湖南省婁底市漣源市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題

全國(guó)名校高二上學(xué)期《選擇性必修第一冊(cè)》模塊測(cè)試物理注意事項(xiàng)：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)城內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效，在試題卷、草稿紙上作答無(wú)效。4.本卷命題范圍：選擇性必修第一冊(cè)。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.關(guān)于機(jī)械波和光，下列說法正確的是A.機(jī)械波和光都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象B.體檢項(xiàng)目“彩超”，利用了光的多普勒效應(yīng)C.“光導(dǎo)纖維“利用了光的偏振現(xiàn)象D.“泊松亮斑”是光波的干涉現(xiàn)象2.小球A的質(zhì)量為m，速度為v，與同一水平直線上運(yùn)動(dòng)的小球B相撞，小球A以原速率v反向彈回，以小球碰前的速度方向?yàn)檎较?，關(guān)于上述過程小球A的動(dòng)能變化和動(dòng)量變化，以下結(jié)果正確的是A.0，0 B.0，-2mv C.0，2mv D.mv2，03.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列說法正確的是A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是4Hz B.在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20cmC.第4s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零 D.t=1s和t=3s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等，方向相同4.一束激光由光導(dǎo)纖維左端的中心點(diǎn)O以α=60°的入射角射入，在光導(dǎo)纖維的側(cè)面以入射角θ=60°多次反射后，從另一端射出，已知光導(dǎo)纖維總長(zhǎng)為60m，光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s.該激光在光導(dǎo)纖維中傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間為A.2×10-8s B.4×10-8s C.2×10-7s D.4×10-7s5.如圖，甲、乙兩個(gè)單擺懸掛在同一水平天花板上，兩擺球間用一根細(xì)線水平相連，兩擺線與豎直方向的夾角，當(dāng)細(xì)線突然斷開后，兩擺球都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以水平地板為參考面，可知A.甲擺的周期等于乙擺的周期B.甲擺球的最大重力勢(shì)能等于乙擺球的最大重力勢(shì)能C.甲擺球的最大速度小于乙擺球的最大速度D.甲擺球的機(jī)械能小于乙擺球的機(jī)械能6.兩個(gè)振幅不等的相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中傳播，形成如圖所示穩(wěn)定圖樣.圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c點(diǎn)是ad連線的中點(diǎn).下列說法正確的是A.a點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b點(diǎn)振動(dòng)減弱 B.c點(diǎn)可能一直處于平衡位置C.某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a、b的位移大小可能均為零 D.經(jīng)過半個(gè)周期，d處質(zhì)點(diǎn)將傳播至b點(diǎn)位置7.如圖所示，甲圖為參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像，乙圖為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=2s時(shí)刻的波動(dòng)圖像，則下列判斷錯(cuò)誤的是A.該波的傳播速率為1m/sB.該波的傳播方向沿x軸正方向C.在0～2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P的路程為1.2mD.這列簡(jiǎn)諧橫波與另一列頻率為0.25Hz的簡(jiǎn)諧橫波相遇能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象8.如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R=1m的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的粗糙水平軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn).一質(zhì)量為m=1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從小車上的A點(diǎn)由靜止開始沿軌道下滑，然后滑入BC軌道，最后恰好停在C點(diǎn)，滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g=10m/s2，則A.整個(gè)過程中滑塊和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.滑塊由A滑到B過程中，滑塊的機(jī)械能守恒C.BC段長(zhǎng)L=1mD.全過程小車相對(duì)地面的位移大小為0.6m二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分.9.下列說法正確的是A.兩列頻率不同的波相遇時(shí)不能發(fā)生干涉現(xiàn)象B.輕繩連接小球在豎直面內(nèi)做小角度擺動(dòng)時(shí)，小球做陽(yáng)尼振動(dòng)，所以小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間逐漸減小C.做受迫振動(dòng)物體的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)D.光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一定改變10.夏季常出現(xiàn)如圖甲所示的日暈現(xiàn)象，日暈是太陽(yáng)光通過卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的.如圖乙所示為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種光，下列說法正確的是A.a光的頻率比b光的低B.在冰晶中，b光的傳播速度比a光的大C.用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，b光相鄰亮條紋的間距比a光的大D.從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角比b光的大11.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻波形如圖所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)負(fù)方向最大位移處，則A.此波波源的起振方向沿y軸負(fù)方向B.該簡(jiǎn)諧橫波的波速為10m/sC.該簡(jiǎn)諧橫波的頻率為2.5HzD.該波在傳播過程中遇到尺寸為1m的障礙物會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象12.如圖甲所示，質(zhì)量為m=5.0kg的物體靜止在傾角為37°的固定斜面上，在沿斜面向上推力F作用下開始運(yùn)動(dòng)，推力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示（t=10s后無(wú)推力存在）.已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75，重力加速度g=10m/s2，則A.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為12s B.t=5s時(shí)物體的速度達(dá)到最大C.物體在運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度為8m/s2 D.在物體運(yùn)動(dòng)過程中推力的沖量為480N·s三、非選擇題：本題共5小題，共52分.13.（6分）一學(xué)生小組做“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn).（1）用實(shí)驗(yàn)室提供的螺旋測(cè)微器測(cè)量擺球直徑.首先，調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器，擰動(dòng)微調(diào)旋鈕使測(cè)微螺桿和測(cè)砧相觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)固定刻度的橫線與可動(dòng)刻度上的零刻度線未對(duì)齊，該小組記錄下此時(shí)螺旋測(cè)微器的示數(shù)為0.007mm；螺旋測(cè)微器在夾有擺球時(shí)示數(shù)如圖甲所示，該示數(shù)為___________mm，則擺球的直徑為___________mm.（2）單擺實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖如圖乙所示，其中角度盤需要固定在桿上的確定點(diǎn)O處，擺線在角度盤上所指的示數(shù)為擺角的大小.若將角度盤固定在O點(diǎn)上方，則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時(shí)，實(shí)際擺角___________5°（填“大于”或“小于”）.（3）某次實(shí)驗(yàn)所用單擺的擺線長(zhǎng)度為81.50cm，則擺長(zhǎng)為___________cm.實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到從擺球第1次經(jīng)過最低點(diǎn)到第61次經(jīng)過最低點(diǎn)的時(shí)間間隔為54.60s，則此單擺周期為___________s，該小組測(cè)得的重力加速度大小為___________m/s2.（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字，π2取9.870）14.（9分）怡萱同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示.（1）圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的豎直投影.以下步驟必要的是___________.（有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）A.用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B.測(cè)量小球m1開始釋放高度hC.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE.測(cè)量平拋射程OM，OP，ON（2）若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為__________用（1）中測(cè)量的量表示；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為__________用（1）中測(cè)量的量表示。（3）經(jīng)測(cè)定，m1=45.0g、m2=7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置到O點(diǎn)的距離如圖乙所示.實(shí)驗(yàn)中若僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，但保證小球質(zhì)量和其它實(shí)驗(yàn)條件不變，可以使被撞小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大.請(qǐng)分析計(jì)算出被撞小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為__________cm（此結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.15.（10分）如圖所示，半徑為R、折射率為的透明介質(zhì)半球，放在空氣中，一細(xì)光束從半球左側(cè)面上A點(diǎn)垂直入射，正好在半球面發(fā)生三次全反射后從半球左側(cè)面上B點(diǎn)（圖上未標(biāo)B點(diǎn)）射出.光在真空中的光速為c，求：（計(jì)算結(jié)果可以用根號(hào)表示）（1）入射光在此透明介質(zhì)中的臨界角C的正弦值sinC；（2）光束在介質(zhì)中從A到B的傳播時(shí)間t。16.（12分）一列簡(jiǎn)諧橫波在水平繩上沿x軸負(fù)方向傳播，在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，繩上三個(gè)質(zhì)點(diǎn)M、N、P的平衡位置分別為xM=5m，xN=35m，xP=20m，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化關(guān)系為y=2cos（πt+π）cm.求：（1）該簡(jiǎn)諧橫波的波速v；（2）t經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)M、N振動(dòng)的速度大小相同.17.（15分）如圖，將小球P拴于L=1.2m的輕繩上，mP=0.15kg向左拉開一段距離釋放，水平地面上有一物塊Q，mQ=0.1kg.小球P于最低點(diǎn)A與物塊Q碰掉，P與Q碰撞前瞬間向心加速度為1.6m/s2，碰撞前后P的速度之比為5：1，碰撞前后P、Q總動(dòng)能不變.（重力加速度g取9.8m/s2，水平地面動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.28）（1）求碰撞后瞬間物塊Q的速度vQ；（結(jié)果保留兩位小數(shù)）（2）P與Q碰撞后再次回到A點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)，物塊Q運(yùn)動(dòng)的距離.（結(jié)果保留兩位小數(shù)）全國(guó)名校高二上學(xué)期《選擇性必修第一冊(cè)》模塊測(cè)試·物理參考答案、提示及評(píng)分細(xì)則1．AA．機(jī)械波和光，都屬于波，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故A正確；B．醫(yī)院進(jìn)行醫(yī)學(xué)體檢時(shí)用的“彩超”儀器，利用了超聲波的多普勒效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．“光導(dǎo)纖維”是利用了光的全反射原理，故C錯(cuò)誤；D．繞過圓盤的光在陰影中心形成亮斑，稱之為“泊松亮斑”，這是光產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤，故選：A．2．B質(zhì)量為m的小球以速度與豎直墻壁垂直相碰后以原速率反向彈回，初動(dòng)能與末動(dòng)能相等，故動(dòng)能的變化量為零；以小球碰前的速度為正方向，初動(dòng)量為mv，末動(dòng)量為，故動(dòng)量的變化量為：，故B正確，ACD錯(cuò)誤．故選：B3．BA．由圖讀出周期為s，則頻率為．故A錯(cuò)誤，B．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是4個(gè)振幅，，則在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是．故B正確．C．在第4s末，質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置處，速度最大，加速度為零．故C錯(cuò)誤．D由圖看出，在s和兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移大小相等，但方向相反．故D錯(cuò)誤．故選：B．4．D由題意可知，光的入射角，由幾何知識(shí)可知，折射角，由折射定律可知，折射率．激光在光導(dǎo)纖維中經(jīng)過一系列全反射后從右端射出，設(shè)激光在光導(dǎo)纖維中傳播的距離為s，光路圖如圖所示．由幾何知識(shí)得；，光在光導(dǎo)纖維中的傳播速度．該激光在光導(dǎo)纖維中傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間．聯(lián)立解得：，故ABC錯(cuò)誤，D正確．故選：D．5．DA．根據(jù)幾何關(guān)系得，甲的擺長(zhǎng)大于乙的擺長(zhǎng)，擺角大于乙的擺角，所以甲的振幅大于乙的振幅．根據(jù)知，甲擺的周期大于乙擺的周期．故A錯(cuò)誤．BD．兩球開始處于平衡，設(shè)繩子拉力為T，根據(jù)共點(diǎn)力平衡知，，，則，在擺動(dòng)的過程中，機(jī)械能守恒，則甲擺球的機(jī)械能小于乙擺球的機(jī)械能，且甲擺球的最大重力勢(shì)能小于乙擺球的最大重力勢(shì)能，故D正確，B錯(cuò)誤．C．根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，因?yàn)榧浊蛳陆档母叨却螅瑒t甲擺球的最大速度大于乙擺球的最大速度，故C錯(cuò)誤．故選：D．6．CA．a(chǎn)點(diǎn)波峰波谷相遇，振動(dòng)減弱，b點(diǎn)波峰波峰相遇，振動(dòng)加強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；B．兩列波的振幅不同，c點(diǎn)會(huì)在平衡位置上下振動(dòng)，不可能一直處于平衡位置，故B錯(cuò)誤；C．各質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置上下振動(dòng)，隨著波的傳播，某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a、b的位移大小可能均為零，故C正確；D．d處質(zhì)點(diǎn)只會(huì)在d處振動(dòng)，不會(huì)隨波逐流，故D錯(cuò)誤．故選C．7．CA．由題可知，題中給出了波在2s時(shí)的波形圖和質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖，則由乙讀出該波的波長(zhǎng)為m，由甲圖讀出周期為s，則波速為：，故A正確；B．由甲圖可知s時(shí)刻，P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，在乙圖中，根據(jù)“上坡下，下坡上”的規(guī)律可判斷由該波的傳播方向沿x軸正方向，故B正確；C．質(zhì)點(diǎn)P不會(huì)隨波向前傳播，只是在平衡位置附近振動(dòng)，故質(zhì)點(diǎn)P的路程可由波的振幅表示，根據(jù)甲圖可知，在0～2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P的路程為0.6m，故C錯(cuò)誤；D．由上分析可得，這列簡(jiǎn)諧橫波頻率為：，則可判斷該簡(jiǎn)諧波與另一列頻率為0.25Hz的簡(jiǎn)譜橫波相遇能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故D正確．本題選擇錯(cuò)誤的，故選：C．8．DA．滑塊在圓弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)有豎直方向的加速度，所以對(duì)系統(tǒng)而言豎直方向外力矢量和不為零，不滿足動(dòng)量守恒的條件，故A錯(cuò)誤；B．滑塊由A滑到B過程中，小車對(duì)滑塊的彈力做負(fù)功，滑塊的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．恰好停在C對(duì)點(diǎn)時(shí)，二者均靜止．根據(jù)能量守恒有：，代入數(shù)據(jù)解得：m，故C錯(cuò)誤；D．以向右方向?yàn)檎?，水平?dòng)量守恒有：，通過相同的時(shí)間有：．且有幾何關(guān)系：．解得：，故D正確；故選：D．9．ACA．兩列波的頻率相等且相位差恒定，才發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，若兩列波頻率不同，波相遇時(shí)不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故A正確；B．阻尼振動(dòng)的振幅不斷減小，但周期不隨振幅減小面改變，所以小球往復(fù)擺動(dòng)一次的時(shí)間不變，故B錯(cuò)誤；C．做受迫振動(dòng)的物體，其振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相同，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)，故C正確；D．光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)垂直入射時(shí)，傳播方向不改變，故D錯(cuò)誤．故選：AC．10．ADA．由圖可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，則冰晶對(duì)b光的折射率比對(duì)a光的折射率大，根據(jù)棱鏡色散規(guī)律可知a光的頻率比b光的頻率低，故A正確；B．冰晶對(duì)b光的折射率比對(duì)a光的折射率大，根據(jù)，可知在冰晶中，b光的傳播速度較小，故B錯(cuò)誤；C．由于，所以a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式，知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，a光條紋間距更大，故C錯(cuò)誤；D．同種玻璃對(duì)a光的折射率比對(duì)b光的折射率小，根據(jù)．可知從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較大，故D正確；故選：AD．11．BCDA．分析波形圖可知，波剛好傳到P點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，故波源的起振方向沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤．B．s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)負(fù)方向最大位移處，則振動(dòng)了個(gè)周期，即，分析波形圖可知，波長(zhǎng)，則波速，故B正確．C．s，則，該簡(jiǎn)諧橫波的頻率為2.5Hz，故C正確．D．波長(zhǎng)大于障礙物尺寸，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確．故選：BCD．12．CDA．圖像的斜率，力F與t的關(guān)系式為．設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，物體速度為零，根據(jù)動(dòng)量定理，可得物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，故A錯(cuò)誤；B．合力為零時(shí)，速度最大，則有．代入數(shù)據(jù)解得，故B錯(cuò)誤；C．剛運(yùn)動(dòng)時(shí)，，拉力N，合力沿斜面向上合力為．時(shí)，合力為．即合力先從40N減為零，再增加到40N，所以合力最大值為40N．根據(jù)牛頓第二定律，最大加速度為，故C正確；D．圖像的“面積”表示力F的沖量，在物體運(yùn)動(dòng)過程中推力的沖量為，故D正確．故選：CD．13．（1）20.03420.027（2）大于（3）82.51.829.83（每空1分）解析：（1）螺旋測(cè)微器的分度值為0.01mm，需要估讀到分度值的下一位，則圖中的讀數(shù)為：．因此擺球的直徑為：．（2）角度盤的大小一定，則在規(guī)定的位置安裝角度盤，測(cè)量的角度準(zhǔn)確，但將角度盤固定在規(guī)定位置的上方時(shí)，角度盤到懸掛點(diǎn)的距離將會(huì)變短，因此在保持角度相同的情況下，擺線在刻度盤上掃過的弧長(zhǎng)會(huì)變短，則擺線在角度盤上所指的示數(shù)為5°時(shí)，其實(shí)實(shí)際擺角大于5°；（3）根據(jù)幾何關(guān)系可知，擺長(zhǎng)為：．一次全振動(dòng)過程中單擺經(jīng)過最低點(diǎn)兩次，則單擺的周期為：．根據(jù)單的周期公式可得：．代入數(shù)據(jù)解得：．14．（1）ADE（3分）（2）（空2分）（3）76.8cm（2分）解析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，探究碰撞中的不變量，需要用到小球的質(zhì)量，需測(cè)量質(zhì)量，故A正確；BCDE．兩球是水平正碰，只需讓從同一位置釋放，求出水平速度即可，所以需要找到兩球落點(diǎn)的位置，測(cè)量碰前和碰后兩球的水平位移，根據(jù)就能求出兩球碰撞時(shí)的速度，所以不需要知道測(cè)量小球開始釋放的高度h和拋出點(diǎn)距地面的高度H，故DE正確，BC錯(cuò)誤．故選：ADE；（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律表達(dá)式，以及