陕西省西安市五校联考2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题（含答案解析）

高二物理期末检测卷（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1.答卷前，请考生核对条形码信息，并将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.考试结束后，请立即停止答题，将答题卡交回。第I卷（选择题）一、单选题（共16小题，每小题3分，共48分。四个选项中，只有一项是符合要求的。）1.如图所示，滑槽M1与滑块M2紧靠在一起，静止于光滑的水平面上。小球m从M1的右上方无初速度地下滑，当m滑到M1左方最高处时，M1将（）A.静止 B.向左运动 C.向右运动 D.无法确定【答案】B【解析】【详解】小球m和滑槽M1、滑块M2三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球m下滑前系统总动量为零，小球m下滑后m和滑槽M1作用，滑槽M1和滑块M2作用，作用结果使滑块M2向右运动，有向右的动量。当m滑到M1左方最高点时，小球m和滑槽M1的相对速度为零，但小球m和滑槽M1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零。故选B。2.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动【答案】B【解析】【详解】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．故B正确，ACD错误．3.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑水平面上。现使A获得水平向右、大小为3m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像提供的信息可得（）A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态B.从t3到t4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为m1：m2=1：2D.在t2时刻A、B两物块的动能之比为Ek1：Ek2=8：1【答案】C【解析】【详解】A．从图象可以看出，从0到t1的过程中弹簧被压缩，t1时刻两物块达到共同速度1m/s，此时弹簧处于压缩状态，故A错误；B．由图象可知，t3时刻速度相等，弹簧处于伸长状态，从t3到t4时间内A做加速运动，B做减速运动，弹簧由伸长状态恢复到原长，故B错误；C．由图象可知，t1时刻两物体速度相同，都是v1=1m/sA、B系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m1v0=（m1+m2）v1解得m1：m2=1：2故C正确；D．由图象可知，在t2时刻，A、B的动能之比为Ek1：Ek2==1：8故D错误。故选C。4.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为h0（不计空气阻力），则（）A.小球和小车组成的系统动量守恒B.小车向左运动的最大距离为RC.小球离开小车后做斜上抛运动D.小球第二次冲过A能上升的最大高度h0<h<h0【答案】BD【解析】【详解】A．小球与小车组成的系统在水平方向所受的合外力为零，水平方向系统动量守恒。由于小球有竖直分加速度，所以系统所受的合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B．系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得即解得，小车的最大位移故B正确；C．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由A点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；D．小球第一次车中运动过程中，由动能定理得Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得即小球第一次在车中滚动损失的机械能为，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于而小于，即故D正确。故选BD5.悬挂在竖直方向上的弹簧振子，从最低点的位置向上运动时开始计时，它的振动图像如图，由图可知（）A.t=1.25s时振子的加速度为正，速度为正B.t=1.7s时振子的加速度为负，速度为负C.t=1.0s时振子的速度为零，加速度为负的最大值D.t=3.5s时振子的速度为零，加速度为负的最大值【答案】C【解析】【详解】A．t=1.25s时振子在平衡位置上方向下做加速运动，加速度和速度均为负，故A错误；B．t=1.7s时振子在平衡位置上下方向下做减速运动，加速度为正，速度为负，故B错误；C．t=1.0s时振子在正向最大位移处，速度为零，加速度向下为负的最大，故C正确；D．t=3.5s时振子在平衡位置向下运动，速度为负，加速度为零，故D错误。故选C。6.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T。取竖直向上为正方向，以t＝0时刻作为计时起点，其振动图像如图所示，则（）A.t＝T时，货物对车厢底板的压力最大 B.t＝T时，货物对车厢底板的压力最小C.t＝T时，货物对车厢底板的压力最大 D.t＝T时，货物对车厢底板的压力最小【答案】AD【解析】【详解】A．时，货物加速度方向向上，处于超重状态，货物对车厢底板的压力最大，故A正确；BC．时，货物加速度为零，货物对车厢底板的压力等于重力大小，故BC错误；D．时，货物加速度方向向下，处于失重状态，货物对车厢底板的压力最小，故D正确。故选AD。7.如图所示，左边为竖直方向的弹簧振子，振子连接一根水平的长软绳，并沿绳方向取x轴，t＝0时刻，振子以2Hz的频率从平衡位置O向上开始运动。t＝1s时，x＝10cm处的绳上质点开始振动，则（）A.绳波的波长为10cmB.绳上各质点都沿x轴方向运动C.波在绳上传播的速度为10m/sD.t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动【答案】D【解析】【详解】AC．根据公式，波速为由可知，波长为AC错误；B．绳上各质点在平衡位置附近振动，并不随波的传播沿x轴方向运动，B错误；D．波刚传到某点时该质点的振动方向与波源的起振方向相同，由于振源的起振方向向上，因此，t＝1s时，x＝5cm处的绳上质点正从平衡位置向上振动，D正确。故选D。8.如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为，已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（）A.这列波传播的速度为B.时，振动传到质点15C.时，质点9处于上方最大位移处D.时，质点12正在向下运动【答案】C【解析】【详解】A．时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期相邻编号的质点间距离为，则波长这列波传播的速度为故A错误；B．时，波的传播距离则振动传到质点13，故B错误；CD．时动传到质点13，则质点9处于上方最大位移处，质点12正在向上运动，故C正确，D错误。故选C。9.如图所示，在某均匀介质中的一条直线上有两个振源A、，相距，点在、的中间位置。时，A、以相同的频率开始振动，且都只振动一个周期，振幅也相同，图甲为A的振动图像，乙为B的振动图像，t1=0.3s时，A产生的向右传播的波与B产生的向左传播的波在C点相遇，则下列说法正确的是（）A.两列波的频率都是0.2HZB.在两列波相遇过程中，中点C为振动减弱点C.两列波的波长都是4mD.t2=0.7s时，B经过平衡位置且振动方向向下【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．由题图可知，两列波的周期均为T=0.2s，所以两列波的频率均为故A错误；B．两列波在同种介质中传播，波速大小相同，由振动图线可知A起振方向向上，B起振方向向下，C点在A、B的中间位置，两列波同时传播到C点，由于两个振源A、B的起振方向相反，所以在两列波相遇过程中，中点C为两列波波峰和波谷相遇的点，是振动减弱点，故B正确；C．设两列波的波速为v，由题意可得2vt1=xAB解得两列波的波长均为故C错误；D．由题意由于两波源都只振动了一个周期，在t2=0.7s时，只有A引起的波传到B点，可知t2时刻，B经过平衡位置且振动方向向下，故D正确。故选BD。10.如图所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的是A.出射光线不一定与入射光线平行B.随着角的增大，光可能在a表面发生全反射C.随着角的增大，光可能在b表面发生全反射（）D.无论如何改变角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射【答案】D【解析】【分析】根据折射定律和光路的可逆性分析出射光线与入射光线的关系．产生全反射的必要条件是光线必须由光密介质射入光疏介质．运用几何关系和光路可逆性分析光线能否在界面b上发生全反射现象．【详解】由于a、b两表面平行，光线在a表面的折射角等于b表面的入射角，根据光路的可逆性可知，光线在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由几何关系可知出射光线一定与入射光线平行，故A错误．根据几何知识可知：光经过表面b上的入射角与在表面a上的折射角相等，根据光路可逆性可知：所以不管入射角多大，不可能在b表面和a表面发生全反射，故BC错误，D正确．故选D．【点睛】解决本题关键知道光的传播的可逆性原理，以及掌握全反射的条件，由此记牢平行玻璃砖的光学特性．11.玻璃三棱镜的横截面为直角三角形，，O点和D点分别为和边的中点，如图所示，现有两束相互垂直的同种单色光从O点入射，两束光线正好分别从C点和D点射出，则下列说法正确的是（）A.两束折射光线的折射角之和等于B.从C点射出的光线在O点的入射角大于从D点射出的光线在O点的入射角C.玻璃三棱镜对该种单色光的折射率等于D.该种单色光在玻璃三棱镜中发生全反射的临界角等于【答案】C【解析】【详解】A．作出如图所示光路图两束同种单色光分别为1和2，折射光线分别为和。由题意知，，光线1从O点入射，正好从C点射出，由几何关系可知为正三角形，可得折射角为光线2与光线1方向垂直，从O点入射，正好从D点射出，由几何关系可知折射角可见A错误；B．两束相互垂直的同种单色光从O点入射，由于折射角，所以可得入射角解得B错误；C．根据折射率关系解得C正确；D．根据全反射临界角的关系有可得D错误。故选C。12.光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（）A.内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C.内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D.内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用【答案】A【解析】【详解】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。故选A。13.关于光的干涉，下列说法正确的是（）A.在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的B.在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽C.在双缝干涉现象中，将绿光换红光，相邻两个亮条纹间距将变宽D.在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到的彩色条纹为内红外紫【答案】C【解析】【详解】A．在双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是相等的，A错误；BC．在双缝干涉现象中，把入射光由波长较长的红光换成波长较短的紫光，由干涉条纹的间距公式可知，相邻两个亮条纹间距将变窄；将绿光换为红光，红光的波长比绿光的波长长，相邻两个亮条纹间距将变宽，B错误，C正确；D．在双缝干涉现象中，入射光为白光时得到不同间距的彩色条纹，红光的条纹最宽，紫光的条纹最窄，因此彩色条纹应为内紫外红，D错误。故选C14.如图所示，子弹质量小于木块，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程中木块动能增加了5J，那么此过程中系统产生的内能可能为（）A.16J B.11.2J C.5.6J D.3.4J【答案】ABC【解析】【详解】设子弹的初速度v0，共同速度为v，则由动量守恒定律mv0=（M+m）v系统产生的内能木块得到的动能为变形可得故选ABC。15.手机是常用通信工具，当来电话时，可以用振动来提示人们，振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动当叶片转动后，电动机就跟着振动起来了，从而带手机振动起来，其中叶片的形状你认为是图中的哪种A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】当叶片的形状规则时，电机带动它高速转动时，不会产生振动．由图可知，只有C是不平衡的，电动机带动它高速转动时，才会产生振动故C正确，ABD错误．16.如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图，图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，图丙为换用另一种颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a′为中央亮条纹，则以下说法中正确的是（）A.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长B.图丙可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长C.图丙可能为用紫光实验产生条纹，表明紫光波长较短D.图丙可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短【答案】A【解析】【详解】对比乙、丙两图可以看出丙图中条纹间距大，根据可知，Δx是由波长决定的，所以图丙对应入射光的波长比绿光大，按题目中应为红光。故选A。第II卷（非选择题）本卷均为必考题，共4大题52分。请考生将答案写在答题卡相应位置。17.如图所示，用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度为4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，那么：（1）不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多大？（2）考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多大？(g取10m/s2)【答案】（1）200N，方向竖直向下；（2）205N，方向竖直向下【解析】【详解】（1）以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子的平均作用力，方向竖直向上，设为F1，取竖直向上为正，由动量定理可得解得方向竖直向上，由牛顿第三定律知，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力为200N，方向竖直向下（2）若考虑重力，设此时铁锤受钉子的平均作用力为F2，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正，则解得方向竖直向上，由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子时钉子受到的平均作用力为205N，方向竖直向下18.一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．(1)求振子的振幅、周期各为多大？．(2)从t＝0到t＝8.5×10－2s的时间内，振子通过的路程为多大？(3)求t＝2.0×10－2s时振子的位移．【答案】(1)A=2cm，T=(2)s=34cm；(3)x=-2cm；【解析】【详解】(