點向上振動，丁中a點向下振動，由該時刻起a點第一次出現(xiàn)波峰的時間分別為，，，，故關(guān)于a點第一次到達波峰，最先是乙，最后是甲，C符合題意；

D.同理可知在t時刻甲乙丁中b點向上振動，丙中b點向下振動，由該時刻起b點第一次出現(xiàn)波谷的時間分別為，，，，故關(guān)于b點第一次到達波谷，最先是丁，最后是甲，D不符合題意。

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)題給圖像求出四列波的波長，由求出四列波的頻率；由求出四列波的周期根據(jù)波的傳播方向判斷出質(zhì)點的振動方向，再判斷a點第一次到達波峰和b點第一次到達波谷的時間。

10．下列說法正確的是（）

A．圖甲表示聲源遠離觀察者時，觀察者接收到的聲音頻率減小

B．圖乙光導(dǎo)纖維利用光的全反射現(xiàn)象傳遞信息時外套的折射率比內(nèi)芯的大

C．圖丙檢驗工件平整度的劈尖干涉不是薄膜干涉

D．圖丁為光照射到不透明圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣

【答案】A,D

【知識點】多普勒效應(yīng)；光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用；薄膜干涉；光的衍射

【解析】【解答】A.圖甲表示聲源遠離觀察者時，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知觀察者接收到的聲音頻率減小，A符合題意；

B.圖乙光導(dǎo)纖維利用光的全反射現(xiàn)象傳遞信息時外套的折射率比內(nèi)芯的小，B不符合題意；

C.圖丙檢驗工件平整度的操作中，明條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，P處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，則P為凹處，同理可知Q為凸處，是薄膜干涉，C不符合題意；

D.光照射到不透明圓盤上，后面會出現(xiàn)一亮斑，這亮斑稱為泊松亮斑，圖丁為在圓盤后得到的衍射圖樣，D符合題意。

故答案為：AD。

【分析】當觀察者與波源相互遠離時，觀察者接收到的頻率比波源的頻率小；光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時才能發(fā)生全反射；檢驗工件平整度利用的薄膜干涉；明確各種衍射圖像。

11．圖甲為一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖，圖乙為該波上質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是（）

A．這列波的波速為10m/s

B．這列波沿x軸負方向傳播

C．質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y=10sin（5πt）（y的單位是cm）

D．若該波遇到幾何尺寸為3m的障礙物時，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

【答案】A,B,D

【知識點】簡諧運動的表達式與圖象；橫波的圖象；波長、波速與頻率的關(guān)系；波的衍射現(xiàn)象

【解析】【解答】A.由圖象知：T=0.4s，，則波速為，A符合題意；

B.由圖乙知：t=0.2s時刻質(zhì)點P正通過平衡位置向上振動，根據(jù)波形的平移法可知該列波沿×軸負方向傳播，B符合題意；

C.由圖乙可知質(zhì)點的振動周期為T=0.4s，則質(zhì)點P在t=0時刻位于平衡位置處向下振動，其做簡諧運動的表達式為，C不符合題意；

D.該波的波長為4m，該波在傳播過程中若遇到尺寸為3m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D符合題意；

故答案為：ABD。

【分析】由波速公式求出波速；根據(jù)波形平移法由質(zhì)點P的振動方向判斷出波的傳播方向；由寫出質(zhì)點的振動方程；根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件分析。

12．如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車，上面是由兩個對稱的光滑曲面組成，整個小車的質(zhì)量為m?，F(xiàn)有一個質(zhì)量也是m可看作質(zhì)點的小球，以水平速度v0從小車的左端滑上小車，恰好到達小車的最高點后，又沿右側(cè)曲面滑下。下列說法正確的（）

A．此過程中小球和小車組成的系統(tǒng)動量守恒

B．小球滑離小車時，小車的速度減為0

C．小車上的曲面的高度等于

D．若減小小球的初速度，則小球與小車分開后，小球做自由落體運動

【答案】B,C,D

【知識點】動量守恒定律；機械能守恒定律

【解析】【解答】A.小球和小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，但系統(tǒng)在豎直方向所受合外力不為零，系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，A不符合題意；

C.小球恰好到達小車的最高點時小球與小車的速度相等，設(shè)共同速度為v，小球運動到最高點過程中，小球和小車在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，取水平向右為正方向，由動量守恒定律得，曲面與地面光滑，整個運動過程只有重力做功，小球與小車組成的系統(tǒng)機械能守恒，由據(jù)機械能守恒定律得，解得，C符合題意；

B.小球從沖上小車到滑離小車的過程中，小球機械能守恒，則可知小球此時速度為，根據(jù)小球及車系統(tǒng)在水平方向動量守恒，可知此時小車的速度為0，B符合題意；

D.若減小小球的初速度，小球會從左側(cè)滑下小車，設(shè)小球、小車的速度分別為、，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向右為正方，在水平方向，由動量守恒定律得，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律得，解得，，所以小球離開小車后將做自由落體運動，D符合題意。

故答案為：BCD。

【分析】根據(jù)系統(tǒng)動量守恒條件分析；小球和車組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒、系統(tǒng)機械能守恒，求出小車上曲面的高度；由水平方向系統(tǒng)動量守恒求出小球滑離小車時小車的速度；根據(jù)系統(tǒng)水平方向上動量守恒、機械能守恒求出小球滑離小車時的速度，判斷小球滑離小車后所做的運動。

三、實驗題

13．如圖1所示，在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓A球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在復(fù)寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，O點是軌道末端在白紙上的豎直投影點。

（1）實驗中，通過測量小球____間接地表示小球碰撞前后的速度；

A．開始釋放的高度h

B．拋出點距地面的高度H

C．做平拋運動的水平距離

（2）以下提供的器材中，本實驗必須使用的是____

A．刻度尺B．天平C．秒表

（3）關(guān)于該實驗的注意事項，下列說法正確的是____

A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．上述實驗過程中白紙不能移動D．兩小球A、B半徑相同

（4）設(shè)A球質(zhì)量為m1、B球的質(zhì)量為m2。實驗時，若斜槽軌道光滑、兩小球發(fā)生彈性碰撞，且，小球落點用圖2中的C、D、E表示，滿足關(guān)系，可以認為兩小球碰撞前后總動量守恒。

【答案】（1）C

（2）A；B

（3）B；C；D

（4）

【知識點】驗證動量守恒定律

【解析】【解答】（1）實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，通過平拋運動的規(guī)律，得出小球碰后的速度，由于平拋運動的高度相同，即可通過小球平拋運動的射程，間接表示速度的大小，故C符合題意，AB不符合題意；

故答案為：C；

（2）由于需要測量小球平拋運動的射程，則需要刻度尺，由于動量守恒定律中需要用到小球的質(zhì)量，所以需要測質(zhì)量的天平，AB符合題意，C不符合題意；

故答案為：AB；

（3）實驗中，斜槽軌道不一定需要光滑，但是斜槽末端必須水平，保證小球做平拋運動，實驗中，復(fù)寫紙和白紙的位置不可以移動，為保證是正碰，兩小球的半徑必須相同，BCD符合題意，A不符合題意；

故答案為：BCD；

（4）實驗時，若斜槽軌道光滑、兩小球發(fā)生彈性碰撞，且，根據(jù)機械能守恒有，動量守恒有，聯(lián)立可得，，由于，可知，為負值，的絕對值小于，可知碰撞前A球?qū)?yīng)的水平位移為OE，碰撞后A球?qū)?yīng)的水平位移為OC，碰撞后B球?qū)?yīng)的水平位移為OD，所以當滿足，可以認為兩小球碰撞前后總動量守恒。

【分析】（1）根據(jù)實驗原理和平拋運動的規(guī)律分析；（2）根據(jù)實驗原理分析實驗器材；（3）根據(jù)實驗原理和注意事項分析；（4）兩球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律求出兩小球碰后的速度，確定A球碰前和碰后以及B球碰后的落點，由動量守恒定律結(jié)合平拋的運動規(guī)律寫出動量守恒要滿足的關(guān)系式。

14．在“用雙縫干涉測光波長”的實驗中，

（1）如圖1所示，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，小光同學觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置進行改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變寬。以下改動可能會實現(xiàn)這個效果的是()

A．僅將濾光片向右移動靠近單縫

B．僅將像屏向左移動少許

C．僅將綠色濾光片換成紅色濾光片

D．僅將像屏向右移動少許

（2）如圖2所示，在測量過程中將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)x1=1.670mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第4條亮紋中心對齊，記下此時圖3中手輪上的示數(shù)x4=mm。

（3）已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算式λ=（用（2）（3）中提供的字母表示），可得所測單色光波長為m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】（1）C；D

（2）8.600

（3）；

【知識點】用雙縫干涉測光波的波長

【解析】【解答】（1）根據(jù)條紋間距公式，其中L為雙縫到像屏的距離，d為雙縫之間的距離，可知僅將像屏向右移動少許，即L增大，將綠色濾光片換成紅色濾光片，即變大，均可以使條紋間距變大，CD符合題意，AB不符合題意；

故答案為：CD；

（2）螺旋測微器的讀數(shù)為；

（3）條紋間距為，根據(jù)可得，解得。

【分析】（1）根據(jù)分析可使條紋間距變寬的因素；（2）根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)原理讀數(shù)；（3）根據(jù)，代入數(shù)值計算。

四、解答題

15．（2023高三上·南陽期末）一個儲油桶的底面半徑與高均為d．如圖a所示，當桶內(nèi)沒有油時，從A點恰能看到桶底邊緣B點；如圖b所示，當桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿AB方向看去，恰能看到桶底上的C點．C、B兩點相距，光在真空中的傳播速率為c．求：

（1）油的折射率；

（2）光在油中傳播的速度

【答案】（1）解：由題意知，底面半徑與桶高相等，圖中入射角i，折射角為r

由幾何關(guān)系得：sinr==

sini==

所以油的折射率為：n=

解得：n=

（2）解：由n=得光在油中傳播的速度為：v==c

【知識點】光的折射及折射定律

【解析】【分析】（1）幾何關(guān)系，sinr=，sini=，根據(jù)折射定律n=求n

（2）根據(jù)n=，求v。

16．如圖所示，兩滑塊A、B位于光滑水平面上，已知A的質(zhì)量B的質(zhì)量滑塊A的左端栓接有輕質(zhì)彈簧。現(xiàn)使滑塊A以v=5m/s的速度水平向左運動，A、B始終在一條直線上，整個過程彈簧沒有超過彈性限度。試求：

（1）彈簧的最大彈性勢能；

（2）B與彈簧分離時，A與B各自的速度。

【答案】（1）解：當彈簧壓縮到最短時，彈簧的彈性勢能最大，此時滑塊A和B的速度相同，選取向左為正方向，根據(jù)動量守恒定律

解得

根據(jù)機械能守恒定律，知彈簧的最大彈性勢能等于滑塊A、B損失的動能，為

解得

（2）解：當A、B分離時，滑塊B的速度最大，由動量守恒和能量守恒定律得

解得

故滑塊A速度大小為1m/s，方向水平向右、滑塊B速度大小為4m/s，方向水平向左。

【知識點】動量守恒定律；機械能守恒定律；動量與能量的綜合應(yīng)用一彈簧類模型

【解析】【分析】（1）當彈簧壓縮到最短時，彈簧的彈性勢能最大，由動量守恒定律求出滑塊A、B的速度，再根據(jù)機械能守恒定律求出最大的彈性勢能；（2）當A、B分離時，彈簧回復(fù)原長，滑塊B的速度最大，由動量守恒和能量守恒定律求解A與B各自的速度。

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黑龍江省佳木斯市第八中學2022-2023學年高二下學期5月期中物理試題

一、單選題

1．下列說法正確的是（）

A．簡諧運動是一種勻變速直線運動

B．物體做機械振動時的振動圖像都滿足正弦規(guī)律

C．物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率

D．物體做阻尼振動時，隨著振幅的減小，頻率也不斷減小

2．中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道：“雨色映日而為虹”，從物理學的角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的，右圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中時兩種不同頻率的單色光，則兩光（）

A．在同種玻璃種傳播，光的傳播速度一定大于光

B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，光側(cè)移量大

C．分別照射同一介質(zhì)，介質(zhì)對光的折射率大于對光的折射率

D．以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是光

3．新冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播，打噴嚏可將飛沫噴到之外，有關(guān)專家研究得出打噴嚏時氣流噴出的速度可達，假設(shè)打一次噴嚏大約噴出的空氣，用時約，已知空氣的密度為，估算打一次噴嚏人受到的平均反沖力為（）

A．B．C．D．

4．如圖所示為同一地點的兩個單擺甲、乙的振動圖像，下列說法正確的是（）

A．在時有正向最大加速度的是乙擺

B．甲擺的機械能比乙擺的機械能大

C．甲擺的振幅是乙擺振幅的3倍

D．甲擺的擺長比乙擺的擺長大

5．生活中手機小孔位置內(nèi)安裝了降噪麥克風，其原理是通過其降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波疊加從而實現(xiàn)降噪的效果。圖丙表示的是理想情況下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則（）

A．降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理，P點振動加強

B．降噪過程應(yīng)用了聲波的衍射原理，使噪聲無法從外面進入耳麥

C．降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等

D．質(zhì)點P經(jīng)過一個周期向外遷移的距離為一個波長

6．甲、乙兩球質(zhì)量分別是1kg、2kg，在光滑水平面上沿同一直線運動，速度分別是=4m/s、=2m/s。甲追上乙發(fā)生正碰，碰后各自的速度可能取值有（）

A．B．

C．D．

7．某煙花彈在點燃后升空到離地高度時速度變?yōu)榱?，此時火藥爆炸將煙花彈炸裂為質(zhì)量相等的A、B兩部分，A豎直向上運動，B豎直向下運動，A繼續(xù)上升的最大高度為不計空氣阻力，從爆炸之后瞬間開始計時，在空中運動的過程中，A、B所受重力的沖量大小之比為（）

A．B．C．D．

8．如圖所示，用插針法測定一塊兩側(cè)面平行的玻璃磚折射率時，下列說法中正確的是（）

A．若換用兩側(cè)面a、a'不平行的玻璃磚，則無法進行實驗

B．為減小測量誤差，大頭針A、B的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些

C．為了減小作圖誤差，大頭針C和D的距離應(yīng)適當取大些

D．若大頭針A、B的連線與法線夾角較大，光線有可能在面發(fā)生全反射

二、多選題

9．有甲、乙、丙、丁四列簡諧波同時沿軸正方向傳播，波速分別是、、、，、是軸上所給定的兩點，且。在時刻，、兩點間四列波的波形分別如圖所示，則由該時刻起（）

A．波長最長的是丙，波長最短的是乙

B．頻率最高的是乙，頻率最低的是丙

C．關(guān)于點第一次到達波峰，最先是乙，最后是甲

D．關(guān)于點第一次到達波谷，最先是乙，最后是甲

10．下列說法正確的是（）

A．圖甲表示聲源遠離觀察者時，觀察者接收到的聲音頻率減小

B．圖乙光導(dǎo)纖維利用光的全反射現(xiàn)象傳遞信息時外套的折射率比內(nèi)芯的大

C．圖丙檢驗工件平整度的劈尖干涉不是薄膜干涉

D．圖丁為光照射到不透明圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣

11．圖甲為一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖，圖乙為該波上質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是（）

A．這列波的波速為10m/s

B．這列波沿x軸負方向傳播

C．質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y=10sin（5πt）（y的單位是cm）

D．若該波遇到幾何尺寸為3m的障礙物時，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

12．如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車，上面是由兩個對稱的光滑曲面組成，整個小車的質(zhì)量為m?，F(xiàn)有一個質(zhì)量也是m可看作質(zhì)點的小球，以水平速度v0從小車的左端滑上小車，恰好到達小車的最高點后，又沿右側(cè)曲面滑下。下列說法正確的（）

A．此過程中小球和小車組成的系統(tǒng)動量守恒

B．小球滑離小車時，小車的速度減為0

C．小車上的曲面的高度等于

D．若減小小球的初速度，則小球與小車分開后，小球做自由落體運動

三、實驗題

13．如圖1所示，在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓A球從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫紙上，在復(fù)寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把B球放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，O點是軌道末端在白紙上的豎直投影點。

（1）實驗中，通過測量小球____間接地表示小球碰撞前后的速度；

A．開始釋放的高度h

B．拋出點距地面的高度H

C．做平拋運動的水平距離

（2）以下提供的器材中，本實驗必須使用的是____

A．刻度尺B．天平C．秒表

（3）關(guān)于該實驗的注意事項，下列說法正確的是____

A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．上述實驗過程中白紙不能移動D．兩小球A、B半徑相同

（4）設(shè)A球質(zhì)量為m1、B球的質(zhì)量為m2。實驗時，若斜槽軌道光滑、兩小球發(fā)生彈性碰撞，且，小球落點用圖2中的C、D、E表示，滿足關(guān)系，可以認為兩小球碰撞前后總動量守恒。

14．在“用雙縫干涉測光波長”的實驗中，

（1）如圖1所示，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，小光同學觀察到清晰的干涉條紋。若他對實驗裝置進行改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的干涉條紋，但條紋間距變寬。以下改動可能會實現(xiàn)這個效果的是()

A．僅將濾光片向右移動靠近單縫

B．僅將像屏向左移動少許

C．僅將綠色濾光片換成紅色濾光片

D．僅將像屏向右移動少許

（2）如圖2所示，在測量過程中將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)x1=1.670mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第4條亮紋中心對齊，記下此時圖3中手輪上的示數(shù)x4=mm。

（3）已知雙縫間距d為，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算式λ=（用（2）（3）中提供的字母表示），可得所測單色光波長為m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

四、解答題

15．（2023高三上·南陽期末）一個儲油桶的底面半徑與高均為d．如圖a所示，當桶內(nèi)沒有油時，從A點恰能看到桶底邊緣B點；如圖b所示，當桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿AB方向看去，恰能看到桶底上的C點．C、B兩點相距，光在真空中的傳播速率為c．求：

（1）油的折射率；

（2）光在油中傳播的速度

16．如圖所示，兩滑塊A、B位于光滑水平面上，已知A的質(zhì)量B的質(zhì)量滑塊A的左端栓接有輕質(zhì)彈簧。現(xiàn)使滑塊A以v=5m/s的速度水平向左運動，A、B始終在一條直線上，整個過程彈簧沒有超過彈性限度。試求：

（1）彈簧的最大彈性勢能；

（2）B與彈簧分離時，A與B各自的速度。

答案解析部分

1．【答案】C

【知識點】受迫振動和共振；簡諧運動

【解析】【解答】A.簡諧運動的加速度時刻變化，不是勻變速運動，A不符合題意；

B.物體做簡諧運動時的振動圖像都滿足正弦規(guī)律，B不符合題意；

C.物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，C符合題意；

D.物體做阻尼振動時，振幅逐漸減小，周期不變，頻率不變，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)簡諧運動的特點分析；物體做受迫振動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，振動頻率等于驅(qū)動力的頻率；阻尼振動中存在能量損失，振幅與頻率無關(guān)。

2．【答案】C

【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射

【解析】【解答】A.由圖可知，光線a的折射率大于b，根據(jù)可以確定a光在同種玻璃中速度小于b光，A不符合題意；

B.以相同的入射角度射入平行玻璃磚折射率越大側(cè)移量越大，則a光側(cè)移量較大，B不符合題意；

C.分別照射同一介質(zhì)，介質(zhì)對a光的折射率大于對b光的折射率，C符合題意；

D．根據(jù)折射率越大，越容易發(fā)生全反射，在水外越不容易看到，即以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時定是b光，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】由折射率公式分析光在介質(zhì)的傳播速度；折射率越大的光射入平行玻璃磚，側(cè)向偏移量越大；折射率大的光在每種介質(zhì)中折射率都大；由折射率公式分析光的全反射。

3．【答案】D

【知識點】牛頓第三定律；動量定理

【解析】【解答】根據(jù)題意，以噴出的空氣為研究對象，由動量定理有，解得，由牛頓第三定律可知，打一次噴嚏人受到的平均反沖力為，ABC不符合題意，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】根據(jù)動量定理分析人噴出的空氣，再由牛頓第三定律求出人受到的平均反沖力。

4．【答案】A

【知識點】單擺及其回復(fù)力與周期

【解析】【解答】A.在時，甲擺的位移等于零，加速度等于零；在時，乙擺的位移為負最大，加速度為正最大，所以在時，有正向最大加速度的是乙擺，A符合題意；

B.兩個單擺擺球的質(zhì)量未知，無法比較兩個單擺的機械能，B不符合題意；

C.甲擺的振幅是6cm，乙擺的振幅是3cm，甲擺的振幅是乙擺振幅的2倍，C不符合題意；

D.根據(jù)，兩個單擺的周期相等，都等于4s，所以甲擺的擺長等于乙擺的擺長，D不符合題意；

故答案為：A。

【分析】根據(jù)兩擺球在所在的位置分析兩球的加速度；由題給圖像得出振幅；根據(jù)單擺的周期公式分析擺長。

5．【答案】C

【知識點】機械波及其形成和傳播；波的干涉現(xiàn)象

【解析】【解答】C.由于傳播介質(zhì)相同，所以降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等，C符合題意；

AB.由題圖丙可知，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生穩(wěn)定干涉，又由于兩列聲波等幅反相，所以能使振幅減為零，從而起到降噪作用，兩列聲波使P點的振動方向相反，所以P點為振動減弱點，AB不符合題意；

D.P點并不隨波的傳播方向移動，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】波速由介質(zhì)決定；根據(jù)機械波干涉原理分析降噪過程；機械波傳播的是質(zhì)點的振動形式，質(zhì)點不隨波遷移。

6．【答案】D

【知識點】動量守恒定律；機械能守恒定律；碰撞模型

【解析】【解答】以甲的初速度方向為正方向，碰撞前總動量均為，碰撞前的動能，碰撞后的動量和動能分別為，；

A.如果，則，，碰撞后動量不守恒、機械能增加，A不符合題意；

B.如果，，則，，碰撞后動量守恒、機械能增加，B不符合題意；

C.如果，，則，，碰撞過程動量守恒，機械能減少，但要發(fā)生二次碰撞，C不符合題意；

D．如果，，則，，碰撞過程動量守恒、機械能減少，碰撞后不能發(fā)生二次碰撞，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)碰撞過程要滿足：動量守恒、機械能不增加、碰后速度合理的原則的進行分析。

7．【答案】C

【知識點】動量定理；動量守恒定律；自由落體運動；機械能守恒定律

【解析】【解答】根據(jù)題意，設(shè)A、B兩部分的質(zhì)量為m，爆炸后A部分的速度大小為，B部分的速度大小為，爆炸過程中，系統(tǒng)的動量守恒，取向上為正，由動量守恒定律可得，解得，由機械能守恒定律有，解得設(shè)A落地速度為，B落地速度為，取向下為正方向，則有，，解得，取向下為正方向，由動量定理有，，則A、B所受重力的沖量大小之比為3，ABD不符合題意，C符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據(jù)動量守恒定律求出煙花彈炸裂后A、B兩部分的速度，再由運動學公式求出兩部分落地的速度，最后由動量定理求解A、B所受重力的沖量大小，計算之比。

8．【答案】C

【知識點】測定玻璃的折射率；光的全反射

【解析】【解答】A.實驗中玻璃磚上下表面不一定需要平行，只要能確定光線的入射點及出射點即可，A不符合題意；

B.為減少測量誤差，大頭針A、B的連線與法線NN的夾角應(yīng)適當大些，B不符合題意；

C.為了減小作圖誤差，大頭針C和D的距離應(yīng)適當取大些，C符合題意；

D.由于是平行玻璃磚，由幾何知識可知，光線在上表面的折射角等于下表面的入射角，根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】任何形狀的玻璃磚都可以測量折射率；為減小測量誤差，入射角的值應(yīng)適當大一下；為減小做圖誤差，大頭針與玻璃磚、大頭針與大頭針之間的距離應(yīng)適當大一些；根據(jù)光路可逆，光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射。

9．【答案】A,C

【知識點】機械波及其形成和傳播；橫波的圖象；波長、波速與頻率的關(guān)系

【解析】【解答】A.由圖可知，四列波的波長分別為，，，，故波長最長的是丙，波長最短的是乙，A符合題意；

B.根據(jù)可得頻率分別為，，，，故頻率最高的是丁，頻率最低的是甲，B不符合題意；

C.根據(jù)得四列波的周期為，，，，根據(jù)平移法可知在t時刻甲乙丙中a點向上振動，丁中a點向下振動，由該時刻起a點第一次出現(xiàn)波峰的時間分別為，，，，故關(guān)于a點第一次到達波峰，最先是乙，最后是甲，C符合題意；

D.同理可知在t時刻甲乙丁中b點向上振動，丙中b點向下振動，由該時刻起b點第一次出現(xiàn)波谷的時間分別為，，，，故關(guān)于b點第一次到達波谷，最先是丁，最后是甲，D不符合題意。

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)題給圖像求出四列波的波長，由求出四列波的頻率；由求出四列波的周期根據(jù)波的傳播方向判斷出質(zhì)點的振動方向，再判斷a點第一次到達波峰和b點第一次到達波谷的時間。

10．【答案】A,D

【知識點】多普勒效應(yīng)；光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用；薄膜干涉；光的衍射

【解析】【解答】A.圖甲表示聲源遠離觀察者時，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知觀察者接收到的聲音頻率減小，A符合題意；

B.圖乙光導(dǎo)纖維利用光的全反射現(xiàn)象傳遞信息時外套的折射率比內(nèi)芯的小，B不符合題意；

C.圖丙檢驗工件平整度的操作中，明條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，P處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，則P為凹處，同理可知Q為凸處，是薄膜干涉，C不符合題意；

D.光照射到不透明圓盤上，后面會出現(xiàn)一亮斑，這亮斑稱為泊松亮斑，圖丁為在圓盤后得到的衍射圖樣，D符合題意。

故答案為：AD。

【分析】當觀察者與波源相互遠離時，觀察者接收到的頻率比波源的頻率小；光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時才能發(fā)生全反射；檢驗工件平整度利用的薄膜干涉；明確各種衍射圖像。

11．【答案】A,B,D

【知識點】簡諧運動的表達式與圖象；橫波的圖象；波長、波速與頻率的關(guān)系；波的衍射現(xiàn)象

【解析】【解答】A.由圖象知：T=0.4s，，則波速為，A符合題意；

B.由圖乙知：t=0.2s時刻質(zhì)點P正通過平衡位置向上振動，根據(jù)波形的平移法可知該列波沿×軸負方向傳播，B符合題意；

C.由圖乙可知質(zhì)點的振動周期為T=0.4s，則質(zhì)點P在t=0時刻位于平衡位置處向下振動，其做簡諧運動的表達式為，C不符合題意；

D.該波的波長為4m，該波在傳播過程中若遇到尺寸為3m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D符合題意；

故答案為：ABD。

【分析】由波速公式求出波速；根據(jù)波形平移法由質(zhì)點P的振動方向判斷出波的傳播方向；由寫出質(zhì)點的振動方程；根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件分析。

12．【答案】B,C,D

【知識點】動量守恒定律；機械能守恒定律

【解析】【解答】A.小球和小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，但系統(tǒng)在豎直方向所受合外力不為零，系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動量不守恒，A不符合題意；

C.小球恰好到達小車的最高點時小球與小車的速度相等，設(shè)共同速度為v，小球運動到最高點過程中，小球和小車在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，取水平向右為正方向，由動量守恒定律得，曲面與地面光滑，整個運動過程只有重力做功，小球與小車組成的系統(tǒng)機械能守恒，由據(jù)機械能守恒定律得，解得，C符合題意；

B.小球從沖上小車到滑離小車的過程中，小球機械能守恒，則可知小球此時速度為，根據(jù)小球及車系統(tǒng)在水平方向動量守恒，可知此時小車的速度為0，B符合題意