2024年高二年級上冊期中考試物理試卷（含答案）

長郡中學(xué)2024年下學(xué)期高二期中考試

物理

時量：75分鐘滿分：100分

得分________

第I卷選擇題（共44分）

一、單選題。每題只有一個選項正確，選對得4分，選錯或不選得0分。

1.下列光學(xué)現(xiàn)象與原理解釋正確的是（）

A.在雙縫干涉實驗中，其他條件不變，僅用黃光代替紅光作為入射光可增大干涉條紋間距

B.在假期鈞魚時感覺水面反射的陽光相當(dāng)刺眼，帶上攜帶的偏光鏡后，發(fā)現(xiàn)反光消失能清晰看到水下魚

群，該偏光鏡利用了光的全反射原理

C.光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波

D.在肥縣泡泡膜上觀察到像彩虹一樣五彩斑斕的顏色，這是由于光的折射導(dǎo)致的

2.高壓汞燈，UV光刻機的紫外光源，它可以產(chǎn)生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖

銳的光譜線，但這些光中只有//線（404nm）是光刻機所需要的。高壓汞燈輻射的光通過圖中的三棱鏡

分離后形成。、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機的是（）

3.在空間站的建設(shè)方面，我國順利地完成了自己的計劃，將“天和”核心艙發(fā)射進入了地球軌道，乘坐宇

宙飛船在太空航行旅游將變成現(xiàn)實。假設(shè)有一宇宙飛船，它的正面面積為S,以速度n飛入一宇宙微粒塵

區(qū)，此塵區(qū)每立方米體積的微粒數(shù)為〃，微粒的平均質(zhì)量為加。設(shè)微粒與飛船外殼碰撞后附于飛船上，若

要飛船速度保持不變，則關(guān)于飛船應(yīng)增加的牽引力AR正確的是（）

A.AF=nSmv2B.AF=nSmvC.AF=nSmviD.AF=2nSmv~

4.小明同學(xué)為了探究波的傳播速度是由介質(zhì)決定還是由波源決定，他做了如下實驗，他將尸、。兩條不同

彈性繩連結(jié)于。點（左邊為尸繩、右邊為Q繩），。點在豎直方向做簡諧運動，以豎直向上為y軸正方

向，0時刻形成如圖所示波形。則下列說法正確的是（）

A.0時刻。、人兩質(zhì)點振動方向相反B2質(zhì)點再次回到平衡位置的時間比。質(zhì)點短

C.左右兩列繩波傳播的速度大小之比為3:2D.左右兩列繩波傳播的速度大小之比為1:1

5.如圖甲所示，質(zhì)量為m的物體3放在水平面上，通過輕彈簧與質(zhì)量為2m的物體A連接，現(xiàn)在豎直方向

給物體A—初速度，當(dāng)物體A運動到最高點時，物體3與水平面間的作用力剛好為零。從某時刻開始計

時，物體A的位移隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.&+0.25）s~&+0.5）s時間內(nèi)，物體A的速度與加速度方向相反

B.物體A在任意一個1.25s內(nèi)通過的路程均為50cm

C.物體A的振動方程為y=0.1sinf2加+：）m

D.物體8對水平面的最大壓力為6/ng

6.如圖甲所示，質(zhì)量為加的彈性小球從地面上方某一高度由靜止開始下落，地面的風(fēng)洞提供豎直向上的風(fēng)

力，小球與地面碰撞的時間忽略不計，彈起后上升到某一高度，規(guī)定豎直向下為正方向，此過程的丫-/圖

像如圖乙所示，碰撞前的速度匕的大小大于碰撞后的速度吃的大小，下降、上升的時間分別為％、t2,地

面對小球的彈力遠大于重力與風(fēng)力，空氣對小球的阻力忽略不計，重力加速度為g,下列說法正確的是

（）

A.下降過程重力的功一定大于上升過程小球克服重力的功

B.整個過程，重力的沖量為根g（%-芍）

C.小球的速度為匕時，圖像斜率為左，則此時的風(fēng)力大小為機g-"成

D.小球與地面碰撞過程，動量變化量的大小為mvx+mv2

二、多選題。每題至少有兩個選項正確，選對得5分，選不全得3分，選錯或不選得0分。

7.如圖所示，某科研團隊對研發(fā)的人形機器人進行跳躍測試。小車靜置于光滑水平地面上，機器人靜止站

立在平臺右端A點。測試時機器人以初速度%（大小未知）水平跳出，落到小車上的3點，此過程中機器

入消耗能量為E（大小未知）。已知機器入的質(zhì)量為加，小車的質(zhì)量為A點與3點高度差為負，水

平距離為s,重力加速度為g,機器人可以看作質(zhì)點，假設(shè)機器人消耗的能量全部轉(zhuǎn)化為動能，不考慮空

氣阻力，下列關(guān)系正確的是（）

Ms/VCEN。MD￡=mg?m

M+m\2h4-hM+m4hM+m

8.均勻介質(zhì)中，波源S產(chǎn)生沿x軸方向傳播的簡諧橫波，如圖甲所示，A、3、C為x軸上的質(zhì)點，質(zhì)點

C（圖中未畫出）位于x=10m處，波源在A3之間。/=0時亥i],波源開始振動，從此刻開始A、5兩

質(zhì)點振動圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.波源S位于x=lm處B.波速大小為2ni/s

C.C質(zhì)點起振后，其振動步調(diào)與A質(zhì)點相反D.7=5.5s時，C質(zhì)點位于波谷

9.x軸上的兩個波源P、Q在/=0時同時開始做簡諧振動，形成的簡諧橫波在尸、。間均勻介質(zhì)中相向

傳播，7=1.5s時，兩列波如圖所示，則X=5cm處質(zhì)點（）

A.起振方向沿y軸負方向B.0~2s內(nèi)，該質(zhì)點運動的路程為2cm

C1=4s時，該質(zhì)點的位移為0D.兩列波在此相遇后，該質(zhì)點的振動振幅為2cm

10.如圖所示，固定在天花板上的輕桿將光滑輕質(zhì)小定滑輪懸掛在空中，一根彈性輕繩一端固定在左邊墻壁

上。點，另一端與套在粗糙豎直桿上P點、質(zhì)量為根的滑塊連接，用手托住滑塊，使。4P在一條水平線

上。繩的原長與。點到滑輪距離。4相等，AP之間的距離為d,繩的彈力口與其伸長量x滿足胡克定律

F=kx,滑塊初始在P點時對桿的彈力大小為機g,滑塊與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.2。現(xiàn)將滑塊由靜止

釋放，當(dāng)滑到Q點時速度恰好為零，彈性繩始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。下列說法正確的是

)

A.滑塊從P點釋放瞬間的加速度大小為g

B.滑塊下滑過程中速度達到最大值時的位置到P點距離為0.8d

C.滑塊從P運動到Q的過程中，彈性繩對滑塊做功-0.8mgd

D.PQ之間的距離為1.6d

第n卷非選擇題（共56分）

三、實驗題。本題2小題，每空2分，共14分。

11.（6分）如圖所示，某探究小組用圖示裝置做“探究碰撞中的不變量”的實驗，圖中的氣墊導(dǎo)軌由導(dǎo)

（1）實驗探究小組采用了正確的操作步驟：

①將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平，推動滑塊1向右運動，該小組測出了滑塊通過兩個光電門的擋光時間。已知兩滑

塊上遮光板的寬度相同。滑塊1通過光電門1的擋光時間為A0,通過光電門2的擋光時間為Af2，滑塊2

通過光電門2的擋光時間為；

②測得滑塊1的質(zhì)量為叫，滑塊2的質(zhì)量為例o

（2）數(shù)據(jù)處理與實驗結(jié)論：

①實驗中采用氣墊導(dǎo)軌的原因是;

②本實驗探究滑塊碰撞前后動量是否守恒，其驗證等式為。

（3）另一實驗探究小組采用了上一小組的裝置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不變量”的實驗。

如圖所示，兩個滑塊用細線連接且靜止，中間有一個壓縮到最短的輕質(zhì)彈簧。燒斷細線，輕彈簧將兩個滑

塊彈開，測得它們通過光電門的時間分別為％、質(zhì)。滑塊1的質(zhì)量為叫，滑塊2的質(zhì)量為m2,則動量守

恒應(yīng)滿足的關(guān)系式為o

光電門

12.（8分）一歐姆表內(nèi)部電路可簡化為由電源、一個電流表（量程為30mA）和一個滑動變阻器串聯(lián)而成

的電路，如圖甲所示。

（1）圖甲中的a端應(yīng)與（選填“紅”或“黑”）色表筆相連接。

（2）該同學(xué)完成歐姆調(diào)零后，把一個電阻箱連接在a,匕表筆之間，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電阻箱的示數(shù)為200Q時，電

流表的示數(shù)為10.0mA,該歐姆表的內(nèi)阻為Q,歐姆表內(nèi)部電源的電動勢為V。（計算結(jié)

果均保留3位有效數(shù)字）

（3）重新進行歐姆調(diào)零后再測量某電壓表的內(nèi)阻，把電壓表連接在a,6表筆之間，此時電壓表的示數(shù)如

圖乙所示，該電壓表的內(nèi)阻為_______kQo

四、解答題，本題3小題，共42分。

13.（12分）某種液面高度監(jiān)視器基本原理如圖所示，容器底部裝有平面鏡，頂部A點有一光電轉(zhuǎn)換裝

置，當(dāng)有光照射到A點時就會觸發(fā)警報系統(tǒng)，頂部。處發(fā)射出的細光束與頂部成30°夾角，光線射入液體

經(jīng)平面鏡反射后，照射到頂部的3點，已知。、3之間的距離為L=26m,頂部與底部之間的高度差為

H=1.5m,此時液體深度為容器深度的一半，忽略液面的反射光線。

（1）若要觸發(fā)警報系統(tǒng)，應(yīng)使液面上升還是下降？

（2）求液體的折射率〃。

14.（14分）“波”字最早用于描述水紋起伏之狀，唐代詩人有“微風(fēng)動柳生水波”的描述，水波可看成簡

諧橫波。一列沿x軸負方向傳播的水波在/=0時刻的波形如圖所示，此時波剛好傳播到平衡位置為

2

X]=L0cm的尸點，Q點是波上平衡位置為％=6.0cm的質(zhì)點，在時亥!j,。點（在。=0時刻

后）首次位于波峰位置。求：

（1）該列波的傳播速度V；

（2）質(zhì)點Q的振動方程；

（3）/=0時刻后，質(zhì)點尸和質(zhì)點。第三次位移相同的時刻

15.（16分）如圖所示，一足夠長的固定輕桿與水平方向夾角為6。質(zhì)量為2m的3環(huán)套在輕桿上恰好不下

滑，距離3環(huán)/的位置有一質(zhì)量為m的光滑環(huán)A從靜止釋放。下滑過程中，A環(huán)與3環(huán)的碰撞為彈性碰

撞且碰撞時間極短。重力加速度為g,不計空氣阻力。求：

（1）A環(huán)與3環(huán)第一次碰撞結(jié)束后的速度大??；

（2）第一次碰撞結(jié)束后，經(jīng)過多久發(fā)生第二次碰撞？在此過程中3環(huán)的位移是多少？

（3）若將3環(huán)的初始位置記為坐標(biāo)原點，沿桿斜向下為x軸正方向建立直線坐標(biāo)系，求第〃次碰撞時環(huán)

B的位置坐標(biāo)。

長郡中學(xué)2024年下學(xué)期高二期中考試

物理參考答案

一二、選擇題

題號12345678910

答案CCACDCACBDACDBD

1.C【解析】雙縫干涉實驗中，其他條件不變，僅用黃光代替紅光作為入射光，因黃光的波長小于紅光,

則根據(jù)Ax='/l,則干涉條紋間距減小，選項A錯誤；在假期釣魚時感覺水面反射的陽光相當(dāng)制眼，帶

d

上攜帶的偏光鏡后，發(fā)現(xiàn)反光消失能清晰看到水下魚群，該偏光鏡利用了光的偏振原理，故B錯誤；光的

偏振現(xiàn)象證明光是橫波，故C正確；在肥皂泡泡膜上觀察到像彩虹一樣五彩斑斕的顏色，這是由于光的干

涉導(dǎo)致的，故D錯誤。故選C。

2.C【解析】根據(jù)折射率的定義式有〃=si”‘空氣，由圖可知，五束光在空氣中的入射角相等，a、b、

sine介質(zhì)

c、4、e五束光在介質(zhì)中的折射角依次減小，可知%<%<“,<%<與，折射率越大，波長越小，則有

兒〉4〉兒〉乙〉4，由于只有〃線（404nm）是光刻機所需要的，根據(jù)題中給出的五條尖銳的光譜線

的波長大小關(guān)系，可知，只有d光束適合UV光刻機。故選C。

3.A【解析】根據(jù)題意可知，時間△/內(nèi)，吸附于飛船上的微粒的總質(zhì)量△機="Sav。，根據(jù)動量定理可

得AF?At=Am,v,解得=故選A。

4.C【解析】尸繩向左傳播，Q繩向右傳播，根據(jù)“上下坡法”，可知在務(wù)時刻a質(zhì)點振動方向向上，b

質(zhì)點振動方向也向上，故A錯誤；經(jīng)"，左邊P繩傳到左側(cè)18m處，。繩傳到右側(cè)12m處，則有

1Q1OQ

—,解得故C正確，D錯誤；質(zhì)點做受迫振動，周期只由波源決定，可知左右兩列波周

VpvQ2

期相同，兩質(zhì)點再過二將回到平衡位置，故匕質(zhì)點再決回到平衡位置的時間與。質(zhì)點相同，故B錯誤。故

2

選C。

5.D【解析】1+0.25）s~（4+0.5）s的時間內(nèi)，物體A由負的最大位移向平衡位置運動，回復(fù)力指向

平衡位置，即物體A的速度與加速度方向均沿y軸正方向，故A錯誤；物體A由特殊位置（平衡位置或

最大位移處）開始計時，在任意一個1.25s=1」T內(nèi)，質(zhì)點通過的路程等于振幅的5信，除此外在1.25s

4

的時間內(nèi)通過的路程不等于振幅的5倍，故B錯誤；由圖乙可知振幅為A=10cm,周期為T=1.0s,角

27c

速度為刃=—=2兀rad/s,規(guī)定向上為正方向，1=0時刻位移為0.05m,表示振子由平衡位置上方

T

0.05m處開始運動，所以初相為%=g,貝!I振子的振動方程為y=Asin（ty/+%）=0.1sin127t/+S

6

m,故C錯誤；由物體A在最高點時，物體3與水平面間的作用力剛好為零，此時彈簧的拉力為

F=mg,對于物體A有2/ng+R=2機解得a=1.5g,當(dāng)物體A運動到最低點時，物體3對水平面

的壓力最大，由簡諧運動的對稱性可知，物體A在最低點時加速度向上，且大小等于1.5g,由牛頓第二定

律得尸-2機g=2ma,解得尸=5mg,由物體5的受力可知，物體5對水平面的最大壓力為外=/+

mg=6mg,故D正確。故選D。

6.C【解析】由于上升和下降過程中風(fēng)力大小不確定，則物體下落的高度和反彈上升的高度大小不確定，

無法比較下降過程重力的功和上升過程小球克服重力的功的大小，故A錯誤；整個過程，重力的沖量為

I=,故B錯誤；小球的速度為匕時，由牛頓第二定律得機g-7=機左，解得/=/ng-

mk,故C正確；小球與地面碰撞過程，動量變化量為Ap=加%-機匕=一（加匕-機丫2），大小為

mVy-mv2o故D錯誤。故選C。

7.AC【解析】根據(jù)人和車系統(tǒng)水平方向動量守恒機％=Mv,根據(jù)平拋運動規(guī)律/z=gg/，

s=3o+v）f,由能量守恒得石=!加片+工麗2,聯(lián)立解得石=蹩———,v故

v°'2°24/?M+m°M+m\2h

選AC。

8.BD【解析】由題圖可知A、3兩質(zhì)點開始振動的時刻為%=2.0s,tB=0.5s,由于在同種介質(zhì)中則

波速v相同，故有丫=%=&,則4=4/，故波源S位于x=2m處，且波速v=2m/s,故A錯誤、

‘A

B正確；。質(zhì)點開始振動的時刻為左=&^=4s,由題圖可知，波源起振方向為y軸正方向，在G=4S

v

時A質(zhì)點也沿y軸正方向，則C質(zhì)點起振后，其振動步調(diào)與A質(zhì)點相同，故C錯誤；根據(jù)以上分析

3

左=4s時開始振動，則/=5.5s時，C質(zhì)點已振動了一T,貝U=5.5s時，C質(zhì)點位于波谷，故D正確。

c4

故選BD?

9.ACD【解析】由圖可知，波源。的振動先傳播到x=5cm處，其起振方向沿y軸負方向，故A正確；

根據(jù)波速的定義式，可得v='=2cni/s,由圖可知，兩列波的波長均為2cm,則有T=—=ls,綜上所

tV

AvQ-5

述，波源。的振動傳播到該點所需時間為％=——=3^S=2S,f=2s時，波源產(chǎn)的振動還未傳播到該

v2

質(zhì)點，波源。的振動剛傳授到該質(zhì)點，其路程為零，故B錯誤；波源尸的振動傳播到該質(zhì)點所需時間為

tp=5-；3八=4s,可知/=4s時，波源Q的振動傳播到該點時間后振動的時間為4s-2s=2s=2T,

可知/=4s時，尸波剛傳到該質(zhì)點，。波使x=5cm處質(zhì)點在平衡位置，所以其位移為零，故C正確；設(shè)

該點為B,其到兩波源的路程差為P3—Q3=(3+5)cm—(9—5)cm=4cm=2；l,由圖可知兩列波的起

振方向相反，可知兩列波在此相遇后，該質(zhì)點是振動減弱點，振動振幅為4-由=2cm,故D正確。故

選ACD。

10.BD【解析】滑塊從尸點釋放瞬間，受彈性繩彈力、重力、桿的彈力和摩擦力作用。由題意知

kd=mg=N,mg-juN=ma,解得a=0.8g,故A錯誤；設(shè)滑塊下滑過程中速度最大時繩與豎直方

向夾角為a,位置為M點,繩彈力大小為T,則根據(jù)平衡條件有Tsina=N,mg-Tcosa-f=0,

又/=〃N,T=k--^—,h=,聯(lián)立可得〃=0.8d,故B正確；由B中分析可知滑塊下滑

J'?iMVLvp.ivlr

sinatana

過程中受桿的彈力大小不變，始終等于帆g,則滑動摩擦力也為一恒力/=〃N=〃mg,設(shè)滑塊從P運動

到。的過程中，彈性繩對滑塊做功為W,由動能定理可得W+m//p0=O,根據(jù)運動的對稱性

(豎直方向可以看作單程的彈簧振子模型)可知40=2/2郎=1.61,聯(lián)立可解得W=-L28mgd,故C

錯誤，D正確。故選BD。

三、實驗題。本題2小題，每空2分，共14分。

11.(6分，每空2分)

(2)①減小因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦引起的實驗誤差②也=a+”

M絕絕

(3)叫心-m1tl=0

【解析】(2)①使用氣墊導(dǎo)軌使兩滑塊能沿導(dǎo)軌做直線運動，保證了兩滑塊碰撞前后在同一條直線上做一

維碰撞，減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差，從而減小實驗誤差。

②設(shè)遮光條寬度為d,則滑塊I碰撞之前的速如意,

滑塊1碰撞之后的速度一工滑塊2碰撞后的速度

探究滑塊碰撞前、后動量是否守恒，需要驗證等式為叫匕二g"+也匕

即

m^d_m^d+m2d化簡得必=a+必

A%Ar2M△%A%2A%3

(3)根據(jù)動量守恒定律，滿足的表達式為0=-叫匕+加2V2,即叫匕二叫％

滑塊A、3的速度分別為匕=4,%=&，代入可得吼=吆，變形得叫?：=0。

%，2%’2

12.（8分，每空2分）

（1）紅（2）1003.00（3）1.4

【解析】（1）紅色表筆與歐姆表內(nèi)電源的負極相連，因此題圖甲中的。端應(yīng)與紅色表筆相連。

F1F

（2）據(jù)題意電流表的最大電流為/,=30mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得,-I=——，

ggr3gr+R

解得E=3.00V,r=100Q

9onn9

（3）由題圖乙可得此時電壓表的示數(shù)為2.80V,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律得「吧=Y」，解得K=L4kQ。

Rvr

四、解答題，本題3小題，共42分。

13.（12分）【解析】（1）若要觸發(fā)警報系統(tǒng)光路圖如圖所示

11平面鏡

由圖可知，液面應(yīng)上升

（2）畫出光路圖如圖所示

1_L,

二二二二二二二二二二二二七二二二二Zf-二二二二二二二二二二二二二二:

募蓊wdii|浙寰三金二==二ij==j=l二募====二1二卷二:I

QN

H

設(shè)射入液面時的折射角為6,由幾何關(guān)系可知QN=上——2—,tand=g?

2tan30°乜

2

根據(jù)折射率表達式有〃=溝也，解得〃=百

sin。

14.（1）【解析】（1）/=0時刻，質(zhì)點Q右端最近的波峰的平衡位置退=16cm

0~?時間內(nèi)，％=16cm處的振動形式傳播至。點，則丫=2二工

’1

解得v=O15m/s（或15cm/s）

（2）質(zhì)點Q的振幅A=0.04m（或A=4cm）

設(shè)簡諧橫波的周期為T,則7=4,質(zhì)點。的圓頻率。=&=2rad/s。

vT2

設(shè)質(zhì)點。的初相位為0,根據(jù)題意有9=0［上工］

(5兀5兀、

則質(zhì)點Q的振動方程為