江西省景德镇市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

景德镇市20232024学年上学期期末质量检测卷高二物理命题人：程春才（乐平市第一中学）一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.如图，小物块a、b和c静置于光滑水平地面上。现让a以速度v向右运动，与b发生弹性正碰，然后b与c也发生弹性正碰。若b和c的质量可任意选择，碰后c的最大速度接近于（）A.8v B.6v C.4v D.2v【答案】C【解析】【详解】设a、b、c的质量分别为ma、mb、mc。a与b碰撞后二者的速度分别为va和vb1，根据动量守恒定律有①根据机械能守恒定律有②联立①②解得③由③式可知，当时，有④设b与c碰撞后二者的速度分别为vb2和vc，同理可得⑤⑥联立⑤⑥解得⑦由⑦式可知，当时，有⑧所以若b和c的质量可任意选择，碰后c的最大速度接近于4v，故选C。2.我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。“长征九号”采用了直径达9米的芯级火箭和四个直径为3.35米的助推器，全长达100米，起飞质量达。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为，产生的推力可使火箭以的加速度升空。则它在每秒内喷射的气体质量约为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】以气体为研究对象，设内喷出的气体质量为，根据动量定理可得其中根据牛顿第二定律得出可得则有故选A。3.一列简谐波沿轴传播，时刻的波形图如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，则下列判断正确的是（）A.该列波的起振方向向上B.该列波一定沿轴向右传播C.此列波的最小波速为D.处的质点经通过的路程可能为【答案】D【解析】【详解】A．由题中波形图无法判断该列波的起振方向，A错误；B．由题中的波形图，无法判断该列波传播的方向，B错误；C．由公式根据波形图可知，该列波波长为当该列波向右传播时，可得其周期最大，故可得解得此时最小波速为C错误；D．当该列波向左传播时，可得其最大周期为解得故处的质点通过的路程为D正确故选D。4.江西陈一乐在2021年获全国体操锦标赛女子团体冠军，她在完成平衡木空中动作后落地时，先下蹲后再站起，这样做是为了减小（）A.落地时的动量 B.动量变化量 C.地面对她的平均作用力 D.地面对她的冲量【答案】C【解析】【详解】在完成平衡木空中动作后落地时，先下蹲后再站起，根据动量定理可得这样做不会减小落地时的动量，不会减小动量变化量，也不会减小地面对她的冲量；而是通过增加作用时间，从而减小地面对她的平均作用力。故选C。5.重庆市三峡广场的三峡水景观景处，水池底水平放置四条红色线状灯带构成边长为的正方形，灯带平面到水面的距离为，水对红光的折射率为，有红光射出的水面形状为下列图中的（用阴影表示）（）A B. C. D.【答案】A【解析】【详解】取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源出的光线在水面恰好全反射的光路图如图所示。由可得根据几何关系可得则一个点发出的光在水面上能看到的圆，光射出的水面形状边缘为弧形。四条红色线状灯带构成的发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图所示故选A。6.2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶晃动了起来，紧接着待输的a、c吊瓶（液体均满瓶）也跟者晃动起来，假设悬挂三个瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，a吊瓶比b、c小一些，则（）A.b、c两吊瓶发生共振B.a、b、c三个吊瓶均做自由振动C.b、c两吊瓶的振幅相同D.a、b、c三个吊瓶的振动周期相同【答案】D【解析】【详解】A．b、c吊瓶的重心位置不同，因此有效摆长不同，所以不会发生共振，故A错误；B．只有b做自由振动，a、c均做受迫振动，故B错误；C．b、c摆长不同，则两吊瓶的振幅不同，故C错误；D．振动周期等于驱动力周期，因此三个吊瓶的周期相同，故D正确。故选D。7.如图所示，车厢静止在光滑水平面上，车厢内有一个物体，当给物体一个向右的初速度后，物体与车厢内壁碰撞而在车厢内来回运动，最后物体静止在车厢内时，则A.车厢处于静止B.车厢向左运动C.车厢向右运动D.车厢与物体之间没有机械能损失【答案】C【解析】【详解】ABC．选车厢和物体组成的系统为研究对象，车厢在光滑的水平面上，在水平方向不受作用力，故系统在水平方向上动量守恒，又开始时物体具有向右的动量，系统总动量方向向右，当物体静止在车厢内时，系统仍具有水平向右的动量，故可知，车厢和物体最终具有水平向右的速度，故AB错误，C正确；D．由于物体与车厢内壁发生碰撞有内能产生，故车厢与物体之间有机械能的损失，故D错误．故选C.8.如图所示，甲图表示和两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是和，是连线的中点；乙图为一机械波源在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（）A.甲图中、两点的竖直高差为B.甲图中点正处于平衡位置且向水面下运动C.从甲图所示时刻开始经，点通过的路程为D.乙图中在点观察到的频率比在点观察到的频率低【答案】AC【解析】【详解】A．甲图中、两点都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则、两点的竖直高差为故A正确；B．甲图中点是振动加强点，正处于波谷位置，故B错误；C．波的周期为从甲图所示时刻开始经，由于则点通过的路程为故C正确；D．乙图中在点单位时间接受到的波面比点多，则在点观察到的频率比在点观察到的频率高，故D错误。故选AC。9.一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则（）A.三种介质的折射率B.相对于介质1来说，介质2是光疏介质C.光在介质中的速度D.当入射角由逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射【答案】AB【解析】【详解】AB．由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则，光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，入射角相等，从折射角上可判断，所以有，可知相对于介质1来说，介质2是光疏介质，故AB正确；C．根据公式由于则有故C错误；D.当入射角由逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D错误。故选AB。10.一列简谐横波沿轴传播，时刻波的图像如图甲所示，处的质点的振动图像如图乙所示，由此可以判断（）A.该波沿轴负方向传播 B.在时质点的加速度方向沿轴正方向C.该波在内传播的距离是 D.在时间内质点通过的路程是【答案】BC【解析】【详解】A．由振动图像可知，处的质点P在时刻沿y轴负向振动，由波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；B．由图乙可知，在时质点P在负的最大位移处，可知此时回复力方向沿y轴正方向，则质点的加速度方向沿轴正方向，故B正确；C．由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，则波速为该波在时间内传播的距离故C正确；D．在时间内，由于且时刻，质点P处于平衡位置，则在时间内质点P通过的路程为故D错误。故选BC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用单摆测重力加速度。（1）用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为，用20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示，则摆球的直径___________。（2）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响，小组决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期，并绘出图线，从而间接测定当地的重力加速度。①图线的斜率为，当地的重力加速度计算公式为___________；②实验小组测得相关数据，绘制出图线如图乙所示；③若取，请根据图乙的图线算出当地重力加速度值为___________（保留三位有效数字）。【答案】①.20.80②.③.9.68##9.67##9.69##9.70【解析】【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知摆球的直径为（2）①[2]根据解得可知图像的斜率为解得当地的重力加速度为③[3]由图像可得斜率大小为则重力加速度为12.如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度。上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量两小球的质量、。（1）请由图乙读出碰撞前A球的水平射程为___________。（2）若两个小球在轨道末端碰撞过程动量守恒，则需验证的关系式为___________。（3）实验中造成误差的可能原因有___________。A．用刻度尺测量线段、、的长度值B．轨道不光滑C．轨道末端不水平D．轨道末端到地面的高度未测量（4）若测得各落点痕迹到点的距离：，，使用（2）中数据，并知小球的质量比为，则系统碰撞前总动量与碰撞后总动量的百分误差___________（结果保留一位有效数字）。【答案】①.8.60（8.55～8.60）②.③.AC##CA④.2【解析】【详解】（1）[1]用尽量小的圆将各个落点圈起来，圆心即为平均落地点，则由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为8.60cm。（2）[2]由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同；根据动量守恒定律可得则有可得若两个小球在轨道末端碰撞过程动量守恒，则需验证关系式为（3）[3]A．用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值会造成偶然误差，故A正确；B．轨道不光滑对实验无影响，只要到达底端时的速度相同即可，故B错误；C．轨道末端不水平，则小球不能做平抛运动，则对实验会造成误差，故C正确；D．两球从同一高度开始下落，则下落的时间相等，即轨道末端到地面的高度未测量对实验不会造成误差，故D错误。故选AC。（4）[4]设A、B两球的质量分别为2m和m，则13.如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：（1）该振子简谐运动的表达式；（2）在时，弹簧振子的位移是多少？（3）该振子在前的总位移是多少？路程是多少？【答案】（1）；（2）；（3）0，【解析】【详解】（1）根据图像可知周期为根据数学规律可知，一个完整的规则的正弦图像的振动函数表达式为由振动图像可知，令将上述函数所对应的图像向左平移得到题中图所示的振动图像，则有则该振子简谐运动的表达式为（2）在时，弹簧振子的位移为（3）由于则弹簧振子的总位移为路程为14.如图，是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t1=0时刻的波形图。在t2=0.5s时，质点P恰好第二次到达波谷，求：（1）该列简谐横波的波速v；（2）x=3.1m处的质点M（图中未标出）从t1=0时刻开始，什么时刻第一次出现在波谷；（3）从0时刻到Q点第三次出现波峰的过程中，质点P经过的路程。【答案】（1）10m/s；（2）0.01s；（3）70cm（或0.7m）【解析】【详解】（1）由波形图可知λ=4m，t1=0时刻波刚传到P点，质点P正在平衡位置向下振动，再过第二次到达波谷，即解得所以波速为（2）离M点最近的波谷在x=3m处，沿传播方向的距离为则传播时间为即在t=0.01s时刻M点第一次出现在波谷。（3）0时刻距Q点最近的波峰在x=1m处，沿传播方向上的距离则Q点第一次到达波峰的时间为再过两个周期为Q点第三次到达波峰总时间根据质点振动一个周期的路4A，则P点的路为15.如图所示，光滑水平面上有质量为m、长为R的长木板紧靠在半径为R的光滑四分之一圆弧体左侧，圆弧体固定，长木板上表面和圆弧最低点的切线重合，质量为m的物块（可视为质点）以初速度（g为重力加速度）从左